面向安全生產需求的雅礱江流域智能電站建設探討

雅礱江流域水電開發有限公司 裴志康 王文松

1 引言

目前，以云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能等為代表的新技術蓬勃發展，在能源電力領域深入滲透，“互聯網+”智慧能源快速發展[1-3]。流域電站智能化建設已成為不可阻擋的發展潮流，公司適應智能化發展趨勢，編制發布了智能電站建設規劃報告和規劃綱要，后續將根據規劃推進流域智能電站建設，通過新技術提高生產力，提升流域智能化運行水平。

2 智能電站建設分析

2.1 體系規劃方面

2020年，公司完成智能電站建設規劃報告，對公司業務現狀及需求進行分析，制定了公司智能電站發展戰略、體系構架、典型業務場景規劃、基礎設施與平臺、基礎業務能力、智能業務應用重點任務實施規劃、實施建議和保障措施，為公司智能電站的建設奠定了發展路徑；對標國內部分大型水力發電企業，公司的智能電站建設規劃啟動時間相對略晚，但是各電力生產單位建設積極性較強，公司整體智能化項目應用推進方面并未實質性落后，而且充分借鑒了行業先行者的經驗教訓，制定規劃側重于解決安全生產層面的具體問題，在應用需求提煉、實施項目策劃等方面，與電力生產實際需求結合聯系更緊，體系規劃的實用性和指導性更強。

2.2 基礎設施和平臺、基礎業務建設方面

部分水力發電企業在智能電站建設過程中，由于前期對智能電站建設中的通信網絡、云平臺等基礎設施和平臺建設以及設備運行樣本庫、設備編碼等基礎業務的重點、難點認識不夠充分，在加載大量業務應用項目后，智能電站基礎設施和平臺方面的問題逐步凸顯，一定程度上影響智能項目應用效果，或者在智能相關業務應用投運后又重復開展設備運行樣本庫、設備編碼等基礎數據治理等工作；公司智能電站建設規劃報告中明確了統一通信網絡、超融合云平臺、物聯網智能裝備、一體化管控和大數據平臺、人工智能服務平臺、全方位網絡安全防護體系等6大基礎設施平臺建設和統一設備編碼、全業務信息模型、設備運行樣本庫、故障處置專家庫、典型兩票標準庫、安全風險標準庫等6項基礎業務能力建設任務，通過科研項目和實踐調研，提前研究梳理基礎數據應用需求及治理方式，夯實了智能電站建設平臺基礎，能有效避免智能電站項目建設頭重腳輕問題的發生。

2.3 高級應用方面對標分析

部分企業總部層面明確了智能電站指導性意見和框架，其下屬電廠按照各自實際情況制定了較為系統全面的智能電站規劃，不同水電站之間的規劃內容和項目實現方式差異較大，未形成智能電站項目應用評估和推廣機制，總體統籌管理力度不足；目前，公司流域電站根據公司智能電站業務場景規劃并結合自身特點開展了智能項目應用試點，在運行智能防誤、綜合運維管控、三維可視化仿真、智能物資倉儲、智能工業電視等方面已取得較好的應用成效，在設備智能管控方面正在結合設備技改，進一步提升設備自動化、數字化水平，并統一通信規約，為下一步更高級別應用奠定了基礎。

2.4 核心技術探索方面對標分析

各企業在智能電站人員定位、圖像識別、智能巡檢、智能報表、智能倉儲等技術相對成熟、門檻相對較低的智能項目應用較多；狀態分析、故障預警、故障診斷、智能監盤等高級應用的核心技術支撐還存在瓶頸、短板，與此相關的高級應用暫時還無法高質量的落地；公司在智能電站核心技術探索研究方面，主要通過項目試點方式，依托第三方專業力量聯合開發，時刻保持智能電站建設前瞻性技術研究。目前，公司正在流域新投電廠試點水輪發電機組智能診斷系統、智能監控及輔助決策系統、IETM 系統、機器聲紋檢測系統建設，均涉及設備智能管理的前沿核心技術，對于公司探索和引領水電行業智能電站建設具有重要的意義。

3 電力安全生產形勢變化

3.1 安全生產要求變化

安全工作在各級領導干部和企事業單位已經引起高度重視，并作為重中之重的工作放在了一切工作的首位，但是新《安全生產法》對企業安全生產工作提出了一系列新規定和新要求，政府、股東方、公司領導、員工對安全的意思也不斷增強，對安全生產有了更高的要求。

3.2 電力生產管理對象變化

隨著公司風、光等新能源項目開發建設，公司電力生產將由單一的水電運行管理轉變為水、風、光、儲等多能運行，需要盡快探索建立并逐步完善公司水、風、光互補協調運行技術及管理機制，助力公司雅礱江流域風、光、水互補清潔可再生能源示范基地建設。

3.3 流域水電運行規律變化

隨著兩河口電站建成投運，流域調節特性將由下游電站年、季調節變化為中下游全流域多年調節，流域水電“枯平期檢修維護、汛期大發滿發”的生產運行規律將會產生變化，另外伴隨區域電網甘蜀改接、川渝特高壓交流環網、攀西加強電網項目建設，公司流域電站送出受阻的現狀也會改變，為進一步挖潛流域梯級運行潛力，需要盡快掌握流域“三庫七級”電站群全新生產運行規律，在確保安全前提下，實現發電效益最大化，客觀上也需要調整流域發電設備檢修管理策略，調整檢修窗口期和優化檢修項目安排，以更好適應梯級綜合優化調度要求。

3.4 電力生產工作環境變化

隨著公司流域水電開發向中上游推進，新投產電站所處地理位置越發偏遠、交通不便、海拔更高，電力生產工作環境更加艱苦，人機工效降低明顯，協調和運用社會資源的難度增加，電力生產運行管理外部條件更加復雜，電力生產管理難度增加，公司電力生產運行、檢修維護管理的模式也需要進一步進行調整優化，以更好適應公司電力生產工作環境變化。

3.5 電力生產人員結構變化

隨著公司電力生產規模發展壯大，年輕電力生產人員不斷加入，公司電力生產人員的結構已發生較大變化，已由“70后、80后”為主逐漸向“90后、00后”為主轉變，隨著時代發展進步，年輕的電力生產人員對個人成長的獲得感、幸福感的追求也在不斷增強，需要對生產管理模式進行優化調整，以更好地促進公司電力生產人員的成長和專家型人才的培養。

4 電力生產核心需求

電力生產核心環節是設備管理，設備管理主要有以下三方面核心需求。

4.1 完善主設備狀態監測技術和手段

完善主設備狀態監測技術和手段，提升故障預判與預警能力，提高設備分析診斷水平，有效支撐電站遠程運行控制和狀態檢修決策，提高電力生產安全保障能力。

4.2 完善電力生產數據綜合分析系統

完善電力生產數據綜合分析系統，挖掘電力生產數據價值，持續優化流域梯級聯合運行策略，不斷提升公司發電量，科學支持生產項目計劃制定，降低生產成本，提高電力生產經濟運行水平[4]。

4.3 完善應對電力生產基礎性的智能化手段

完善應對電力生產基礎性的智能化手段，減少電力生產人員低附加值勞動，協助人員提高設備分析深度，專注于更有價值的工作，促進生產管理模式優化與調整，改善電力人員工作環境[5]。

5 智能電站建設相關措施

5.1 扎實推進流域電力生產智能化基礎項目

持續夯實雅礱江電力生產物資編碼數據、電力生產設備KKS 編碼數據的規范化及標準化，依托建立的長效維護管理機制保障數據的持續更新；打通電力生產管理系統與物資管理、采購管理、資產管理、項目管理模塊之間數據關聯，實現電力生產數據流的綜合利用；開展流域電力生產異常事件整編，明確不安全事件關鍵信息要素，形成流域電力生產異常事件資源庫，為后續故障處置專家庫等高級應用打好基礎。

5.2 統籌推廣流域電力生產應用成熟項目

對部分已在流域個別電站試點的項目，如二灘電廠運行智能防誤系統、智能工業電視、智能物資倉儲系統，調試器、勵磁、廠用電等各設備系統智能綜合信息平臺；官地電廠智能聲光報警系統、運維綜合管控平臺等系統，應不斷總結相關建設、使用、維護等經驗，按照集團化、流域化、科學化的原則進行全流域推廣。

5.3 組織開展試點項目的深度應用

部分高級智能應用的系統在建設后，需長期結合現場電力生產實際，持續優化相關功能，才能充分發揮出相應的效益；對二灘電廠各改造設備系統配套的智能綜合信息平臺；官地電廠運維輔助決策系統、三維可視化仿真系統；兩河口、楊房溝電廠水輪發電機組智能診斷系統、智能監控及輔助決策系統，IETM、故障聲紋診斷等系統的使用單位要積極深入使用，不斷優化相關功能，并驗證相關系統的智能化水平，完成相關評估后，方可逐漸在流域各電站進行推廣。

5.4 持續關注智能電站行業前沿技術

智能電站建設必須與行業先進的前沿技術保持聯動，及時將可行的最新技術應用、落地。在智能電站建設過程中要不斷加強與設備廠家、設計單位、同行單位交流，獲取最新的行業發展前沿資訊，特別是針對發電主設備故障診斷、趨勢預警、狀態分析與監測系統等智能電站核心應用需求相關技術；同時，也要定期組織開展內部智能電站技術交流，探討不同先進技術的建設路徑，統一智能電站相關項目建設思路，共享建設成果。

5.5 持續加強電力生產網絡安全管理工作

繼續加強各電站生產控制大區和信息管理大區系統的接入管控，要嚴格按照網絡安全基線相關要求管理，并定期組織開展專項檢查，對不滿足生產控制大區和信息管理大區相關設備管理要求的系統和設備，實行嚴格的斷開隔離、停用、改造等工作。在電站自身網絡安全技術力量相對薄弱的情況下，可以引用外部技術專業力量對流域電力生產控制大區和信息管理大區的網絡安全進行定期維護。必要時選取試點單位立項開展對電站電力生產網絡結構的系統排查，對電站安全防護規劃進行設計復核等工作，進一步夯實電力生產網絡安全管理工作。

5.6 依托智能電站建設，助推電力生產組織形式和管理模式優化

智能電站的建設為電力生產組織形式和管理模式優化提供了重要的契機，借助智能電站的建設，采取智能化的手段可有效加強設備管理，提升設備可靠性，為流域電廠發電設備檢修項目優化和年度檢修維護策略調整工作、檢修部班組專業融合的穩步推進，以及無人值班運行控制模式調整、流域水風光多能協調互補運行、流域電力生產物資集約化管理等電力生產組織形式和管理模式優化一系列工作創造了有利條件，進一步強化雅礱江流域智能電站建設的深度及生命力。

6 結語

持續強化電力生產智能思維意識，指導、支持電力生產單位建立健全管理機制，營造濃厚的全員智能生產氛圍；配合優化和提升現有基礎設施和軟件功能，為智能化業務應用提供平臺支撐；統籌開展物資編碼、設備KKS 編碼優化工作，積極推進設備運行樣本庫、故障處置專家庫、典型兩票標準庫、安全風險標準庫建設工作，完成零散數據到價值信息升級，為智能應用提供業務支撐；以問題為導向，以場景應用為驅動，基于電力生產痛點、難點，統籌指導、服務流域電力生產單位開展智能梯級調度、智能發電運行、智能設備維護、智能水工管理、智能安全管理、智能綜合管理、智能風光等業務應用。通過打造智能電站，進一步筑牢安全生產基礎，挖掘運營效益，提升綜合管理水平，為電力企業新時代高質量發展賦能。