安全生产智能管控技术在光伏电站的应用

康宏

（国电电力内蒙古新能源开发有限公司，内蒙古 呼和浩特 010040）

一、光伏发电安全生产发展现状

目前光伏行业虽然出台了一些新制度、新措施，安全生产管理思路逐步清晰并得到提高，为全面提升光伏电站的作业效率、全面保障安全作业奠定了良好的基础，但是现有的制度和体系很难做到统筹兼顾，安全生产安全事故却仍然频繁发生，造成巨大的人员和财产损失。光伏发电有些管理模式受行业管理模式的影响较深，结合光伏电站实际进行深度总结和提炼的程度不够，尚未形成具有光伏特色的作业安全管理体系。问题主要体现在以下四个方面：

1.集团公司、分公司对光伏子站进行安全管控，当前主要采用专人汇报、人工统计方式，管理工作量大、任务重，管理数据的及时性和准确性难以保证。2.光伏站控制中心对生产作业现场生产过程、监测数据获取困难，上传给总公司、分公司的生产管理数据同样有限，严重影响公司发挥大数据分析和科学决策的优势。3.生产管理各系统之间存在信息孤岛，信息流转、共享不完善，特别在安全生产方面，不同专业人员在作业时缺乏协调、沟通不顺畅，缺少整体性与系统性的安全生产管控技术措施。4.安全生产管理信息化手段缺乏，现场作业与管理制度结合存在漏洞，无法保证管理制度强制、正确执行，威胁生产作业过程安全。

二、安全生产智能管控技术在光伏电站的应用

为适应发电企业现代生产和管理更高效、更安全、更环保、更人性化的需要，提高生产效率、保证生产过程安全管理，本文以生产和管理智慧化为核心理念，结合光伏电站安全管理需求，从作业内容、作业环境、设备性质、人员素质等多个维度综合分析生产过程危险因素，创新性地提出以设备管理为核心，操作、检修、巡检业务为主线的本质安全管理思想，结合先进的安全监测手段，依据国家有关安全的法律法规和发电行业安全管理标准，综合应用大数据分析、互联网+、VR、智慧视频、智慧机器人、智慧诊断等先进的技术，提出了构建“智慧光伏电站安全生产管控一体化平台”的理念，为光伏发电企业提供智慧化、全方位、全过程的智慧生产、智慧管理一体化解决方案。

三、光伏电站安全生产智能管控关键技术研究

（一）作业管理子系统

1.工作票管理。工作票制度作为保证电力系统安全生产的一项重要措施，在发电企业的日常管理工作中具有重要的地位。功能完善、性能稳定的工作票系统会提高业务处理的准确性和效率，有效地执行工作票制度。工作票流转网络化可以大大提高流转、审核的效率，发现错误后能够及时更正，降低工作人员的劳动强度，提高工作票填写的准确率，优化管理工作，提高工作效率。用户开票时只要在热力系统图/电气图上依次点击需要检修的设备，系统自动将内化的规则库及规范术语内容反映到票面，从而生成规范的工作票。系统通过计算机网络实现各类工作票（如：火车票、电气工作票、机械票等）起草、签发、许可、变动、延期、终结等各个流程环节的精细管理。在工作区域有明显的物理断开点，且装有接地线，对安全措施不符合工作要求，系统自动给出错误提示，保证安全措施的完备性。系统在业务组织机构管理、业务人员分类管理、系统权限管理、设备图形维护管理、人员岗位权限管理、术语管理等各方面进行丰富的设计开发，为系统方便的运行维护提供便利条件。

2.操作票管理。操作票模块通过对操作票进行电子化管理、与防误系统一体化集成，实现了开票过程高效化、操作过程规范化、操作结果安全化。系统实现了手工开票、图形开票、调用典型票、调用历史票、智能开票等多种开票方式。系统具有逻辑公式判断和拓扑分析判断两种模式，实现对编辑票内所辖设备（包括一次、二次以及临时接地等设备）的全面防误。可对操作票包含的设备操作信息、人员信息、设备状态信息等进行查询、统计及分析。

3.交接班管理。交接班是确保光伏站连续不断安全经济运行的重要一环，因此，特别要求运行人员认真进行此项工作。交接班时必须严肃认真，实事求是，应做到“交接交的清楚，接班接的满意”。对交接班过程进行规范管理，按交接班管理制定自定义报表格式，通过管控平台相应模块自动获取交接班的数据信息和具体内容，实现交接内容电子化、流程化和规范化。

（二）设备管理子系统

1.巡检管理。巡检管理模块辅助巡检工作人员进行日常的巡检工作，协助管理人员对巡检工作进行实时在线监控，通过人员定位技术实现巡检人员路径、实时位置在3D 虚拟光伏站中显示，使巡检制度的落实得到有效的保障，同时提高巡检工作管理的信息化程度，使设备缺陷管理、设备检修管理有据可依，提高设备的运行可靠性。

2.缺陷管理。设备缺陷管理是光伏站设备管理的一个重要组成部分，是保证发电设备健康水平，保证发电设备安全，提高发电经济效益的重要措施。缺陷管理模块与光伏监控系统共享光伏缺陷信息，光伏缺陷自动启动缺陷管理流程，并通知责任人，提高故障响应速度和故障处理速度，缺陷发现、鉴定、消缺、验收全过程记录在案，闭环管理。

（三）安全监测子系统

1.视频监测及智能分析。视频监控子模块主要由高清智能网络摄像机、网络视频服务器、智能分析服务器以及通信设备等组成。高清智能网络摄像机部署在工作、安全隐患点以及危险环境周界，采集视频图像信号。网络视频服务器接收子系统范围内的视频信号并起到流媒体转发作用。智能分析服务器支持视频高级应用服务，如移动侦测、跟踪拍摄、入侵告警等。

(1)视频监控及部署。监控摄像头部署在开关室、光伏发电单元等设备区域，实现功能如下：实时监测监控区域设备运行情况；方便管理人员对现场作业情况远程监控、指导；进行视频轮巡，按预先设置时间进行视频轮巡。

（2）视频智能分析。前端摄像头采集视频流，后台智能分析软件通过智能分析实现安全帽、火灾、烟雾等智能识别，推送告警画面，进行声光告警。

（3）视频联动。当综合自动化监控、安防、消防等系统产生告警或防误系统操作设备变位时，系统自动控制摄像机切换到告警设备位置，弹出告警现场或设备操作变位视频画面同时语音提示告警。

2.人员定位。人员定位模块实现光伏站升压站、线路、光伏发电单元等区域的现场人员定位，及时准确地提供工作区域内人员的数量、位置、分布情况和每个人的任意时刻所在的位置及各时间段的活动轨迹，实现作业过程人员、位置、时间、区域、工作内容“五维”管理，为生产现场的安全管理工作提供了可靠的数据支撑。通过“室外GPS+室内UWB”方式进行人员全面定位，并且人员定位与作业任务相关联，结合3D 模型，全面掌握作业人员作业、活动区域。

3.电子围栏。光伏电站大多比较偏僻，为了保证设备和人员安全，在围墙上安装电子围栏，对升压站进行安全防护，一旦有人非法闯入，声光报警，并触发视频画面。

（四）安全生产智能管控预期效果

智慧光伏是在数字化和信息化的基础上，运用物联网技术，减少人工干预、增加的人工智慧处理能力，实现光伏发电安全生产过程的可视化和智慧化。智慧光伏发电重点从安全生产、经济运行、智慧化决策管理等领域规划智慧化的内涵，主要包括：设备智慧化测控、经济运行与控制、生产管理、安全管理、经营管理等内容。预期效果如下：

1.生产管控系统化、一体化：集团公司、分公司、光伏电站之间的信息实时交互和业务高度集成，提升企业整体安全生产管理能力和集团化、精细化管理水平。

2.生产、管理信息化：光伏电站控制中心对生产和作业现场有全面、实时、强制性的安全管理手段，同时数据获取完整，支持数据挖掘与分析，提高可靠性、效益及效率，降低成本。

3.业务整体化：应拥有统一的信息平台，实现对生产、管理、经营等各种业务信息的集成和共享，彻底消除信息孤岛。

4.作业标准化：应严格执行标准先行原则，制定统一的服务、信息、数据交换、模型管理等系列标准，保证生产制度正确执行、落实。

5.安全本质化：应以构建制度为先、细节为重、以人为本、文化为基的本质安全企业为目标，通过技术手段使各种危害因素始终处于受控制状态，逐步趋近本质型、恒久型安全。

结束语

目前视频智能分析在电力行业都处于一种刚刚起步阶段，市场还没有形成的大好时机，产品正处于其经济寿命期的上升阶段，具有非常广阔的发展前景。相对于较大的视频监控硬件（摄像机、视频服务器、存储硬盘等），视频智能分析的投入很小，但是可以较大程度地提升视频监控系统的功能和性能，保护了前期的投资，体现出较高的经济效益。通过提高视频监控系统，实现视频监控系统被动转化为主动，非智能转化为智能，重追溯转化为重实时，大大提高工作效率，为减员增效建立技术基础。