么 亮

（中核匯能有限公司）

1 新能源企業(yè)安全管理現(xiàn)狀

據(jù)國(guó)家能源局相關(guān)統(tǒng)計(jì)，2020年，全國(guó)電源新增裝機(jī)容量19087萬(wàn)kW，其中水電1323萬(wàn)kW、風(fēng)電7167萬(wàn)kW、太陽(yáng)能發(fā)電4820萬(wàn)kW。風(fēng)電和光伏新增裝機(jī)之和接近1.2億kW。隨著新能源裝機(jī)容量的增加，新能源設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的增加，新能源設(shè)備檢修作業(yè)工作量越來(lái)越大，目前新能源行業(yè)缺少專業(yè)危險(xiǎn)點(diǎn)辨識(shí)與預(yù)控相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如何在大量檢修作業(yè)的開(kāi)展中保證安全，避免由于作業(yè)人員對(duì)作業(yè)中危險(xiǎn)點(diǎn)認(rèn)知的缺乏而導(dǎo)致的人身及設(shè)備事故，已成為新能源企業(yè)設(shè)備檢修作業(yè)工作的主要難點(diǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2020年中國(guó)境內(nèi)風(fēng)電行業(yè)發(fā)生了至少25起風(fēng)電事故，這些事故包含倒塔、火災(zāi)、吊裝、運(yùn)輸、觸電，以及工作過(guò)程中疾病突發(fā)死亡等情況。

在2020年8月就連續(xù)發(fā)生5起風(fēng)電事故，共計(jì)造成8人死亡，其中觸電事故3起，而在2020年8月9日一天就連續(xù)發(fā)生3起事故。針對(duì)嚴(yán)峻的安全態(tài)勢(shì)，國(guó)家能源局于2020年11月下發(fā)《國(guó)家能源局綜合司關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)電力安全生產(chǎn)的緊急通知》，其中明確要求“電力建設(shè)工程，特別是風(fēng)電建設(shè)工程各參建單位要提高政治站位，正確處理安全與發(fā)展的關(guān)系，充分尊重工程建設(shè)周期的科學(xué)規(guī)律，堅(jiān)持時(shí)間服從安全和質(zhì)量的原則，科學(xué)確定工程建設(shè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，嚴(yán)防由于搶工期、超能力作業(yè)引發(fā)的施工安全和工程質(zhì)量隱患。”

根據(jù)海因里希因果聯(lián)鎖理論，如圖1所示，結(jié)合新能源企業(yè)的特點(diǎn)，其安全管理的核心應(yīng)是：①防止人的不安全行為；②消除機(jī)械或物質(zhì)的不安全狀態(tài)；③中斷事故的聯(lián)鎖進(jìn)程，從而避免事故。

圖1 海因里希因果聯(lián)鎖理論

2 新能源設(shè)備檢修作業(yè)安全管控需求目的

1）風(fēng)電機(jī)組及光伏陣列位置分散、作業(yè)面廣，無(wú)法實(shí)時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管理。

2）無(wú)法準(zhǔn)確定位檢修作業(yè)人員的位置，無(wú)法監(jiān)控檢修作業(yè)人員工作范圍。

3）當(dāng)遇到危險(xiǎn)情況時(shí)，不能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際及時(shí)應(yīng)對(duì)和處置。

根據(jù)新能源企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際及設(shè)備特點(diǎn)，新能源機(jī)組檢修作業(yè)安全管控目的應(yīng)是防止高空墜落、防止觸電、防止機(jī)械傷害、防止火災(zāi)事故、防止設(shè)備損壞。

3 新能源作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全管控系統(tǒng)

3.1 總體設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖2所示，能及時(shí)準(zhǔn)確掌握新能源檢修作業(yè)人員的位置和工作軌跡，保證作業(yè)人員的安全，巡檢到位，應(yīng)對(duì)各類突發(fā)事件，提高新能源場(chǎng)安全管理水平和效益。以人員定位系統(tǒng)和生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能管控系統(tǒng)為核心，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控、預(yù)警隱患排查、監(jiān)管執(zhí)法、事件追溯、應(yīng)急救援和數(shù)據(jù)分析，將安全管控工作信息化、智能化，實(shí)現(xiàn)安全動(dòng)態(tài)管控、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能預(yù)警。通過(guò)人與設(shè)備、人與操作、人與措施、人與作業(yè)環(huán)境的安全管控，保證作業(yè)人員的人身安全。

圖2 新能源檢修作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)

3.2 實(shí)現(xiàn)需求

1）定位到位：實(shí)現(xiàn)機(jī)組塔內(nèi)和立體分層定位。

2）工作測(cè)點(diǎn)到位：在電子地圖上，可以查看所有工作測(cè)點(diǎn)的位置。當(dāng)作業(yè)人員到達(dá)工作測(cè)點(diǎn)時(shí)，通過(guò)“工作測(cè)點(diǎn)指導(dǎo)模塊”掃描工作測(cè)點(diǎn)，系統(tǒng)記錄作業(yè)信息，并顯示作業(yè)人員到位。

3）人員到位：在電子地圖上自動(dòng)繪出作業(yè)人員的工作軌跡，對(duì)比設(shè)備的物理位置判斷正確的作業(yè)人員是否到位。

4）管理到位：作業(yè)情況實(shí)時(shí)顯示、歷史軌跡回放等功能，實(shí)時(shí)掌握各工作測(cè)點(diǎn)的作業(yè)人員信息，使管理者對(duì)作業(yè)情況一目了然，使作業(yè)人員的工作有據(jù)可查，保障了作業(yè)人員的工作質(zhì)量。

5）報(bào)警到位：實(shí)時(shí)監(jiān)督作業(yè)人員，正確人員在正確時(shí)間內(nèi)按照正確路線進(jìn)行作業(yè)，才能完成正確的作業(yè)。如未按指定時(shí)間、指定路線作業(yè)，則系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警并顯示。

6）軌跡到位：位置信息實(shí)時(shí)自動(dòng)生成，可進(jìn)行實(shí)時(shí)（依托現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境）、歷史軌跡的查看。歷史軌跡的動(dòng)態(tài)回放，在軌跡上顯示作業(yè)時(shí)間、兩個(gè)相鄰工作測(cè)點(diǎn)的距離。

7）時(shí)間到位：對(duì)于重要或有特殊要求的工作測(cè)點(diǎn)，設(shè)定逗留時(shí)間。

8）分析到位：根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，進(jìn)行作業(yè)到位率統(tǒng)計(jì)。

系統(tǒng)首先為每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員佩戴一個(gè)身份標(biāo)識(shí)，并將數(shù)據(jù)信息和現(xiàn)實(shí)中的每一個(gè)人信息動(dòng)態(tài)聯(lián)系起來(lái)，然后通過(guò)在特殊區(qū)域部署一種安全、可靠的定位子站來(lái)區(qū)分、識(shí)別和定位作業(yè)人員。

定位分站采集作業(yè)人員位置信息后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳給數(shù)據(jù)中心，機(jī)房數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)、處理系統(tǒng)傳來(lái)的數(shù)據(jù)。同時(shí)數(shù)據(jù)中心提供豐富的圖形操作界面，接受管理人員操作指令。

（1）不同職責(zé)的工作人員分類管理

模式一：不同的人佩戴不同的卡，根據(jù)新能源行業(yè)運(yùn)檢工作性質(zhì)，運(yùn)行巡檢人員佩戴人員標(biāo)識(shí)卡，檢修作業(yè)人員佩戴精確定位卡。

模式二：每個(gè)人唯一標(biāo)識(shí)，通過(guò)定位技術(shù)的不同，以標(biāo)識(shí)的唯一號(hào)碼區(qū)別不同種類的工作人員，以及不同的每個(gè)人。

（2）不同的地點(diǎn)部署不同的定位子站

模式一：新能源機(jī)組、箱變部署精確定位子站，識(shí)別精確定位卡，通過(guò)4～8個(gè)精確定位子站實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)精確定位；升壓站巡檢點(diǎn)部署無(wú)線定位子站，根據(jù)閾值不同，實(shí)現(xiàn)5～10m區(qū)域定位，確保巡檢到位；在控制室、保護(hù)室、配電室、庫(kù)房、新能源機(jī)組塔筒門(mén)、機(jī)組偏航平臺(tái)、輪轂及機(jī)艙等出入口通過(guò)RFID或者條碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)唯一性識(shí)別。

模式二：根據(jù)新能源機(jī)組、箱變、升壓站、控制室、保護(hù)室、配電室、庫(kù)房、新能源機(jī)組塔筒門(mén)、機(jī)組偏航平臺(tái)、輪轂及機(jī)艙等巡檢地點(diǎn)精度需求的不同，部署定位基點(diǎn)數(shù)量或者通過(guò)到達(dá)不同工作測(cè)點(diǎn)差異性現(xiàn)場(chǎng)的方式，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位于區(qū)域定位。

（3）不同的時(shí)間發(fā)送不同的指令

需要定位追蹤的時(shí)候，發(fā)送追蹤指令，需要人數(shù)統(tǒng)計(jì)的時(shí)候，發(fā)盤(pán)點(diǎn)指令。

系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別精確定位卡，在有精確定位子站的地方自動(dòng)實(shí)現(xiàn)精確定位，在沒(méi)有精確定位子站的地方自動(dòng)實(shí)現(xiàn)區(qū)域定位。

3.3 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)具備身份識(shí)別和認(rèn)證、定位追溯、監(jiān)測(cè)跟蹤、報(bào)警求助與緊急撤離、電子圍欄、視頻聯(lián)動(dòng)、人員巡檢等功能。提供安全可控乃至個(gè)性化的實(shí)時(shí)人員位置監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)軌跡、定位追溯、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、領(lǐng)導(dǎo)桌面等管理和服務(wù)功能，方便管控人員到崗、串崗、脫崗、出／入時(shí)刻、出／入?yún)^(qū)域；判斷遇險(xiǎn)人員受困位置、撤退路線分析等。對(duì)升壓站內(nèi)、風(fēng)機(jī)內(nèi)的各類作業(yè)人員的身份、位置、狀態(tài)、行為等進(jìn)行分區(qū)、分層（立體）、分類管理，可預(yù)警，可追溯，可查詢，智能化全面掌控人員情況，確保生產(chǎn)的安全和高效。

1）身份識(shí)別和認(rèn)證：標(biāo)識(shí)設(shè)備存有與用戶身份關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，以驗(yàn)證用戶的身份。通過(guò)標(biāo)識(shí)硬件不可復(fù)制來(lái)保證用戶身份的唯一性。

2）定位功能：可獲取指定人員當(dāng)前位置，并在電子地圖上快速標(biāo)識(shí)：通過(guò)定位基點(diǎn)實(shí)現(xiàn)檢修作業(yè)人員的分層定位、區(qū)域定位、立體定位。

3）監(jiān)測(cè)功能：監(jiān)測(cè)人員出／入作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)刻、出／入重點(diǎn)區(qū)域時(shí)刻等；識(shí)別多個(gè)人員同時(shí)進(jìn)入識(shí)別區(qū)域；對(duì)異常人員進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析、智能提示和報(bào)警。

4）信息查詢：查詢作業(yè)人員的工作環(huán)境；明確作業(yè)人員與設(shè)備的關(guān)系，即“誰(shuí)”（作業(yè)人員）在“哪”（位置和設(shè)備的唯一識(shí)別）“做什么”（作業(yè)內(nèi)容）。

5）軌跡跟蹤：對(duì)進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)作業(yè)人員的實(shí)時(shí)軌跡進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，并繪制行動(dòng)路線圖，也可以調(diào)閱其歷史時(shí)段軌跡路線圖?？梢詫?shí)時(shí)跟蹤到人員的當(dāng)前作業(yè)位置，當(dāng)天作業(yè)途經(jīng)的地點(diǎn)和時(shí)間，在各位置的滯留時(shí)間，并可對(duì)其運(yùn)行軌跡在分布圖上進(jìn)行形象直觀的回放。事故發(fā)生時(shí)，可以迅速確定相關(guān)作業(yè)人員的數(shù)量、最近出現(xiàn)位置和時(shí)間，為事故搶險(xiǎn)提供可靠依據(jù)。事故搶險(xiǎn)過(guò)程中，指揮人員可以在第一時(shí)間知道搶險(xiǎn)人員與被困人當(dāng)前所在位置，為事故的搶險(xiǎn)贏得寶貴時(shí)間。

6）人員活動(dòng)分析：對(duì)進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)作業(yè)人員的行動(dòng)路線圖、區(qū)域停留時(shí)長(zhǎng)、活動(dòng)時(shí)間段進(jìn)行分析。對(duì)進(jìn)區(qū)域內(nèi)作業(yè)人員、人數(shù)、在此區(qū)域停留時(shí)長(zhǎng)、活動(dòng)時(shí)間段進(jìn)行分析；對(duì)當(dāng)前時(shí)刻或者歷史任意時(shí)刻各個(gè)區(qū)域的作業(yè)人員分布情況進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)。

7）電子圍欄：設(shè)置、維護(hù)管理各個(gè)電子圍欄基本信息、危險(xiǎn)程度、區(qū)域最少人數(shù)、允許最大停留人數(shù)等。設(shè)置電子圍欄警告級(jí)別，對(duì)進(jìn)入電子圍欄人員發(fā)送警告，并通知相關(guān)責(zé)任人進(jìn)行監(jiān)控處理。當(dāng)圍欄內(nèi)人員聚集達(dá)到預(yù)警人數(shù)，發(fā)送人員密集警告，通知相關(guān)負(fù)責(zé)人盡快處理。

8）突發(fā)事件服務(wù)：當(dāng)出現(xiàn)特殊情況時(shí)向相關(guān)機(jī)構(gòu)發(fā)送帶求救或查詢的個(gè)人位置信息。分為兩種：一種是自下而上的報(bào)警求助，另一種是自上而下的下發(fā)緊急撤離報(bào)警。①報(bào)警求助：當(dāng)人員遇到突發(fā)情況時(shí)，可通過(guò)觸發(fā)標(biāo)識(shí)卡上報(bào)警按鍵及時(shí)向中心發(fā)送聲光求助信號(hào)。②緊急撤離：當(dāng)控制中心發(fā)現(xiàn)某裝置區(qū)有危險(xiǎn)時(shí)，可通過(guò)平臺(tái)對(duì)某一分站周?chē)乃腥藛T的標(biāo)識(shí)卡下發(fā)報(bào)警，提醒緊急撤離。

9）作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督：當(dāng)作業(yè)人員到達(dá)工作地點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)提醒管理人員到達(dá)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)護(hù)監(jiān)督、指導(dǎo)，并自動(dòng)將其到位時(shí)間傳遞給軟件平臺(tái)以印證其是否到位做實(shí)，分析作業(yè)人員的行動(dòng)路線圖、區(qū)域停留時(shí)長(zhǎng)、活動(dòng)時(shí)間段等信息；確認(rèn)正確的作業(yè)人員在正確的時(shí)間按照正確的路線進(jìn)行正確的作業(yè)。

3.4 風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)安全管控的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)新能源風(fēng)電機(jī)組的作業(yè)特點(diǎn)，分六個(gè)區(qū)域進(jìn)行安全管控，如圖3所示。

圖3 風(fēng)電機(jī)組檢修作業(yè)安全管控設(shè)計(jì)架構(gòu)

1）從塔底控制區(qū)到塔內(nèi)第一層平臺(tái)：塔底控制柜、變頻柜、電容柜、防墜器掛點(diǎn)、助／免爬器掛點(diǎn)工作狀態(tài)。

2）塔內(nèi)第一層平臺(tái)－第二層平臺(tái)－第三層平臺(tái)：氣象信息、平臺(tái)蓋板的關(guān)合狀態(tài)。

3）第三層平臺(tái)－傳動(dòng)鏈控制區(qū)：平臺(tái)蓋板的關(guān)合狀態(tài)、助／免爬器掛點(diǎn)、防墜器掛點(diǎn)工作狀態(tài)、偏航系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

4）傳動(dòng)鏈控制區(qū)－機(jī)艙控制區(qū)：氣象信息、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、偏航系統(tǒng)工作狀態(tài)。

5）機(jī)艙控制區(qū)－輪轂內(nèi)：氣象信息、葉輪鎖定工作狀態(tài)。

6）機(jī)艙進(jìn)出口－機(jī)艙外：氣象信息、測(cè)風(fēng)及冷卻系統(tǒng)工作狀態(tài)。

3.5 新能源設(shè)備檢修作業(yè)的五種類型

1）新能源設(shè)備檢修作業(yè)：風(fēng)電機(jī)組或光伏發(fā)電設(shè)備巡檢、定期維護(hù)，缺陷及故障處理，相關(guān)零部件更換等。

2）升壓站內(nèi)一次作業(yè)：斷路器、接地刀閘、避雷器、互感器、高壓開(kāi)關(guān)柜的定檢，一次設(shè)備零部件更換，絕緣清掃，電纜敷設(shè)電纜頭制作及檢修等。

3）升壓站內(nèi)二次作業(yè)：二次回路消缺，監(jiān)控系統(tǒng)顯示故障處理等。

4）運(yùn)行巡檢及倒閘操作：變壓器、高壓斷路器、電壓互感器、電流互感器、隔離開(kāi)關(guān)、母線、避雷器、無(wú)功補(bǔ)償裝置、保護(hù)屏、直流系統(tǒng)、動(dòng)力盤(pán)、電纜夾層、配電室、線路巡檢，變壓器停送電、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電壓互感器、配電室設(shè)備、直流系統(tǒng)、動(dòng)力盤(pán)、無(wú)功補(bǔ)償裝置、接地刀閘、保護(hù)及測(cè)控裝置、線路、風(fēng)機(jī)變、備用變壓器、風(fēng)機(jī)啟停等操作及接地線懸掛及拆除等。

5）外委作業(yè)：風(fēng)電機(jī)組的大部件更換，如更換葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)軸承、電動(dòng)機(jī)等；變壓器安裝、斷路器安裝、隔離刀閘安裝、互感器的安裝、避雷器安裝、高壓開(kāi)關(guān)柜安裝、主變高壓側(cè)套管更換；有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)吊檢；風(fēng)機(jī)葉片維修；架空線路、塔架、電桿相關(guān)作業(yè)；繼電保護(hù)裝置校驗(yàn)、開(kāi)關(guān)傳動(dòng)試驗(yàn)、變電所內(nèi)設(shè)備試驗(yàn)等。

4 結(jié)束語(yǔ)

新能源作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全管控系統(tǒng)以“智能巡查”為指導(dǎo)思想，以智能裝備傳感器技術(shù)、地理信息服務(wù)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)為抓手。該系統(tǒng)能及時(shí)準(zhǔn)確掌握新能源作業(yè)人員的位置和工作軌跡，保證作業(yè)人員的安全，巡檢到位，應(yīng)對(duì)各類突發(fā)事件，提高新能源場(chǎng)安全管理水平和效益。以人員定位系統(tǒng)和生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能管控平臺(tái)為核心，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控、預(yù)警隱患排查、監(jiān)管執(zhí)法、事件追溯、應(yīng)急救援和數(shù)據(jù)分析，將安全管控工作信息化、智能化，實(shí)現(xiàn)安全動(dòng)態(tài)管控、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能預(yù)警。通過(guò)人與設(shè)備、人與操作、人與措施、人與作業(yè)環(huán)境的安全管控，保證作業(yè)人員的人身安全。