基于工业互联网的电力生产运营一体化平台研究

文｜沈传锋

随着我国新型电力系统的构建，传统电力系统发生系统性变革，电力行业发展进入关键转型期，既面临保障电力稳定供应等多方面挑战，也迎来行业繁荣发展新机遇。

一、平台建设必要性

各电力集团聚焦专业化精准管控，提高自身管理软实力和板块管理效能，持续推动企业高质量发展。为充分发挥集团公司电力产业集中管控平台作用，加强专业化和规范化管理能力，全面履行电力板块监管职能，强化安全、生产、技术把关，切实提高资产运营质量，提升生产经营管理效能，亟需专业化管理平台提高管控效能。

基于工业互联网的“电力生产运营一体化平台”，以设备信息为基础，以专业化管理为核心，以提高安全生产经营管控能力为目标，围绕“管理标准化、操作规范化、业务流程化、决策智能化”的管理理念，深化生产业务系统数据整合，规范生产业务流程和生产运营协调管理，实现生产运营智能化管控。利用大数据+混合智能算法+数据可视化等先进技术，提供工业互联网+智慧管控的一体化服务，实现发电企业生产实时数据采集和工业高清实时数据采集，通过三维实体化建模构建发电企业生产数字孪生体；搭建私有云平台，结合实时数据驱动和海量大数据分析，实现数据可视化分析及生产业务流程重构。通过同类型多机组的对标管理，降低企业能耗水平，提升设备可靠性，提升业务管控质量及生产运营管理能力。

二、 平台建设总体思路

平台建设总体建设思路“1224”：

一平台：以工业互联网和大数据平台为基础，以业务管理和数据资产为基石，构建生产运营一体化应用平台。

两融合：实现生产经营管理业务和实时数据的全面融合。

两实时：构建实时生产数据和实时生产现场监控管理。

四化：数据采集自动化、监控预警智能化、生产运营可视化、决策分析智慧化。

建设涵盖生产运营、经营分析、量本利分析、调度指挥、应急指挥、故障分析等业务应用和大数据平台、可视化平台、移动App、三维建模展示等业务功能，提升公司对所属企业生产运营全局、动态、可视化信息的感知能力。通过对数据的分析挖掘，针对决策层领导实现在移动App、生产调度和会议室等多场景下，获取跨业务的可视化综合数据展示。覆盖集团所有发电厂的生产数据集成，电力公司所属企业的设备运行监测，工业高清视频等实时数据采集、汇总、展示。以优质合理的可视化手段对设备运行监测、生产运营平台的实时、历史数据进行统计、分析、治理，统一数据标准，保证数据质量，生成API数据服务，向其它应用输出数据。为领导提供辅助决策，为管理者提供实时的可视化支持。平台应用架构如图1所示。

图1 平台应用架构

三、平台建设内容

（一）生产经营指标

抽取集团生产运营系统电力模块和集团ERP系统业务数据，整体展示电力生产经营情况，包括公司介绍、重要生产经营指标、所属企业分布、总装机、重要生产、安全、经营指标的年度完成情况及趋势等内容。建立电力板块和电力公司月度发电量和发电计划、日发电量和负荷实时曲线展示和历史曲线查询。建立负荷曲线、生产指标和经营状况一览表，与年度计划对表，通过图表化形象表现公司进度完成情况，建立量本利分析一览表，实现公司生产经营情况图表化管理，为公司经营管理提供数据支撑。展示公司装机容量、发电量、供电煤耗等企业生产重要指标，展示作为国家燃煤保供重要参数的燃煤供耗存数据，动态展现公司所有机组实时机组负荷率和负荷曲线。

汇总展示公司重要生产指标、安全指标、环保指标、能耗指标等安全生产指标。图形化展示公司发电量、利用小时和负荷率等生产指标完成情况。如图2所示。

图2 生产运营生产分析

图形化展示各企业机组运行情况、实时负荷情况和负荷曲线。展示企业生产指标情况和机组实时负荷曲线，了解企业生产经营状况。如图3所示。

图3 生产运营发电企业

（二）生产调度管理

基于集团生产运营指挥系统中扩展电力生产调度管理，实现对所属企业机组运行状态、检修、技改和重大事项等信息收集。同时，实现公司月度安全生产调度会议文件、重要调度信息的下达，建立生产通讯录、带班值班等信息查询。

（三）生产应急管理

融合所属企业SIS数据接入、工业高清视频和视频会议系统，形成生产现场、机组和设备运行参数的集中展示，为应急管理提供科学决策依据。

（四）SIS数据可视化展示设计

基于集团电力生产运营管理系统扩展所属企业机组SIS实时数据，满足公司生产实时管控要求。建立企业机组运行总览图，将各企业机组负荷参数、运行参数、环保参数以及主要报警分析通过多态展示效果直观展示；建立主工艺汇总展示图，形成各企业机组运行的锅炉、汽机、发变组、风烟、汽水、环保等总体汇总展示；建立企业机组运行工况实时监控，实时展示机组、系统和设备的运行状态、事件记录、实时报警等，辅助管理者直观掌握设备运行状态，及时发现设备安全隐患。

（五）工业高清视频

建立电力板块和公司所属企业工业高清视频，实现重点生产区域远程监测，同时作为应急指挥现场监控点，督促企业提高现场管理水平。企业工业高清视频涵盖厂区全景、集控室、汽轮机平台、汽机房0米、锅炉0米、升压站等重要区域（本项目不含各企业高清视频监控）。可实时单独调出，也可多层画面调出。

（六）移动App应用

建立移动应用功能，实现实时查询公司和企业生产运营指标数据、设备运行状态、关键统计报表等，对于主要经济技术指标、安全事件、环保超标、生产异常的预报警信息可智能推送至管理层手机。

四、项目应用效果分析

一是建立全面的生产运营指标，促企业高质量发展。平台展示公司生产指标35个，经营指标15个，企业SIS点位1万点，工业高清视频23个，实现公司生产经营层面重要数据汇总分析和展示，全面体现了公司和企业生产经营状况，为领导决策分析提供依据，为生产调度管理提供实时数据支撑，为高效运营提供数据分析。

二是发挥数据业务效能，促进数字经济高质量发展。一方面，工业互联网平台改变了信息链接范围，在数据驱动下能够整合产业链上下游企业由单链条串行生产方式转变为多环节并行协作方式，有利于突破企业内外割裂的生产方式；另一方面，转变业务模式，大量的电力生产、经营、设备、服务数据赋能企业由生产向服务进行转变。

三是推动电力公司管理向“智慧化”发展。开展电力产业管理从“生产设备自控化、业务管理信息化”向“监测监控集中化、生产执行平台化、大数据应用智慧化”的智能生产与服务的思路转变，进行前瞻性、整体性布局，全面实现安全生产、降本增效和节能减排。

四是强化管理创新和业务创新。业务管理层面，强化生产泛在感知能力，数字孪生构建数字化电厂，实现发电企业生产设备可视，实现虚拟空间中的完全映射。系统业务层面，整合资源建立一体化管控平台，融合公司生产经营、应急管理、设备管理和视频会议等业务，梳理业务耦合关系，提高公司生产经营管控能力。

五是在数据治理层面，通过多源数据融合促业务协同。以多源数据融合为基础，以业务流程为指引，实现对业务数据的统一汇聚融合，对数据应用的统一管理和应用。

六是在数据资产层面，构建企业数据资产脉络图谱，通过数据云图对企业全域数据资产进行全局展现，实现动态感知与同步，及时反映数据现状与问题，推动企业数据共享融合，提升数据资产价值。