南京華盾電力信息安全測(cè)評(píng)有限公司 朱辰澤 苑一鳴 劉思君

在電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的今天，對(duì)電廠特別是火電企業(yè)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，企業(yè)要保持利潤(rùn)，從內(nèi)部管控角度，需改善自身經(jīng)營(yíng)效率，降低發(fā)電成本。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端、區(qū)塊鏈等數(shù)字技術(shù)與電力生產(chǎn)、管理相結(jié)合，為火電企業(yè)通過(guò)數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效提供了技術(shù)手段。智慧電廠是在現(xiàn)有電廠控制技術(shù)、自動(dòng)化及信息化水平已經(jīng)高的基礎(chǔ)上，通過(guò)先進(jìn)的運(yùn)算模型技術(shù)、信息集成技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)空間技術(shù)等，對(duì)電廠海量數(shù)據(jù)進(jìn)行深層加工及擴(kuò)展應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行性能優(yōu)化、設(shè)備狀態(tài)預(yù)警診斷等功能，以進(jìn)一步提高電廠經(jīng)濟(jì)效益。以此為基礎(chǔ)融入現(xiàn)代化的管理思想，通過(guò)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端等技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智慧電廠向智能電廠、智慧電廠飛躍，達(dá)到電廠本質(zhì)型安全、機(jī)組發(fā)電能耗最低、設(shè)備可用率高、污染物達(dá)標(biāo)排放、運(yùn)營(yíng)成本最小、人均產(chǎn)值高、管理決策優(yōu)化的現(xiàn)代化電廠運(yùn)營(yíng)水平。

1 火電智慧電廠關(guān)鍵技術(shù)

1.1 智慧電廠總體框架

智慧電廠總體架構(gòu)采用多級(jí)分層并組件化的設(shè)計(jì)模式，包括數(shù)據(jù)源層、基礎(chǔ)層、智慧電廠信息平臺(tái)、智能應(yīng)用層以及智能交互層，此外還有與外部應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，同時(shí)考慮到數(shù)據(jù)安全與系統(tǒng)防護(hù)，對(duì)整體安全性需進(jìn)行專門(mén)的獨(dú)特設(shè)計(jì)。層與層之間保持最大化的分離和解耦性，最小化層次調(diào)用依賴，各應(yīng)用功能模塊采取插件式，可選擇加載，可獨(dú)立配置運(yùn)行；這樣能保證將來(lái)業(yè)務(wù)的持續(xù)集成不影響現(xiàn)有的業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)，這樣分層的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方式可以使得應(yīng)用能夠持續(xù)集成，同時(shí)具有很強(qiáng)的靈活性以適應(yīng)將來(lái)對(duì)新技術(shù)的發(fā)展需求。

數(shù)據(jù)源層。為最底層，其包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)（來(lái)源于DCS、NCS 等控制系統(tǒng)以及相關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)）、視頻及門(mén)禁等數(shù)據(jù)、臺(tái)帳數(shù)據(jù)（從基建期即產(chǎn)生的文件資料等）、經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)源層數(shù)據(jù)可來(lái)自于電廠內(nèi)部系統(tǒng)或設(shè)備，也可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口從集團(tuán)、區(qū)域等信息系統(tǒng)獲??；基礎(chǔ)層。在數(shù)據(jù)源層的基礎(chǔ)上，通過(guò)基礎(chǔ)層的設(shè)施將數(shù)據(jù)傳輸至智慧電廠信息平臺(tái)，至少包括主干網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、基站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備等；智慧電廠信息平臺(tái)。是在編碼標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，通過(guò)與各控制系統(tǒng)、安防設(shè)備以及外部信息系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)接口，匯總電廠生產(chǎn)、管理以及經(jīng)營(yíng)等數(shù)據(jù)，形成廠級(jí)數(shù)據(jù)中心，同時(shí)提供三維模型、多個(gè)基礎(chǔ)服務(wù)以及多種邏輯計(jì)算模型與智能算法，并能夠支撐電廠各智能應(yīng)用功能。整個(gè)平臺(tái)應(yīng)具有先進(jìn)性、開(kāi)放性和靈活性，支持二次開(kāi)發(fā)，方便技術(shù)人員按需求進(jìn)行應(yīng)用功能的個(gè)性化定制。

應(yīng)用層。智慧電廠在信息平臺(tái)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)廠側(cè)各智能應(yīng)用服務(wù)的集成與統(tǒng)一管理，以及各應(yīng)用間的業(yè)務(wù)交互與流程穿透。整個(gè)應(yīng)用層包括熱力性能分析與優(yōu)化、趨勢(shì)預(yù)警與故障診斷、人員定位、智能管理等模塊，并可根據(jù)用戶需求在遠(yuǎn)期持續(xù)拓展；智能交互層。是智慧電廠的展示層，負(fù)責(zé)向用戶提供友好的人機(jī)交互接口和數(shù)據(jù)的輸入輸出工作，提供電腦端、智能移動(dòng)終端以及生產(chǎn)大屏展示，達(dá)到操作簡(jiǎn)單，邏輯清晰；數(shù)據(jù)服務(wù)。建設(shè)智慧電廠需充分考慮集團(tuán)及區(qū)域公司的生產(chǎn)管理與經(jīng)營(yíng)需求，在設(shè)計(jì)上確保不成為信息孤島。因此智慧電廠除了向集團(tuán)及區(qū)域系統(tǒng)傳輸必要的信息數(shù)據(jù)外，還可以在條件具備的情況下結(jié)合智慧電廠應(yīng)用功能需求抽取外部（集團(tuán)、區(qū)域等）信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

1.2 統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)及微服務(wù)發(fā)布

目前各電廠已建立的各信息系統(tǒng)由于獨(dú)立部署難以構(gòu)成有機(jī)統(tǒng)一整體，形成信息孤島現(xiàn)象，并導(dǎo)致了信息的多口采集、重復(fù)輸入，信息更新的同步性差，信息使用和管理效率低下，并且無(wú)法深化應(yīng)用。需要從先進(jìn)性、實(shí)用性、開(kāi)放性、安全性、靈活性等方面建設(shè)廠側(cè)一體化數(shù)據(jù)平臺(tái)，匯集電廠全生命周期數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)治理后形成廠級(jí)數(shù)據(jù)中心，并提供各項(xiàng)平臺(tái)服務(wù)，集成電廠各項(xiàng)智能應(yīng)用，并能持拓展。統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)采用分布式、多層體系架構(gòu)，在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、安全管理體系、運(yùn)維保障體系下，構(gòu)建輕量級(jí)數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)支撐平臺(tái)，其技術(shù)特點(diǎn)包括異源數(shù)據(jù)的采集和匯聚、基于分布式組件的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析、基于微服務(wù)的統(tǒng)一服務(wù)發(fā)布、可視化運(yùn)維和安全管控。

異源數(shù)據(jù)的采集和匯聚。平臺(tái)通過(guò)構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集模塊，實(shí)現(xiàn)電廠異源數(shù)據(jù)的采集與抽取，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的盤(pán)點(diǎn)、清洗、轉(zhuǎn)換，支撐不同數(shù)據(jù)來(lái)源的異構(gòu)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和實(shí)時(shí)流接入，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用提供數(shù)據(jù)加載、轉(zhuǎn)換和調(diào)度管理。針對(duì)發(fā)電企業(yè)特點(diǎn)，數(shù)據(jù)采集和交換一般集成了時(shí)序數(shù)據(jù)采集接口軟件。支持基于國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電力規(guī)約（IEC60870系列）、工控規(guī)約（Modbus、OPC）的時(shí)序數(shù)據(jù)采集，對(duì)來(lái)自電廠DCS、NCS、ECS、輔控等系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同步采集并實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳。一般集成ETL 抽取組件，支持多種數(shù)據(jù)源類型，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的采集，滿足異構(gòu)數(shù)據(jù)采集的需求。

基于分布式組件的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析。建立廠級(jí)的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心是智慧電廠平臺(tái)建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，其主要包括時(shí)序數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，平臺(tái)多樣化的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力為打破了傳統(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)孤島提供了支撐。為滿足多樣化異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)要求，一般平臺(tái)提供分布式K-V 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系型（SQL）數(shù)據(jù)庫(kù)、分布式列式數(shù)據(jù)庫(kù)(HBase)。建立在上述數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)之上的操作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（ODS）、分布式數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)集市支撐起智慧電廠的各級(jí)數(shù)據(jù)應(yīng)用需求。為滿足電廠異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求而建立的各個(gè)存儲(chǔ)支撐數(shù)據(jù)庫(kù)，以及其之間緊密的聯(lián)系和協(xié)作，是平臺(tái)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。

基于微服務(wù)的統(tǒng)一服務(wù)發(fā)布。微服務(wù)使得信息服務(wù)的軟件架構(gòu)在演化和產(chǎn)生變動(dòng)時(shí)的維護(hù)成本大大降低，并顯著提高了穩(wěn)定性[1]。智慧電廠將微服務(wù)的理念引入其中，其統(tǒng)一數(shù)據(jù)與服務(wù)總線采用微服務(wù)技術(shù)架構(gòu)，每個(gè)服務(wù)都有自己的處理和輕量通訊機(jī)制，可以部署在單個(gè)或多個(gè)服務(wù)器上。它的主要特點(diǎn)是組件化、松耦合、自治、去中心化等。系統(tǒng)對(duì)外通過(guò)API 網(wǎng)關(guān)提供服務(wù)。平臺(tái)服務(wù)組件主要包括公共服務(wù)組件和普通服務(wù)組件。其中，公共服務(wù)組件包含統(tǒng)一用戶組件、統(tǒng)一認(rèn)證組件、流程組件、報(bào)表組件、BI 組件、GIS 組件等，這些組件的共同特點(diǎn)是多個(gè)服務(wù)組件或者應(yīng)用會(huì)用到這個(gè)服務(wù)組件。

可視化運(yùn)維和安全管控。智慧電廠平臺(tái)管控一般包括物理節(jié)點(diǎn)的管理、平臺(tái)組件的管理、微服務(wù)運(yùn)行管理。物理節(jié)點(diǎn)管理主要是對(duì)每個(gè)主機(jī)進(jìn)行監(jiān)控和管理，采用B/S 方式對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)等進(jìn)行監(jiān)控和管理。平臺(tái)組件的管理主要是對(duì)運(yùn)行于大數(shù)據(jù)平臺(tái)之上的分布式組件（Hadoop、Yarn、Zookeeper、Storm、Spark、MapReduce 等）進(jìn)行安裝、管理。微服務(wù)管理主要對(duì)平臺(tái)上的微服務(wù)組件（SpringCloud）進(jìn)行管理，保證微服務(wù)節(jié)點(diǎn)的正常運(yùn)行。

1.3 機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化

智慧電廠燃機(jī)運(yùn)行優(yōu)化通過(guò)調(diào)整主輔機(jī)運(yùn)行方式挖掘機(jī)組提質(zhì)增效潛力，優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行。主要包含壓氣機(jī)水洗優(yōu)化、冷端優(yōu)化、進(jìn)氣系統(tǒng)全壽命周期運(yùn)行優(yōu)化、啟停過(guò)程評(píng)價(jià)與優(yōu)化等。

1.3.1 壓氣機(jī)水洗優(yōu)化

冷端系統(tǒng)運(yùn)行尋優(yōu)，是通過(guò)建立不同機(jī)組負(fù)荷、不同氣象條件、不同循環(huán)水泵運(yùn)行方式、不同機(jī)力塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)量等邊界條件下的智能尋優(yōu)模型，以汽機(jī)功率增加與循環(huán)水泵、機(jī)力塔等輔機(jī)設(shè)備耗功增加的差值為目標(biāo)函數(shù)，確定目標(biāo)函數(shù)最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的凝汽器壓力及冷端系統(tǒng)運(yùn)行方式。研究?jī)?nèi)容包括：建立冷端系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)監(jiān)視冷端各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)與目標(biāo)值的偏差，分析診斷出影響冷端運(yùn)行性能的關(guān)鍵因素；開(kāi)發(fā)冷端運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，針對(duì)不同運(yùn)行工況給出循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行指導(dǎo)意見(jiàn)，系統(tǒng)提供離線運(yùn)行優(yōu)化和在線運(yùn)行優(yōu)化兩種方式。

1.3.2 冷端優(yōu)化

為了維持燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)運(yùn)行在最佳工況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、方案優(yōu)化，確定壓氣機(jī)離線水洗最佳策略，主要研究?jī)?nèi)容包括：建立壓氣機(jī)離線水洗決策系統(tǒng)，綜合壓氣機(jī)性能退化、機(jī)組運(yùn)行成本等因素，動(dòng)態(tài)調(diào)整離線水洗周期；監(jiān)測(cè)壓氣機(jī)效率、燃?xì)廨啓C(jī)氣耗、壓比、折合流量等壓氣機(jī)運(yùn)行參數(shù)，評(píng)估水洗前后機(jī)組性能。

1.3.3 進(jìn)氣系統(tǒng)全壽命周期運(yùn)行優(yōu)化

通過(guò)分析燃?xì)廨啓C(jī)熱力參數(shù)變化趨勢(shì)，從側(cè)面對(duì)過(guò)濾系統(tǒng)的優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)估，研究?jī)?nèi)容包括：進(jìn)氣系統(tǒng)全壽命周期成本優(yōu)化，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析濾芯單價(jià)、“時(shí)間-壓差”特性和“流量-壓差”特性，建立濾芯性能退化預(yù)測(cè)系統(tǒng)；根據(jù)濾芯性能預(yù)測(cè)結(jié)果，綜合考慮環(huán)境和成本因素，優(yōu)化濾芯更換周期。

1.3.4 啟停過(guò)程評(píng)價(jià)與優(yōu)化

基于燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組中燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、汽輪機(jī)自身的特性，評(píng)估啟動(dòng)過(guò)程的安全性、經(jīng)濟(jì)性及環(huán)境參數(shù)，合理優(yōu)化主、輔機(jī)設(shè)備的啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)步序。主要研究?jī)?nèi)容包括：

建立燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程評(píng)價(jià)體系。目前，燃機(jī)電廠對(duì)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中的設(shè)備參數(shù)及能耗指標(biāo)缺乏相應(yīng)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，無(wú)法確定其安全性、經(jīng)濟(jì)型、環(huán)保指標(biāo)及時(shí)間長(zhǎng)短是否達(dá)到最優(yōu)值，亟需建立啟動(dòng)過(guò)程評(píng)價(jià)體系，建立每項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，評(píng)估發(fā)電機(jī)組及輔助設(shè)備的安全性、可靠性狀態(tài)，分析影響機(jī)組啟動(dòng)機(jī)過(guò)程安全性、可靠性指標(biāo)的關(guān)鍵原因。

燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。通過(guò)運(yùn)營(yíng)策略任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)分析，綜合考慮啟動(dòng)過(guò)程中電廠的安全、合法合規(guī)性及電廠的價(jià)值需求，根據(jù)機(jī)組實(shí)際的啟動(dòng)過(guò)程，詳細(xì)分析各步序之間的關(guān)聯(lián)，合理管控可能存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患，對(duì)機(jī)組的啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)行全面的評(píng)估、分析，形成風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖，優(yōu)化機(jī)組的啟動(dòng)過(guò)程，提高機(jī)組的合理性、可靠性。

汽輪機(jī)匹配速度優(yōu)化。汽輪機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，溫度匹配所耗的時(shí)間最長(zhǎng)，且存在著變化因素，因此保持安全原則提升溫度匹配速度是提高機(jī)組啟動(dòng)速度的有效途徑。根據(jù)機(jī)組高、中壓溫度匹配情況，對(duì)疏水系統(tǒng)管道布置和運(yùn)行方式進(jìn)行分析，從而對(duì)其進(jìn)行改造優(yōu)化，適當(dāng)增加其疏水量，以提升汽輪機(jī)溫度匹配速度。計(jì)算分析主機(jī)轉(zhuǎn)子疲勞特性，在安全裕度內(nèi)，提高設(shè)定的升溫升壓參數(shù)，縮短暖機(jī)時(shí)間。在汽機(jī)進(jìn)汽前，提升燃機(jī)負(fù)荷，增加蒸汽參數(shù)，提高汽輪機(jī)溫度匹配速度，達(dá)到縮短啟動(dòng)時(shí)間目的。

1.4 機(jī)組趨勢(shì)預(yù)警及故障診斷

燃機(jī)趨勢(shì)預(yù)警：基于上下限閾值的傳統(tǒng)報(bào)警已經(jīng)不能滿足電廠設(shè)備健康和可靠性分析要求。而基于機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能算法，結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)和業(yè)務(wù)知識(shí)創(chuàng)建并訓(xùn)練模型。通過(guò)模型的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，可對(duì)整個(gè)電廠關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行智能監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警。相比于傳統(tǒng)預(yù)警和診斷技術(shù)，該技術(shù)綜合考慮了電廠運(yùn)行模式的多樣性以及操作條件的復(fù)雜度等問(wèn)題。在多樣化的操作條件下，對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控；在故障逐漸出現(xiàn)之前或者退化趨勢(shì)到達(dá)臨界點(diǎn)之前，盡早發(fā)現(xiàn)缺陷，通知電廠人員，盡快進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整；消除設(shè)備潛在風(fēng)險(xiǎn)，提前規(guī)劃設(shè)備運(yùn)行模式，合理安排設(shè)備維護(hù)。另外，該技術(shù)還可根據(jù)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備如壓氣機(jī)等的持續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，針對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和性能狀況給出多維度圖表分析，提前給出維護(hù)建議。

燃機(jī)故障診斷：綜合利用歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)提取的故障特征，并結(jié)合相關(guān)分析，及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)設(shè)備故障，能夠準(zhǔn)確描述故障的現(xiàn)象、產(chǎn)生原因、并能夠精確定位設(shè)備的故障點(diǎn)。主要研究?jī)?nèi)容包括：通過(guò)開(kāi)放式、可擴(kuò)展的故障診斷知識(shí)庫(kù)框架體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行變更和擴(kuò)充；通過(guò)將電廠運(yùn)行及檢修資料、文獻(xiàn)、領(lǐng)域?qū)＜乙约巴ㄟ^(guò)研究得到的相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)，經(jīng)過(guò)整理、編輯，存入知識(shí)庫(kù)中；利用知識(shí)庫(kù)的自學(xué)習(xí)功能，將人工將診斷案例和診斷歷史紀(jì)錄編輯轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫(kù)格式，以達(dá)到學(xué)習(xí)擴(kuò)充知識(shí)庫(kù)；建立故障決策樹(shù)，根據(jù)設(shè)備故障部件、故障部位和故障現(xiàn)象對(duì)設(shè)備故障機(jī)制進(jìn)行分析，從而形成設(shè)備的故障樹(shù)，根據(jù)決策樹(shù)理論對(duì)設(shè)備故障現(xiàn)象進(jìn)行分析定位，從而便于在發(fā)生類似故障時(shí)確定設(shè)備的故障原因和檢修方式。

1.5 本質(zhì)安全

智慧電廠智能本質(zhì)安全體系建設(shè)匯集眾多先進(jìn)設(shè)計(jì)理念,融合多個(gè)電廠安全管控子系統(tǒng)應(yīng)用可視化、一體化及視頻分析技術(shù)等特色，適用于智慧電廠人員定位、智能安防和主動(dòng)安全預(yù)警建設(shè)[2]。智能本質(zhì)安全體系建設(shè)引入超寬帶定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人員的精確定位、動(dòng)態(tài)預(yù)警和安全管理；將視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)、周界防范系統(tǒng)、電子巡更等系統(tǒng)間的信息進(jìn)行共享與聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能安防聯(lián)動(dòng)、應(yīng)急指揮；基于機(jī)器學(xué)習(xí)、視頻分析等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于視頻流的違章識(shí)別和智能警報(bào)，實(shí)現(xiàn)安全主動(dòng)預(yù)警，全面提升和完善智慧電廠的本質(zhì)安全建設(shè)。智慧電廠智能人身安全管控創(chuàng)新與應(yīng)用結(jié)構(gòu)如下：人員定位-智能安防（門(mén)禁一卡通系統(tǒng)、周界防范、電子巡更、語(yǔ)音廣播、應(yīng)急指揮調(diào)度、視頻監(jiān)控系統(tǒng)）-安全主動(dòng)預(yù)警（智能分析服務(wù)器、智能分析攝像機(jī)）。

2 國(guó)內(nèi)某H 級(jí)2×670MW 智慧電廠應(yīng)用案例

智慧電廠項(xiàng)目依托大數(shù)據(jù)平臺(tái)，開(kāi)展運(yùn)行優(yōu)化、趨勢(shì)預(yù)警、本質(zhì)安全建設(shè)，基本實(shí)現(xiàn)安全可控、網(wǎng)源協(xié)同、指標(biāo)最佳、成本最優(yōu)、供應(yīng)靈活的智慧電廠，已成為國(guó)內(nèi)重型燃機(jī)數(shù)字化建設(shè)的樣板工程。

創(chuàng)新設(shè)備檢修維護(hù)管理模式。運(yùn)用機(jī)器人、先進(jìn)檢測(cè)、圖像處理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)少人或無(wú)人的智能巡檢。目前全廠設(shè)置兩臺(tái)巡檢機(jī)器人均已正常投入使用，巡檢范圍為主廠房0米及GIS 間，極大減輕運(yùn)行人員巡視工作強(qiáng)度。

建立故障預(yù)警與能效分析系統(tǒng)等智能生產(chǎn)模塊。通過(guò)趨勢(shì)預(yù)警和熱力性能分析與優(yōu)化及壓氣機(jī)水洗模塊的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備異常進(jìn)行預(yù)警，對(duì)故障進(jìn)行診斷分析，為運(yùn)行調(diào)整和檢修維護(hù)提供決策支持。通過(guò)應(yīng)用趨勢(shì)預(yù)警功能，成功提前約10天通過(guò)凝結(jié)水泵B 軸承的振動(dòng)殘差判斷出凝結(jié)水泵B 的異常，通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行提前檢修排除故障。

建設(shè)成數(shù)字化、可視化的本質(zhì)安全管控體系。人員定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電廠主要生產(chǎn)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)人員定位，及時(shí)準(zhǔn)確的提供工作區(qū)域內(nèi)人員的數(shù)量、位置、分布情況和生產(chǎn)人員任意時(shí)刻所在的位置及各時(shí)間段的活動(dòng)軌跡，為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的安全管理工作提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。安防一體化平臺(tái)將全廠安防各子系統(tǒng)整合到一起。將以往各功能模塊之間功能上不關(guān)聯(lián)互助、信息不共享互換的信息孤島進(jìn)行整合，使得各系統(tǒng)之間可以實(shí)現(xiàn)譬如消防聯(lián)動(dòng)、安防聯(lián)動(dòng)等功能。另外，安防一體化平臺(tái)提供開(kāi)放式接口，為其他應(yīng)用系統(tǒng)提供所有安防數(shù)據(jù)訪問(wèn)能力。安全主動(dòng)預(yù)警利用安防監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)為采集前端，視頻流為數(shù)據(jù)源結(jié)合視頻流分析、安全數(shù)據(jù)模型進(jìn)行人員行為、危險(xiǎn)源分析判斷從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)安全識(shí)別，自動(dòng)分類，智能警報(bào)。改變了靠人眼發(fā)現(xiàn)違規(guī)的傳統(tǒng)方式，提高了監(jiān)管的質(zhì)量和效率，有效降低不安全事件的發(fā)生。

綜上，隨著電力行業(yè)智慧化的發(fā)展，傳統(tǒng)電廠也向著智慧化方向發(fā)展，建成以發(fā)電運(yùn)行、檢修維護(hù)，以及本質(zhì)安全型企業(yè)建設(shè)等方面為重點(diǎn)，安全可控、網(wǎng)源協(xié)同、指標(biāo)最佳、成本最優(yōu)、供應(yīng)靈活的智慧電廠，能夠逐步提升企業(yè)內(nèi)部管控水平、外部環(huán)境適應(yīng)能力，使企業(yè)效益最大化，實(shí)現(xiàn)“兩低一高”和提質(zhì)增效目標(biāo)。