劉學(xué)豐

摘 要 智慧電廠的本質(zhì)就是信息化與智能化技術(shù)在發(fā)電領(lǐng)域的高度發(fā)展與深度融合，主要體現(xiàn)在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、可視化與智能控制等技術(shù)的系統(tǒng)化應(yīng)用。國(guó)內(nèi)核電站已開(kāi)展智能化轉(zhuǎn)型，逐步引入信息化和智能化設(shè)備，建立應(yīng)用平臺(tái)，提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞 智慧電廠;生產(chǎn)指揮中心;信息化;網(wǎng)絡(luò)化

為實(shí)現(xiàn)制造業(yè)模式的創(chuàng)新和企業(yè)變革，我國(guó)提出了中國(guó)制造2025行動(dòng)計(jì)劃，以便解決資源、能源和環(huán)保的約束問(wèn)題，提高生產(chǎn)制造水平和應(yīng)用效能?，F(xiàn)代智能工業(yè)的發(fā)展必須貫徹中國(guó)制造2025的發(fā)展戰(zhàn)略，從生產(chǎn)工藝的優(yōu)化出發(fā)，推動(dòng)智能制造高端化、綠色化[1]。未來(lái)工業(yè)發(fā)展側(cè)重于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化和智能化的發(fā)展，我們需要在原有的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮人的知識(shí)技能優(yōu)勢(shì)，將大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)引入到工業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程，使得企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益實(shí)現(xiàn)最大化。智慧電廠就是通過(guò)將這些分散的、獨(dú)立的信息化系統(tǒng)有機(jī)的整合在一起，打破信息壁壘，實(shí)現(xiàn)智慧化、集約化管理。智慧電廠需要的技術(shù)：互聯(lián)網(wǎng)+、工業(yè)云平臺(tái)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、人員定位、智能診斷、移動(dòng)辦公等等[2]。

1核電站的現(xiàn)狀

（1）現(xiàn)有的生產(chǎn)平臺(tái)缺乏聯(lián)動(dòng)及再開(kāi)發(fā)利用。目前核電站使用的生產(chǎn)管理系統(tǒng)賬戶維護(hù)費(fèi)用較高、功能缺乏再開(kāi)發(fā)和其他平臺(tái)聯(lián)動(dòng)。①工作流程平臺(tái)：工作負(fù)責(zé)人受限于臺(tái)式電腦局限、溝通方式低效、審批人員分散等問(wèn)題，未實(shí)現(xiàn)工作全流程聯(lián)動(dòng)、任務(wù)可見(jiàn)、及時(shí)提醒、移動(dòng)處理;②個(gè)人辦公平臺(tái)：任務(wù)督辦、管理巡視、指標(biāo)管理、文檔管理等多平臺(tái)，工作任務(wù)分散，缺少及時(shí)的提醒功能;③數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)：受制于不同廠家分布式開(kāi)發(fā)，接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，無(wú)法從統(tǒng)一平臺(tái)獲取所關(guān)注的參數(shù)。

（2）生產(chǎn)作業(yè)監(jiān)督管控方式單一。多年來(lái)一直延續(xù)了早期的人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督的方式，缺少實(shí)時(shí)性。①管理人員的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的安全、質(zhì)量方式單一，全憑人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，存在作業(yè)人員行為不統(tǒng)一，監(jiān)督人員無(wú)法看到真實(shí)情況，增加監(jiān)督難度;②監(jiān)督人員數(shù)量有限，面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)多點(diǎn)作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)管控力度不足;出現(xiàn)誤碰周邊設(shè)備、走錯(cuò)設(shè)備間隔、設(shè)備維修質(zhì)量不高等相關(guān)問(wèn)題，設(shè)備可靠性得不到保障;③現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)技術(shù)問(wèn)題后，處理決策的流轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)檢修工作效率低下。

（3）各專業(yè)溝通方式單一。①工作負(fù)責(zé)人與運(yùn)行溝通方式為電話或面對(duì)面溝通，工作較多時(shí)出現(xiàn)隔離辦“排長(zhǎng)龍”、電話占線等現(xiàn)象，導(dǎo)致維修人員等待時(shí)間長(zhǎng)、實(shí)際開(kāi)工時(shí)間與計(jì)劃開(kāi)工時(shí)間偏差大等問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員不必要待工或夜間開(kāi)工，增加人因失誤風(fēng)險(xiǎn);②部分區(qū)域無(wú)GPRS信號(hào)，運(yùn)行聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)僅憑廣播喊人，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境嘈雜，溝通成本增加，工作效率降低。

（4）現(xiàn)場(chǎng)安全管理手段單一。安全管理的技術(shù)防護(hù)措施沒(méi)有得到有效的提升，監(jiān)督手段單一。①核電站現(xiàn)場(chǎng)存在很多高危區(qū)域（高溫、高空、高電壓、高輻射），專業(yè)巡檢人員進(jìn)入高危區(qū)巡檢，由于外部環(huán)境和內(nèi)部心理因素，導(dǎo)致巡檢不到位、人員傷害等風(fēng)險(xiǎn)增加，對(duì)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行和人身安全產(chǎn)生一定影響;②對(duì)于常見(jiàn)違章行為缺少及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)制止的科技手段;③對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，缺少遠(yuǎn)程監(jiān)督、在線指導(dǎo)的方法。

2智慧電廠技術(shù)在核電站的應(yīng)用

借鑒智慧電廠的理念，以問(wèn)題為導(dǎo)向，建設(shè)核電站生產(chǎn)指揮中心，逐步實(shí)現(xiàn)信息化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化和智能化的現(xiàn)代化電力企業(yè)。

生產(chǎn)指揮中心分設(shè)日常生產(chǎn)信息協(xié)調(diào)中心、作業(yè)管理中心、設(shè)備監(jiān)控中心，按照“整體規(guī)劃，分步實(shí)施”為思路，整合功能需求，建設(shè)一個(gè)中心（大數(shù)據(jù)中心），兩個(gè)基礎(chǔ)（無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、虛擬廠房），三個(gè)平臺(tái)（信息平臺(tái)、監(jiān)控平臺(tái)、作業(yè)平臺(tái)），實(shí)現(xiàn)服務(wù)現(xiàn)場(chǎng)、高效聯(lián)合、集中監(jiān)控的目標(biāo)。

大數(shù)據(jù)中心將收集所有現(xiàn)場(chǎng)視頻畫面、音頻信息、系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、生產(chǎn)作業(yè)流程信息和實(shí)時(shí)進(jìn)度狀態(tài)等，從生產(chǎn)層面匯集所有數(shù)據(jù)，提供給各應(yīng)用層級(jí)使用。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是移動(dòng)辦公、移動(dòng)監(jiān)督的基礎(chǔ)，虛擬廠房和配套的定位系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)人員定位和區(qū)域化管理的基礎(chǔ)，兩個(gè)技術(shù)的應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)作業(yè)的實(shí)時(shí)管理和人員的實(shí)時(shí)跟蹤，可以實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)備移動(dòng)應(yīng)用和定位管理，例如巡檢機(jī)器人。

三大平臺(tái)的應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)信息一體化的管理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息的統(tǒng)一展示、管理層的統(tǒng)一指揮、資源的統(tǒng)一調(diào)度等。出現(xiàn)機(jī)組的異常情況，可以作為臨時(shí)指揮部給予運(yùn)行人員在線支持，可與外部專家互通互聯(lián)，開(kāi)展技術(shù)分析;專業(yè)人員可實(shí)時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)組音視頻連線，開(kāi)展技術(shù)支持和生產(chǎn)監(jiān)督工作;系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)據(jù)將實(shí)時(shí)展示和分析，專業(yè)人員和智能化設(shè)備給予評(píng)估和預(yù)警。

關(guān)于核電站的網(wǎng)絡(luò)信息安全問(wèn)題，是至關(guān)重要的，在網(wǎng)絡(luò)信息安全方面，需要從實(shí)體上分開(kāi)生產(chǎn)內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，從根源上杜絕網(wǎng)絡(luò)黑客及病毒的入侵。

3應(yīng)用成果

目前各核電站均開(kāi)展了智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的建設(shè)。例如大亞灣核電站建成作業(yè)管理中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指導(dǎo)和監(jiān)督生產(chǎn)工作、生產(chǎn)信息可視化等功能;紅沿河核電站培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了VR技術(shù)，讓作業(yè)人員身臨其境掌握安全技能;陽(yáng)江核電站正在開(kāi)展指揮中心的建設(shè)，將分階段實(shí)現(xiàn)智慧電廠的各項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] [英]維克托.邁爾-舍恩博格.大數(shù)據(jù)時(shí)代[M].浙江人民出版社，2013.

[2] 華北電力大學(xué)國(guó)家大學(xué)科技園、中關(guān)村華電能源電力產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、帆軟數(shù)據(jù)應(yīng)用研究院聯(lián)合發(fā)布.智慧電廠產(chǎn)業(yè)洞察白皮書（2019）[R]，2020，