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媒体报道

中电联网站:国电大渡河公司:坚持创新融合 打造智慧电厂



  国电大渡河流域水电开发有限公司大力推进智慧电厂建设,坚持以建设“无人值班、少人值守”运行管理模式为目标,充分运用全生命周期系统监控、人工智能、大数据分析、虚拟控制等先进技术,实现设备自动巡检、故障精准排查、设备智能联动,促进电力流、信息流、业务流智慧一体化融合。

智能化运用 实现设备自动运检

  以智能化代替人工化,是智慧电厂建设改变传统生产管理模式的出发点。在传统电力生产中,人工巡检是一项不可缺少的日常工作,由于巡回面广泛、巡回点繁多,需要消耗大量的时间精力。在大渡河流域装机最大的瀑布沟水电站,每天完成一趟巡回作业,一名巡检人员要走上两至三万步,用时2至4小时不等。传统人工巡检在及时性、可靠性、针对性、效率性等方面存在弊端,同时还受到安全风险、环境影响、气候干扰等方面制约。
  智慧电厂建立了新一代巡检模式——机器人巡检,使机器人同样具备人的视觉、听觉、嗅觉、触觉以及大脑分析能力,通过搭载智能摄像头、红外成像、气体检测、音频分析等设备,不仅可以自动完成固定路线的巡检作业,同时还便于采集相关的图像数据、温度数据、音频数据以及空气中的元素含量等数据,根据机组水头水位、发电出力负荷以及厂房内部环境,判断当前机组震动、设备发热、管路渗漏等现象是否存在风险隐患,自动分析风险等级,及时作出故障报警与记录留存,提高了生产运维管理水平的可靠性与及时性。通过不断减少重复性、低难度的劳动作业,促使生产管理更加高效。目前,智能巡检机器人在枕头坝一级水电站已完成试运行,将陆续在沙坪二级水电站等新投产电站中投入使用。
  智能机器人不仅在厂房中大显身手,在空中巡检与水下作业中也派上了大用场,覆盖了“海陆空”三个领域。位于深山峡谷的水电站,对于水库边坡、高压线路、库区底部等特殊部位,观测难度与安全风险较大。在沙坪二级水电站运用了空中巡检机器人,可上升至上千米高空完成航行巡检,拍摄收集相关影像图片,对关键部位的稳定情况与健康水平进行严密观测。在龚嘴、铜街子水电站运用了潜水机器人,可下潜至百米以下的水库河道底部,定期观测消力塘、底板、闸墩等水下水工建筑物的完好情况,对存在冲刷坑孔、裂口等问题及时作出修补。

多系统联动 增强安全保障能力

  在传统发电站中,各类安控系统具备对电力生产安全防范与应急处理功能,通常包含监控、消防、故障录波、在线监测以及防洪等10余个子系统,它们在各自领域发挥着应急响应的关键作用。然而,各系统内部相对独立,系统之间缺乏有效联动,存在协调配合、互动操作的壁垒。
  只有握指成拳,才能形成合力。瀑电总厂首先抓住了数据集中的关键,作为打通系统联动障碍的第一环节,全面建立了综合数据系统集成平台,作为各系统之间信号发放与数据传输的中转站,在系统接入方式、网络结构以及功能算法上做了创新优化,实现数据的统一采集、存储与整合应用,提升了各类生产数据的交互水平,增强了数据处理、分析与应用能力。
  依靠数据的支撑,多系统联动平台成为了一个电站综合调度的指挥中心,就像人类的“大脑”,它对各类安防子系统的软硬件和信息进行整合,通过采集各类数据,进行判断、分析以及决策,最终下达联动指令,调动各类系统完成规定动作,改变以往单系统之间或者部分系统之间的联动,实现全厂各系统间的有机关联,提升了电力生产智慧化、高效化管理水平。
  举例来说,当某台机组设备意外短路故障,导致现场出现火情,保护系统自动发出停机指令,计算机监控系统精确锁定故障位置,工业电视系统自动对准完成全过程拍摄录制,消防监控系统启动报警及应急预案流程,门禁系统自动关闭火宅区域门,打开逃生通道,通风系统关闭通风阀与风机,防止烟尘外蹿。整套应急响应流程,在多系统联动平台的全面管控下,有条不紊地运行着,管理人员不必逐一进入各系统进行独立操作,大大提高了应急响应的及时性、快速性以及精准性,增强了整体安全风险防范能力。

标准化管理 提升设备治理水平

  在智慧电厂建设下,发电厂自动化水平不断提高,不仅在电力生产过程逐步实现全面自动化,而设备、材料、工器具也同步实现了全自动化、数字化、信息化管理。设备编码技术的广泛运用,成为了实现电厂现代化管理的基础保证。
  设备编码的重要性十分突出,但是目前国内尚无一套完整、适用的水电厂设备编码规范和标准,以往连大渡河流域不同电站之间,编码均无法实现统一,重编、漏编、错编的情况时常出现。智慧电厂全面运用了PPIS编码技术,为水电厂中所有机组、系统、设备、部件等设定了唯一的“身份标识”,成功运用在工单管理、设备运行台帐管理、物资管理、备品备件管理、设备点检、设备缺管理等系统中,便于生产管理者对每个设备的全生命周期进行监控,在生产管理任一环节,可调阅该设备从出厂、安装、调试、运行以及检修的所有信息,实现了设备管理、物资管理的数字化,提升了管理效率和管理水平,具有良好的推广价值与社会效应。
  依托于设备编码体系的技术支撑,智慧电厂全面建立了缺陷标准化体系,搭载了SAM2000状态监测分析系统,具备海量历史数据存储、趋势分析以及追述记忆等功能,让系统具备了“自主学习”的能力。系统储存了电力生产中众多常见的标准缺陷,将每一处缺陷的发生现象、处理流程“记录在案”,通过逐步累积,动态构建一套标准缺陷体系知识库,提高了故障定位和缺陷处理的精准性与及时性,为设备维护提供了更加有效的预防预控措施。
  随着智慧电厂深入建设,创新研发了多个智能产品:如智能安全帽,在具备传统安全帽安全防护作用的同时,兼顾静电报警、行走定位、视图拍摄、小组通话、灯光照明等功能,为安全运维、技术作业提供了有力保障;研发了智能钥匙,将全场内外成百上千把传统机械钥匙以一把智能钥匙代替,不仅更加便利了日常生产作业,同时具有开锁权限设置、过程记录等功能,防止作业人员意外扩大工作范围、误入带电间隔等安全隐患;研发了智能安全屏柜,改善了安全工器具存贮条件,实现了工器具出入库实时记录、监控以及安全状态检测,避免了安全意外事故发生。

立体式构建 创新培训演练平台

  在智慧电厂建设过程中,大量运用了虚拟技术,让工作人员在现实场景中,实现与虚拟物体的良好互动,从虚拟环境中获取更加丰富的信息资料,促使平面空间立体化,封闭环境透视化。
  作为大渡河流域上智慧电厂建设的示范点,沙坪二级水电站搭建了AR(增强现实技术)基础平台,形成了数字化档案查询、机电系统集成、电厂巡检、虚拟维护等四个模块,将生硬枯燥的图纸资料用3D立体化的图像技术呈现,为技术人员查阅信息、研究方案以及应急处理提供了便捷通道,对传统纸质档案查阅实现了全面革新。虚拟技术还充分运用在检修维护工作中,对复杂的机组安装与检修过程,在虚拟环境里进行实战演练,实现设备拆卸、检修以及组装过程的交互模拟,当演示过程出现动作错误时,系统自动报警提示,增强了作业人员掌握熟悉设备检修维护情况,提升了现场技术管理水平。
  瀑电总厂建立了大型水电站仿真系统,成为了大渡河流域水电培训基地。通过深入运用水电站仿真技术和虚拟现实技术,模拟水电站常见的温度异常、冷却水中断、运行中甩负荷、开关跳闸、振摆超标等各类设备故障或事故,并通过自由组合、随机设置等方式,提高处理的复杂程度与难度,充分满足运行维护人员联合反事故演习、岗位培训、技术比武等应用需要。随着仿真系统的全面推广,为电站运维人员进一步熟悉常见事故和处理过程丰富了实践经验,提供了试错平台,增强实际工作中事故处理能力。
  随着智慧电厂全面建设,传统电厂运行管理模式将完全改变,机器人、自动化设备广泛运用,每个电厂将成为车间式、单元化管理,驻扎现场的人员逐步减少,远程监控、后方处理问题的作业环境将成为常态,运行人员的劳动力、创造力得到充分释放,大量生产运维职工扎根山沟的现状将得到根本改变,电站的安全稳定性大幅提升。