水電樣本:大渡河的智慧化應用
智慧電廠涉及人與管理因素,也由此區分出了“智能”與“智慧”的差別。
一個普通的早晨,在沒有任何人覺察到的時候,大崗山水電站附近鄭家坪滑坡體位移超過42毫米/天,毫米是尺刻度最小單位,在大參照物下幾乎不可察,然而這微小的變化可能帶來的是大面積塌方的危險。
國家能源集團大渡河公司庫壩安全管理中心監測人員通過啟動應急預案,風險預警系統預警到了這肉眼難以覺察的變化,立即對鄭家坪滑坡體路段實施交通管制,之后鄭家坪滑坡體發生了總量2000立方米的塌方。因預警及時、處置得當,有效控制了自然災害帶來的生命和財產的損失。
另一邊,在瀑布溝水電站大壩尾水閘門出口,一艘無人船靜靜下水。正是庫壩中心運用搭載著單波束測深儀與GPS系統的先進智能無人船,在對機組尾水水面、水下地形進行測量。無需停機就可以進行全面檢查,不影響發電效益。
無人船僅是庫壩中心運用先進監測技術的一個縮影,而庫壩中心也只是大渡河智慧企業建設的一個縮影。
作為國家能源集團的試點,大渡河公司逐漸構建起一套自己的智慧化體系。大渡河公司總經理涂揚舉帶領的大渡河團隊提出了業界首個成熟的智慧企業理論框架體系,并率先探索實踐智慧企業建設,打造企業創新驅動發展的新引擎,取得了不俗的成績。
在各行各業都在追求智慧化的今天,大渡河公司的表現在目前依然存在大量的人工抄錄、人工控制、人工分析的水電行業中十分突出,即便是放在整個能源系統之中,大渡河公司在智慧電廠方面所做出的成果也毫不遜色。
“大渡河公司的智慧建設已成功打造了智慧企業的‘大渡河樣板’,打造了國有企業落實國家創新驅動戰略、推動轉型升級和提質增效的新引擎。”國務院國資委新聞中心主任毛一翔此前在“十九大精神進央企——智慧企業建設成果發布會”上表示。
大渡河智慧水電發展經歷了怎樣的過程,對于正在向智慧化邁進的電力企業而言,有著怎樣為人稱道的經驗?
智慧化應用
“智慧企業、智慧電廠從某些角度可以說是不斷調整企業的管理體系,以適應當前生產力的發展,讓企業在最高效狀態下運行。”國家能源集團大渡河公司分管電力生產的副總經理周業榮在參與“2018年智慧電廠論壇”時對大渡河的智慧電廠建設探索過程進行了介紹。
大渡河公司2014年提出建設智慧企業,在核心業務改造的過程中,采用“互聯網+大數據”技術,將大渡河原有的20多個基層專業領域劃分為智慧工程、智慧電廠、智慧調度、智慧檢修四大單元,并建立了“一中樞、多中心、四單元”的頂層設計架構。
據了解,智慧電廠以自動控制為基礎,以數據管理為核心,整合運行管理歷史和人工經驗,引導管理系統自主管理、自我演進,謀求設備控制更加自主、生產管理更加智能、風險決策更加科學的全新電力生產組織形態與管理模式。
智慧電廠涉及人與管理因素,也由此區分出了“智能”與“智慧”的差別。“將信息技術+工業技術+管理技術融合起來是智慧電廠,其是站在電廠整體的角度來考慮的,將人、企業管理要素等全部融入其中成為一個有機整體。從智能的角度來說,僅僅是把工業技術、信息技術融在一起。”周業榮表示。
以智能化代替人工化,是智慧電廠建設改變傳統生產管理模式的出發點。在大渡河公司里這種智能化應用場景并不難見。
廠房內平緩行進的巡檢預警機器人時不時調整視角,通過識別現場圖像、聲音、震動、溫濕度等環境信息,將觀察到的一切實時回傳監控平臺。
不僅在廠房,智能機器人在空中巡檢和水下作業也大有可為,達成了“海陸空”多領域的覆蓋。此外,大渡河公司研發出智能安全帽、智能評估鑰匙等基于人工智能成套的電站和安全管控產品,智能安全帽集成了定位、攝像、通話、靜電感應等功能,實現人的工作狀態數字化監控。
智慧電廠以預警機器人和智能安全帽為核心的智能設備投入,優化電廠員工的巡檢工作體制,提高設備故障的精準排查率,減少電站安全風險,來實現“無人值班、少人值守”運行模式。
在電力生產現場,巡檢預警機器人在逐步取代人工作業,其帶來的效益也十分顯著。僅此一項,每年就減少人工成本、管理成本400萬元。
智慧電廠所帶來的效益遠不止于此,據了解,通過定量降水預報、洪水資源化利用、智能調度決策支持、經濟調度控制等先進技術研究成果的應用,累計增發電量35億千瓦時,產生經濟效益7億元,減少電煤消耗110余萬噸,減排二氧化碳290萬噸。
總體來看,智慧電廠作為智慧企業建設的四大業務單元之一,大渡河公司在推進過程中堅持的路線是以建設“無人值班、少人值守”運行管理模式為目標,運用全生命周期系統監控、人工智能、大數據分析、虛擬控制等先進技術,實現設備自動巡檢、故障精準排查、設備智能聯動,促進電力流、信息流、業務流智慧一體化融合。
大數據集成
“互聯網+”智慧能源在不斷重塑能源行業的商業模式,在能源行業轉型升級的關鍵,“大數據”是避不開的話題,在智慧電廠的建設過程中,大渡河公司一直在不斷深化大數據挖掘、強化企業物聯網應用、變革企業組織管理形態。
有觀察人士稱:“未來的智慧電廠,將大量依靠專業數據中心管理,電廠職工角色逐漸向大數據開發、維護與應用以及維護與應用以及創新產品研發轉變。”
建設智能電廠、智慧企業,提到大渡河一定是數據的集成集中。大渡河公司建設了云計算與大數據中心,所有的數據都在云端儲存,分為12個主題域,數據整理全面完成。大渡河運中心空間1200個TB,目前私有云數據300個TB,下一步將根據需要再進行不斷擴展。
目前,大渡河公司構建了大計算、大存儲、大分析、大運維的網絡構架,全面整合了全流域信息系統資源,實現數據計算、存儲和網絡資源集中部署、動態分配、統一管理。從往定性描述、經驗管理,到業務量化、數據說話,大渡河公司全面啟動了企業數字化改造。
據了解,憑借云計算與大數據中心建設,在機房建設、設備購置以及運維成本等方面,節約成本費用超過1億元;系統運轉由傳統的一主一備模式提高到現在的N+1負載均衡模式,計算資源利用率從平均每臺服務器25%提高到65%;依靠預報調控一體化平臺,每年減少負荷調節工作量約3萬次。
據周業榮介紹,大渡河智慧電廠的內在架構是,物理電廠通過數據孿生的一個過程,不論是采集數據還是形成模型,會在聯動平臺實現聯動,到云端電廠、云端大腦里進行智能協同。
由此呈現出來的外在模型架構是,工業控制系統、信息技術和管理技術,通過物聯網、邊緣計算,實現云端集中,最后到云端大腦。
而在保障安全性方面,數據的聯動就顯得尤為重要。以瀑布溝水電站為例,其控制系統種類多,各系統數據復雜,為解決各系統相互間缺少聯系聯動的問題,瀑電總廠啟動了綜合數據平臺建設項目。
據悉,綜合數據平臺作為智慧電廠建設中的基礎項目,打破了各個系統間的數據壁壘,建立了統一的數據傳輸和管理平臺,為后期各智慧項目的實施提供了數據保障。而基于綜合數據平臺的系統聯動控制,通過互聯網通訊技術和事故處理方案預想,能夠實現設備在發生事故后自主聯動控制,有效保障了設備和人員安全。
“大渡河公司提出智慧企業理念并投入實踐運用,按照以數據驅動管理打造的企業,不是企業簡單的數字化、信息化、智能化,也不是單純建設企業數據庫系統、自動化系統,而是充分運用大數據技術,在大數據支撐下,采用各類人工智能手段開展,取得了實實在在的效果。”全國政協常委、中國工程院原常務副院長、院士潘云鶴在大渡河智慧企業建設成果鑒定會上如此點評道。
責任編輯:仁德財
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