一、項目概況

瀑布溝水電站按照“業(yè)務量化、集成集中、統(tǒng)一平臺、智能協(xié)同”的關鍵途徑，積極探索物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、移動互聯(lián)、智能傳感等新技術在水電行業(yè)的應用，開展綜合數(shù)據(jù)平臺、安全風險管控數(shù)據(jù)中心、智能巡檢系統(tǒng)、設備運行監(jiān)測分析系統(tǒng)、3D數(shù)字化廠房和多系統(tǒng)智能聯(lián)動等關鍵技術的研究，研發(fā)應用智能巡檢機器人、智能安全帽等智能裝備，在水電站的安全、運行、檢修、調度和設備管理等方面不斷創(chuàng)新，持續(xù)變革傳統(tǒng)水電站的生產(chǎn)管理模式，形成了比較成熟完善的大型水電站“智慧電廠”建設模式。

伊克昭換流站創(chuàng)新工作室

二、主要指標

一是建設綜合數(shù)據(jù)平臺，打造廠站級數(shù)據(jù)中心，為智慧電廠奠定堅實的數(shù)據(jù)基礎。在各安全分區(qū)布置數(shù)據(jù)服務器將監(jiān)控系統(tǒng)、主設備在線監(jiān)測、工業(yè)電視、智能巡檢等系統(tǒng)集中接入，制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲規(guī)則，提升數(shù)據(jù)交互能力，建立廠站級數(shù)據(jù)中心，并與大渡河公司“云中心”對接，實現(xiàn)水電站數(shù)據(jù)的云端存儲和應用。

二是建成安全風險管控數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)安全風險的實時感知和預警。建立了動態(tài)風險評估模型和作業(yè)風險管控模型，整合應用智能安全帽、安全梯和智能鑰匙等智能安全裝備，對人員行為進行實時感知和預警，實現(xiàn)現(xiàn)場常見的人員違章行為自動識別報警功能，逐步打造“風險識別自動化、風險管控智能化”的安全管理新模式。

三是研發(fā)水電站智能巡檢系統(tǒng)，探索設備巡檢新模式。結合“智慧電廠”建設，開發(fā)應用了“水電站智能巡檢系統(tǒng)”。集成了巡檢機器人、高清可見光工業(yè)電視攝像機、紅外熱成像攝像機、聲音監(jiān)測裝置等硬件設備和電站監(jiān)控系統(tǒng)設備數(shù)據(jù)，利用視覺識別技術、紅外測溫、機器學習等技術，實現(xiàn)對瀑布溝水電站機電設備的溫度、聲音、位置狀態(tài)、異常信息及“三漏”缺陷的實時監(jiān)視和自動識別。

四是應用設備運行監(jiān)測分析系統(tǒng) 實現(xiàn)設備狀態(tài)的智能診斷和故障預警。將各類設備故障處理經(jīng)驗用數(shù)據(jù)、邏輯和模型等方式量化，把運維管理中模糊化、定性化的經(jīng)驗轉換為數(shù)字化、定量化的數(shù)學模型，形成設備運維專家?guī)?。改變了“人工分析、?jīng)驗評判、應急消缺”的原始運維管理模式，變“事后處理”為“事前預防”，變“被動消缺”為“主動維護”，提升了設備管控和運維管理的智能化水平。

五是應用水電站多系統(tǒng)聯(lián)動系統(tǒng)，創(chuàng)新水電生產(chǎn)管理方式。基于綜合數(shù)據(jù)平臺自主開發(fā)了智能聯(lián)動控制軟件，實現(xiàn)監(jiān)控、通風、消防、工業(yè)電視、門禁、生產(chǎn)管理等多個核心生產(chǎn)系統(tǒng)智能協(xié)同聯(lián)動。

六是引入多源數(shù)據(jù)融合分析技術，建立高精度水情預測預報體系。采用物理歸因分析與數(shù)據(jù)挖掘相結合的方法，構建了基于降雨、徑流、大氣環(huán)流指數(shù)時空場的多因子集，創(chuàng)建大數(shù)據(jù)驅動的高精度水情氣象耦合洪水概率預報技術，結合多時空尺度流域產(chǎn)匯流耦合預報模型，將預報水平分辨率由3km提高到1.5km，為梯級電站精準調度提供了基礎。結合高精度水情預報，建立了自適應復雜洪水情勢的流域泄洪閘門智能調控系統(tǒng)，取得了良好的經(jīng)濟效益和示范效益。

七是建設集數(shù)字化、信息化、可視化、智能化于一體的3D數(shù)字水電站系統(tǒng)，構建物理電站與“虛擬電站”相融合的“云端電廠”。通過對地形地貌、水工建筑、機電設備等三維建模，利用“云中心”完備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，使物理電站與“虛擬電站”相結合，實現(xiàn)應急指揮可視化管理、水電生產(chǎn)信息的云端展現(xiàn)、電廠生產(chǎn)過程的三維展示、水電運行及檢修培訓虛擬現(xiàn)實體驗等功能。

三、項目主要亮點

設計了水電站綜合數(shù)據(jù)平臺架構方案。制定了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)命名規(guī)范和標準，滿足新型和傳統(tǒng)電站生產(chǎn)系統(tǒng)的接入需求，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速上送、集中存儲和標準化處理。水電站綜合數(shù)據(jù)平臺為綜合利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)奠定了基礎，平臺設計方案已獲得國家專利。

探索了電廠安全管理新方式。建設了安全風險管控數(shù)據(jù)中心，采用半定量評價法、超寬帶無線定位等技術，實現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場危險源分級管控、風險動態(tài)預警、違章自動識別等功能。研發(fā)的智能安全繩、智能安全梯及屏柜編碼鎖具已獲得國家專利。

應用智能巡檢機器人代替人工巡檢。智能機器人應用基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡等前沿科技理論，以狀態(tài)傳感、圖像處理、缺陷搜索與定位為核心技術，對設備數(shù)據(jù)采集、分析、處理、報警、存儲、操控等進行管控，通過大量數(shù)據(jù)的積累和機器學習、自主學習，實現(xiàn)巡檢自動化，該項目獲得中國設備管理創(chuàng)新成果一等獎。

首創(chuàng)了多系統(tǒng)智能協(xié)同聯(lián)動。瀑布溝多系統(tǒng)智能聯(lián)動功能是對傳統(tǒng)的“點對點”聯(lián)動方式的顛覆式創(chuàng)新，根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)之間的相關性設計聯(lián)動邏輯，滿足觸發(fā)條件時聯(lián)動控制不同的系統(tǒng)動作，自動收集數(shù)據(jù)，自主聯(lián)動相關設備協(xié)同處理，具有高效的設備自我控制能力，為傳統(tǒng)水電站提供了一種全新的生產(chǎn)管理方式。

編寫系列標準，填補智慧水電廠標準體系空白。編制了《智能水電站模型》并成功入選國資委“首批中央企業(yè)智能現(xiàn)場模型”。編寫發(fā)布了《智慧水電廠技術導則》《基于大數(shù)據(jù)的水電廠設備狀態(tài)預警技術導則》等多項行業(yè)和團體標準。