火力發(fā)電作為全球主要的可再生能源之一，被譽為21世紀最實惠、最可控制的能源形式。

建設背景

火力發(fā)電廠目前仍然是全球范圍內主要的發(fā)電方式之一。在“雙碳”目標壓力下，深度調峰、超低排放、靈活運行已成為火電行業(yè)的必然發(fā)展趨勢和長期研究熱點，隨著技術的發(fā)展和環(huán)保意識的提高，各大電廠急需引進新技術向智慧化轉型升級;國務院、各地方政府和發(fā)電集團關于建設智慧電廠的文件不斷出臺，“碳中和”政策的提出進一步推動我國能源市場向數(shù)字化、信息化、智慧化方向轉型。

系統(tǒng)概述

“智慧火力火電廠”利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術，將火電廠的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)和新型智能技術相結合，以自動控制為基礎，以數(shù)據(jù)管理為核心，實現(xiàn)設備控制更加自主、生產(chǎn)管理更加智能、風險決策更加科學的全新電力生產(chǎn)組織形態(tài)與管理模式。從而提高能源利用效率，減少污染，改善社會環(huán)境。

系統(tǒng)功能

電廠三維總覽

基于數(shù)維圖Sovit3D可視化編輯器，利用三維建模對電廠進行數(shù)字孿生，在線搭建火電廠三維可視化數(shù)字運營平臺，以三維場景為主，2D 數(shù)據(jù)面板為輔，可視化展示火電廠各區(qū)域的建筑、設備、人員、環(huán)境等情況。對火電廠安全生產(chǎn)、設備維護、數(shù)據(jù)監(jiān)測、遠程控制、故障診斷、能源管理等模塊進行全方位的智能化管理，構建安全、高效、綠色的智慧火電廠體系。

大屏駕駛艙

系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)，結合數(shù)據(jù)傳輸技術，將廠區(qū)重點信息、設備運行情況等要素在場景中實時展現(xiàn)，讓廠區(qū)運維人員通過可視化大屏駕駛艙實時監(jiān)管廠區(qū)信息。

駕駛艙左右側信息面板展示火電廠廠區(qū)以下信息：廠區(qū)綜合信息(攝像頭、車輛、機組等)、廠區(qū)人員信息(員工數(shù)、在崗數(shù)、訪客數(shù)等)、廠區(qū)生產(chǎn)信息(各機組實時功率等詳細信息)、廠區(qū)安防信息(門禁、電子圍欄、報警、異常等)、設備運行情況(設備故障、維修記錄等)。其中經(jīng)營信息可以查看實時的成本、收入、利潤動態(tài)趨勢圖。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)

在火力發(fā)電廠三維場景中設置了視頻監(jiān)控點位，以攝像頭圖標展示其位置。存在報警信息的監(jiān)控點位會出現(xiàn)聲光報警效果，支持管理者及時點擊查看實時監(jiān)控影像以及抓拍記錄。集成各類子系統(tǒng)的設備告警信息，在可視化系統(tǒng)中展示所有的告警信息。通過三維場景，對廠區(qū)的攝像頭位置分布一目了然。亦可通過新興視頻融合技術，將視頻無縫嵌入到場景中，真實還原場景實景。

電子圍欄系統(tǒng)

在三維系統(tǒng)中，對電廠重點區(qū)域或重要設備設置電子圍欄，圍欄通常分為永久性圍欄和臨時性圍欄，永久性圍欄在火電廠項目中一般出現(xiàn)在汽輪機、變壓器、升壓站等區(qū)域；臨時性圍欄往往出現(xiàn)在廠區(qū)內臨時施工或者“兩票”維修區(qū)。當有異常闖入或異常情況，可進行顏色報警并聚集異常區(qū)域，并且以彈窗提示異常狀態(tài)，全方位保障電廠設備運行安全。

人員定位系統(tǒng)

通過智能穿戴設備，對電廠區(qū)域內的人員進行動態(tài)跟蹤，對特定區(qū)域進行安全管控，當人員越權進入某區(qū)域或長時間滯留某區(qū)域，系統(tǒng)立即進行聲光報警提醒，保障人員和廠區(qū)安全；當人員遭遇險情時，可利用定位終端進行一鍵呼救，系統(tǒng)可接收該人員的詳細位置分布，聯(lián)動報警視頻顯示及錄像，實現(xiàn)快速反應和精準處理。

機組數(shù)據(jù)監(jiān)測

在場景內查看機組負荷、汽機轉速、給水流量等機組主要參數(shù)的實時數(shù)據(jù)，進行電力設備狀態(tài)檢修、廠站智能運行、大數(shù)據(jù)輔助決策等，開展火電廠的數(shù)字化、無人化管理。將 2D 和 3D 無縫融合，通過圖表的數(shù)據(jù)綁定，利用不同樣式的圖表統(tǒng)計方式統(tǒng)計總裝機容量、機組實時功率;日發(fā)電量、月發(fā)電量、總發(fā)電量數(shù)據(jù)等生產(chǎn)指標，保證火力發(fā)電廠運行的安全性、經(jīng)濟性。

能耗管理系統(tǒng)

通過物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)對設備不間斷的能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測，此外，在實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)直觀化展現(xiàn)的基礎上，通過對能耗數(shù)據(jù)的分析，對能耗設備的異常耗能情況進行及時診斷，降低由于異常情況造成的設備故障率，將經(jīng)濟損失最小化。

供配電系統(tǒng)

通過三維模型展示配電系統(tǒng)的管線，數(shù)據(jù)面板實時顯示當前功率、總功率、電流、電壓等。平臺還可直觀地以供配電原理圖的形式顯示供配電狀態(tài)和當前各類數(shù)據(jù)的實時參數(shù)。

智能設備監(jiān)測

系統(tǒng)對設備進行環(huán)境、性能、狀態(tài)等信息的全方位、多角度監(jiān)測，對多個關鍵性指標進行實時判斷，實現(xiàn)智能化告警。一旦參數(shù)達到閾值，系統(tǒng)會自動進行聲光報警，且標明精確的故障區(qū)域及狀態(tài)。管理人員可在界面上對周邊環(huán)境及故障設備進行全方位的查看，讓火電廠全場景更加透明直觀，有助于管理層對事故整體的把握。

巡檢管理系統(tǒng)

火電廠巡檢人員需要對運行的機器設備、儀器儀表等進行檢查，去發(fā)現(xiàn)和識別潛在隱患、處理隱患、上報隱患。巡檢系統(tǒng)與人員定位系統(tǒng)相結合，實現(xiàn)巡檢任務的發(fā)送、巡檢人員指派、巡檢路線規(guī)劃等。如若巡檢異常，則通過視頻抓拍將異常結果自動推送至系統(tǒng)中。

消防報警系統(tǒng)

系統(tǒng)集成消防系統(tǒng)中的煙感、溫感等報警設備，并以圖標的形式展示在場景中，可以直觀的查看消防設備的空間布局情況以及運行狀態(tài)信息。當出現(xiàn)故障及報警時，可以自動聯(lián)動附近攝像頭，管理人員按需點擊查看攝像頭實時畫面，第一時間了解現(xiàn)場情況。

開發(fā)技術

數(shù)字孿生智慧火力發(fā)電廠可視化管理平臺基于Sovit3D可視化平臺在線拖拽搭建，利用三維建模技術、數(shù)字孿生技術對火電廠 1：1 高仿真還原，實現(xiàn)可交互式的 Web 三維場景。以三維場景為基礎，2D數(shù)據(jù)面板為輔，數(shù)字化展現(xiàn)火電廠各區(qū)域的建設、運行情況、安全配備、周邊動態(tài)環(huán)境等情況。

系統(tǒng)價值

智慧電廠作為未來十年電力企業(yè)的發(fā)展方向，基于企業(yè)現(xiàn)有的數(shù)字化、信息化建設基礎，將云平臺、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、機器人、虛擬現(xiàn)實、人工智能等技術手段與傳統(tǒng)電力企業(yè)安全生產(chǎn)、運營管控有機融合，在節(jié)能、降耗、減排等政策的驅動下，綜合互聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)資源，推進智慧運行管理、智慧檢修安全等舉措，將提升電廠核心競爭力，形成電廠自身綜合競爭優(yōu)勢，推動電廠的持續(xù)發(fā)展。

審核編輯 黃宇