面向安全生产需求的雅砻江流域智能电站建设探讨

雅砻江流域水电开发有限公司 裴志康 王文松

1 引言

目前，以云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等为代表的新技术蓬勃发展，在能源电力领域深入渗透，“互联网+”智慧能源快速发展[1-3]。流域电站智能化建设已成为不可阻挡的发展潮流，公司适应智能化发展趋势，编制发布了智能电站建设规划报告和规划纲要，后续将根据规划推进流域智能电站建设，通过新技术提高生产力，提升流域智能化运行水平。

2 智能电站建设分析

2.1 体系规划方面

2020年，公司完成智能电站建设规划报告，对公司业务现状及需求进行分析，制定了公司智能电站发展战略、体系构架、典型业务场景规划、基础设施与平台、基础业务能力、智能业务应用重点任务实施规划、实施建议和保障措施，为公司智能电站的建设奠定了发展路径；对标国内部分大型水力发电企业，公司的智能电站建设规划启动时间相对略晚，但是各电力生产单位建设积极性较强，公司整体智能化项目应用推进方面并未实质性落后，而且充分借鉴了行业先行者的经验教训，制定规划侧重于解决安全生产层面的具体问题，在应用需求提炼、实施项目策划等方面，与电力生产实际需求结合联系更紧，体系规划的实用性和指导性更强。

2.2 基础设施和平台、基础业务建设方面

部分水力发电企业在智能电站建设过程中，由于前期对智能电站建设中的通信网络、云平台等基础设施和平台建设以及设备运行样本库、设备编码等基础业务的重点、难点认识不够充分，在加载大量业务应用项目后，智能电站基础设施和平台方面的问题逐步凸显，一定程度上影响智能项目应用效果，或者在智能相关业务应用投运后又重复开展设备运行样本库、设备编码等基础数据治理等工作；公司智能电站建设规划报告中明确了统一通信网络、超融合云平台、物联网智能装备、一体化管控和大数据平台、人工智能服务平台、全方位网络安全防护体系等6大基础设施平台建设和统一设备编码、全业务信息模型、设备运行样本库、故障处置专家库、典型两票标准库、安全风险标准库等6项基础业务能力建设任务，通过科研项目和实践调研，提前研究梳理基础数据应用需求及治理方式，夯实了智能电站建设平台基础，能有效避免智能电站项目建设头重脚轻问题的发生。

2.3 高级应用方面对标分析

部分企业总部层面明确了智能电站指导性意见和框架，其下属电厂按照各自实际情况制定了较为系统全面的智能电站规划，不同水电站之间的规划内容和项目实现方式差异较大，未形成智能电站项目应用评估和推广机制，总体统筹管理力度不足；目前，公司流域电站根据公司智能电站业务场景规划并结合自身特点开展了智能项目应用试点，在运行智能防误、综合运维管控、三维可视化仿真、智能物资仓储、智能工业电视等方面已取得较好的应用成效，在设备智能管控方面正在结合设备技改，进一步提升设备自动化、数字化水平，并统一通信规约，为下一步更高级别应用奠定了基础。

2.4 核心技术探索方面对标分析

各企业在智能电站人员定位、图像识别、智能巡检、智能报表、智能仓储等技术相对成熟、门槛相对较低的智能项目应用较多；状态分析、故障预警、故障诊断、智能监盘等高级应用的核心技术支撑还存在瓶颈、短板，与此相关的高级应用暂时还无法高质量的落地；公司在智能电站核心技术探索研究方面，主要通过项目试点方式，依托第三方专业力量联合开发，时刻保持智能电站建设前瞻性技术研究。目前，公司正在流域新投电厂试点水轮发电机组智能诊断系统、智能监控及辅助决策系统、IETM 系统、机器声纹检测系统建设，均涉及设备智能管理的前沿核心技术，对于公司探索和引领水电行业智能电站建设具有重要的意义。

3 电力安全生产形势变化

3.1 安全生产要求变化

安全工作在各级领导干部和企事业单位已经引起高度重视，并作为重中之重的工作放在了一切工作的首位，但是新《安全生产法》对企业安全生产工作提出了一系列新规定和新要求，政府、股东方、公司领导、员工对安全的意思也不断增强，对安全生产有了更高的要求。

3.2 电力生产管理对象变化

随着公司风、光等新能源项目开发建设，公司电力生产将由单一的水电运行管理转变为水、风、光、储等多能运行，需要尽快探索建立并逐步完善公司水、风、光互补协调运行技术及管理机制，助力公司雅砻江流域风、光、水互补清洁可再生能源示范基地建设。

3.3 流域水电运行规律变化

随着两河口电站建成投运，流域调节特性将由下游电站年、季调节变化为中下游全流域多年调节，流域水电“枯平期检修维护、汛期大发满发”的生产运行规律将会产生变化，另外伴随区域电网甘蜀改接、川渝特高压交流环网、攀西加强电网项目建设，公司流域电站送出受阻的现状也会改变，为进一步挖潜流域梯级运行潜力，需要尽快掌握流域“三库七级”电站群全新生产运行规律，在确保安全前提下，实现发电效益最大化，客观上也需要调整流域发电设备检修管理策略，调整检修窗口期和优化检修项目安排，以更好适应梯级综合优化调度要求。

3.4 电力生产工作环境变化

随着公司流域水电开发向中上游推进，新投产电站所处地理位置越发偏远、交通不便、海拔更高，电力生产工作环境更加艰苦，人机工效降低明显，协调和运用社会资源的难度增加，电力生产运行管理外部条件更加复杂，电力生产管理难度增加，公司电力生产运行、检修维护管理的模式也需要进一步进行调整优化，以更好适应公司电力生产工作环境变化。

3.5 电力生产人员结构变化

随着公司电力生产规模发展壮大，年轻电力生产人员不断加入，公司电力生产人员的结构已发生较大变化，已由“70后、80后”为主逐渐向“90后、00后”为主转变，随着时代发展进步，年轻的电力生产人员对个人成长的获得感、幸福感的追求也在不断增强，需要对生产管理模式进行优化调整，以更好地促进公司电力生产人员的成长和专家型人才的培养。

4 电力生产核心需求

电力生产核心环节是设备管理，设备管理主要有以下三方面核心需求。

4.1 完善主设备状态监测技术和手段

完善主设备状态监测技术和手段，提升故障预判与预警能力，提高设备分析诊断水平，有效支撑电站远程运行控制和状态检修决策，提高电力生产安全保障能力。

4.2 完善电力生产数据综合分析系统

完善电力生产数据综合分析系统，挖掘电力生产数据价值，持续优化流域梯级联合运行策略，不断提升公司发电量，科学支持生产项目计划制定，降低生产成本，提高电力生产经济运行水平[4]。

4.3 完善应对电力生产基础性的智能化手段

完善应对电力生产基础性的智能化手段，减少电力生产人员低附加值劳动，协助人员提高设备分析深度，专注于更有价值的工作，促进生产管理模式优化与调整，改善电力人员工作环境[5]。

5 智能电站建设相关措施

5.1 扎实推进流域电力生产智能化基础项目

持续夯实雅砻江电力生产物资编码数据、电力生产设备KKS 编码数据的规范化及标准化，依托建立的长效维护管理机制保障数据的持续更新；打通电力生产管理系统与物资管理、采购管理、资产管理、项目管理模块之间数据关联，实现电力生产数据流的综合利用；开展流域电力生产异常事件整编，明确不安全事件关键信息要素，形成流域电力生产异常事件资源库，为后续故障处置专家库等高级应用打好基础。

5.2 统筹推广流域电力生产应用成熟项目

对部分已在流域个别电站试点的项目，如二滩电厂运行智能防误系统、智能工业电视、智能物资仓储系统，调试器、励磁、厂用电等各设备系统智能综合信息平台；官地电厂智能声光报警系统、运维综合管控平台等系统，应不断总结相关建设、使用、维护等经验，按照集团化、流域化、科学化的原则进行全流域推广。

5.3 组织开展试点项目的深度应用

部分高级智能应用的系统在建设后，需长期结合现场电力生产实际，持续优化相关功能，才能充分发挥出相应的效益；对二滩电厂各改造设备系统配套的智能综合信息平台；官地电厂运维辅助决策系统、三维可视化仿真系统；两河口、杨房沟电厂水轮发电机组智能诊断系统、智能监控及辅助决策系统，IETM、故障声纹诊断等系统的使用单位要积极深入使用，不断优化相关功能，并验证相关系统的智能化水平，完成相关评估后，方可逐渐在流域各电站进行推广。

5.4 持续关注智能电站行业前沿技术

智能电站建设必须与行业先进的前沿技术保持联动，及时将可行的最新技术应用、落地。在智能电站建设过程中要不断加强与设备厂家、设计单位、同行单位交流，获取最新的行业发展前沿资讯，特别是针对发电主设备故障诊断、趋势预警、状态分析与监测系统等智能电站核心应用需求相关技术；同时，也要定期组织开展内部智能电站技术交流，探讨不同先进技术的建设路径，统一智能电站相关项目建设思路，共享建设成果。

5.5 持续加强电力生产网络安全管理工作

继续加强各电站生产控制大区和信息管理大区系统的接入管控，要严格按照网络安全基线相关要求管理，并定期组织开展专项检查，对不满足生产控制大区和信息管理大区相关设备管理要求的系统和设备，实行严格的断开隔离、停用、改造等工作。在电站自身网络安全技术力量相对薄弱的情况下，可以引用外部技术专业力量对流域电力生产控制大区和信息管理大区的网络安全进行定期维护。必要时选取试点单位立项开展对电站电力生产网络结构的系统排查，对电站安全防护规划进行设计复核等工作，进一步夯实电力生产网络安全管理工作。

5.6 依托智能电站建设，助推电力生产组织形式和管理模式优化

智能电站的建设为电力生产组织形式和管理模式优化提供了重要的契机，借助智能电站的建设，采取智能化的手段可有效加强设备管理，提升设备可靠性，为流域电厂发电设备检修项目优化和年度检修维护策略调整工作、检修部班组专业融合的稳步推进，以及无人值班运行控制模式调整、流域水风光多能协调互补运行、流域电力生产物资集约化管理等电力生产组织形式和管理模式优化一系列工作创造了有利条件，进一步强化雅砻江流域智能电站建设的深度及生命力。

6 结语

持续强化电力生产智能思维意识，指导、支持电力生产单位建立健全管理机制，营造浓厚的全员智能生产氛围；配合优化和提升现有基础设施和软件功能，为智能化业务应用提供平台支撑；统筹开展物资编码、设备KKS 编码优化工作，积极推进设备运行样本库、故障处置专家库、典型两票标准库、安全风险标准库建设工作，完成零散数据到价值信息升级，为智能应用提供业务支撑；以问题为导向，以场景应用为驱动，基于电力生产痛点、难点，统筹指导、服务流域电力生产单位开展智能梯级调度、智能发电运行、智能设备维护、智能水工管理、智能安全管理、智能综合管理、智能风光等业务应用。通过打造智能电站，进一步筑牢安全生产基础，挖掘运营效益，提升综合管理水平，为电力企业新时代高质量发展赋能。