京能十堰電廠前期建設(shè)成果以三維+大數(shù)據(jù)兩大核心技術(shù)為支撐，開發(fā)應(yīng)用包括三維數(shù)據(jù)管理平臺、大數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理平臺、鍋爐防磨防爆管理、三維虛擬培訓(xùn)等功能系統(tǒng)，探索電廠數(shù)字化交付、數(shù)字化生產(chǎn)管理方面的實(shí)際應(yīng)用。后期將在大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)在電廠生產(chǎn)經(jīng)營過程中的深度應(yīng)用進(jìn)行持續(xù)開發(fā)和研究。

2020年3月13日，由華北電力大學(xué)國家大學(xué)科技園聯(lián)合中關(guān)村華電能源電力產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟舉辦的“2020年智慧電廠線上論壇（第一期）”在騰訊會議進(jìn)行線上直播，北極星電力網(wǎng)對本次會議進(jìn)行全程文字直播。京能十堰熱電有限公司設(shè)備部信息室主任李闖作了“京能十堰熱電智慧電廠建設(shè)階段性成果及后期規(guī)劃”為主題的報告。

各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專家，各位電力行業(yè)的同仁，大家下午好！我是京能十堰電廠的李闖，很高興在這里給大家匯報我們電廠智能化電廠的工作。

我們電廠位于湖北省十堰市，2臺350MW超臨界機(jī)組。十堰市為南水北調(diào)的水源地城市，本項(xiàng)目也是南水北調(diào)的探索工程。公司的數(shù)字化項(xiàng)目于2016年開始實(shí)施，隨著工程的進(jìn)度同步建設(shè)。目前仍處在階段性的實(shí)施當(dāng)中，經(jīng)過了基建期和一年左右的生產(chǎn)期建設(shè)，目前也取得了一定的成果。

我的匯報分下面四個部分來進(jìn)行：

第一部分，智慧電廠建設(shè)思路。

京能十堰智慧電廠建設(shè)包括基建期和運(yùn)維期應(yīng)用，周期比較長，因此采用三步走的建設(shè)思路。

第一步，基礎(chǔ)建設(shè)。在基建期建設(shè)1：1的三維數(shù)據(jù)模型，輔助基建施工，搜集機(jī)組和設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)軟硬件的基礎(chǔ)平臺。

第二步，主要針對生產(chǎn)控制與管理方面，在運(yùn)維初期進(jìn)行APS機(jī)組功能的開發(fā)和應(yīng)用、生產(chǎn)管理軟件的開發(fā)應(yīng)用、各個信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，這些信息系統(tǒng)包括ERP、大數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)管理平臺等等，逐步積累生產(chǎn)和管理的數(shù)據(jù)價值，進(jìn)入數(shù)字化生產(chǎn)管理模式。

第三步，智能化建設(shè)。深入在1CS生產(chǎn)控制端進(jìn)行智能監(jiān)盤的探索實(shí)踐，在大數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理端挖掘數(shù)據(jù)價值，進(jìn)行三維智能展現(xiàn)、智能運(yùn)行干預(yù)、設(shè)備診斷的探索和實(shí)踐。設(shè)計開發(fā)貼合設(shè)備管理實(shí)際的設(shè)備管理平臺，實(shí)現(xiàn)各種臺賬、報表、檢修工作的線上管理，形成檔案和數(shù)據(jù)庫。將個人的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為數(shù)字經(jīng)驗(yàn)積累，深入電廠其他業(yè)務(wù)的應(yīng)用開發(fā)，例如機(jī)器人的巡檢、智能安全管控、智慧辦公等方面的探索和實(shí)踐。

第一步和第二步的實(shí)施，基本上屬于電廠數(shù)字化建設(shè)的范疇，包括生產(chǎn)控制和生產(chǎn)管理兩個層面。首先，數(shù)字化的生產(chǎn)控制。在DCS側(cè)，除常規(guī)的DCS控制外，深度的實(shí)踐應(yīng)用、機(jī)組自啟停技術(shù)。發(fā)現(xiàn)并解決施工過程中的問題，避免施工返工造成浪費(fèi)。在三維環(huán)境中進(jìn)行電纜鋪設(shè)等輔助應(yīng)用，提高精細(xì)化管理的深度應(yīng)用，節(jié)約時間和資金的成本。

軟件部分，包括三維數(shù)據(jù)管理平臺、三維+VR的虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理、三維鍋爐壽命管理，以及ERP集成接口等等內(nèi)容。這些軟件系統(tǒng)通過一體化平臺，統(tǒng)一訪問入口。經(jīng)過前期的建設(shè)，電廠數(shù)字化功能已基本完成，可滿足公司生產(chǎn)運(yùn)營數(shù)據(jù)化、經(jīng)濟(jì)化和簡約化管理的需要。關(guān)于后期的智慧化建設(shè)規(guī)劃，我將在第四部分進(jìn)行詳細(xì)的說明。

下面介紹一下數(shù)字化在基建期的應(yīng)用情況?；ㄆ诮ㄔO(shè)情況：

1，硬件及基礎(chǔ)平臺的建設(shè)。根據(jù)軟件系統(tǒng)的需要配置了25臺服務(wù)器和相應(yīng)的配套設(shè)施，根據(jù)大數(shù)據(jù)應(yīng)用和存儲服務(wù)器，共需要大數(shù)據(jù)方面的16臺服務(wù)器，搭建了大數(shù)據(jù)平臺和生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)、廠區(qū)的辦公網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)各種基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并滿足安全分區(qū)、橫向隔離這些信息安全的要求。

2，全專業(yè)的三維建模。我們根據(jù)設(shè)計施工的設(shè)備圖紙進(jìn)行了設(shè)備、管道、橋架、結(jié)構(gòu)、建筑等全專業(yè)協(xié)同的三維建模，在施工前建模完成率達(dá)到百分之百。這是完成的模型概覽，包括廠區(qū)總體和各個分布區(qū)域的模型，特別是地下管網(wǎng)的隱蔽工程，長期以來的應(yīng)用價值還是比較大。三維建模是提前模擬施工的一個過程，在工程建設(shè)過程中共發(fā)現(xiàn)圖紙信息交叉檢驗(yàn)問題928處，經(jīng)過多方確認(rèn)的有效碰撞問題有826處，主要碰撞問題包括立柱與管道、橫梁與管道、管道與管道等等這些結(jié)構(gòu)與設(shè)備之間的碰撞。三維信息交叉檢驗(yàn)和碰撞檢查，可提前發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，避免問題真正在施工過程當(dāng)中發(fā)生，避免造成真正的損失。在三維環(huán)境中進(jìn)行現(xiàn)場的優(yōu)化布置、美化環(huán)境，同時也可以減少材料的用量。

3，三維電纜敷設(shè)與材料統(tǒng)計。三維電纜敷設(shè)優(yōu)化橋步布置，導(dǎo)出電纜的長度表，進(jìn)行電纜長度核算，對橋架和各聯(lián)通節(jié)點(diǎn)的路徑進(jìn)行容積率的核算。經(jīng)過三維電纜敷設(shè)，共敷設(shè)5910條電纜，共優(yōu)化布局走向有4668條，共節(jié)省電纜3.7萬余米。

第三部分，運(yùn)維期的建設(shè)情況。

1，生產(chǎn)管理層探索應(yīng)用APS機(jī)組自啟停技術(shù)。發(fā)電機(jī)組子系統(tǒng)比較多，系統(tǒng)間的聯(lián)系密切、工況運(yùn)行也比較復(fù)雜多變，尤其是啟停階段，運(yùn)行人員需要操作和監(jiān)視大量的設(shè)備和參數(shù)，人員工作強(qiáng)度也是很大的，針對燃煤應(yīng)急調(diào)控機(jī)組的特點(diǎn)，圍繞信息大數(shù)據(jù)、APS關(guān)鍵技術(shù)開展研究，公司APS研究圍繞機(jī)組最優(yōu)啟動、最大化節(jié)能、最短啟動時間為中心點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計，通過對關(guān)鍵技術(shù)控制算法的研究開展機(jī)組啟動過程和大數(shù)據(jù)融合、APS動態(tài)實(shí)驗(yàn)等手段，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組從輔助系統(tǒng)啟動到機(jī)組并網(wǎng)、自動勝負(fù)荷的整個過程全程自動，達(dá)到無人或者少人的干預(yù)。

APS實(shí)驗(yàn)過程中，功攻克自動投加熱、給水管道自動注水、自動沖洗的方式。全程自動控制、點(diǎn)火過程全程自動、鍋爐自動升溫升壓、汽輪機(jī)自動切缸、給水泵自動并泵等一系列的APS技術(shù)難題，成功研發(fā)了機(jī)組啟動模型，開發(fā)了機(jī)組最優(yōu)的啟動方式。

經(jīng)過近一年來的實(shí)踐，二號機(jī)組已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全過程的APS啟動，解放勞動力的同時能夠保證機(jī)組快速、安全、高效的啟動，在APS的功能上，我們將繼續(xù)研究實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟動過程中無斷電控制、自動并網(wǎng)、自動升負(fù)荷、啟動過程中自動診斷等關(guān)鍵APS的研究。

生產(chǎn)管理層，結(jié)合三維和大數(shù)據(jù)開發(fā)了多項(xiàng)業(yè)務(wù)功能：

1）一體化平臺的開發(fā)應(yīng)用，一體化平臺是功能展現(xiàn)的集中駕駛艙，具備公司自動發(fā)布、生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)視等多項(xiàng)功能。一體化平臺的工作臺與檢優(yōu)的形式，形成了生產(chǎn)管理等相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，以單點(diǎn)登錄方式，方便查看各項(xiàng)數(shù)據(jù)、各項(xiàng)業(yè)務(wù)。

2）集團(tuán)級的能源管控與技術(shù)監(jiān)督平臺。采集下屬所有平臺的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一管控，發(fā)揮多個綜合平臺的優(yōu)勢，進(jìn)行動態(tài)管控，全面掌握。進(jìn)行精細(xì)化的生產(chǎn)過程參數(shù)和生產(chǎn)指標(biāo)管理，對各個廠指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，指導(dǎo)各廠進(jìn)行運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整，提升經(jīng)濟(jì)效益。

平臺開發(fā)應(yīng)用了多項(xiàng)生產(chǎn)管理功能，包括實(shí)時監(jiān)控、安全生產(chǎn)、技術(shù)監(jiān)督、對標(biāo)考核四大模塊，涵蓋了技術(shù)監(jiān)督管理、指標(biāo)管理等多項(xiàng)管理內(nèi)容。

3）電廠端的大數(shù)據(jù)平臺。電廠端大數(shù)據(jù)平臺功能包括生產(chǎn)監(jiān)視、指標(biāo)管理、報警推送、設(shè)備啟停、設(shè)備輪換等統(tǒng)計分析的功能。這是在線的一些報表，可以自定義，也可以形成統(tǒng)一的模板。大數(shù)據(jù)平臺結(jié)合三維模型，打通ERP缺陷和兩票信息等，在三維可視化環(huán)境中通過KKS編碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)，集成的展現(xiàn)，為管理人員掌握現(xiàn)場情況和危險點(diǎn)因素提供直觀的展現(xiàn)平臺。通過三維模型可跳轉(zhuǎn)至機(jī)組重要的設(shè)備，查看設(shè)備實(shí)時狀態(tài)參數(shù)和兩票信息，推送設(shè)備主要異常和超限情況，為運(yùn)行和檢修提供參考。

4）設(shè)備數(shù)據(jù)管理平臺。三維數(shù)據(jù)管理平臺將設(shè)計資料、施工資料、設(shè)備廠家資料、調(diào)試資料等等結(jié)合在三維模型中，通過KKS編碼進(jìn)行多數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，通過三維數(shù)據(jù)管理平臺規(guī)范數(shù)據(jù)資料管理與共享，為電廠運(yùn)行管理提供可靠的信息管理支持，平臺中所有數(shù)據(jù)全部進(jìn)行關(guān)聯(lián)和展現(xiàn)，方便設(shè)備信息檢索，還可以在同一界面中查看設(shè)備的基本屬性、設(shè)備資料、系統(tǒng)圖和三維模型等數(shù)據(jù)。

5）開發(fā)應(yīng)用鍋爐防磨防爆系統(tǒng)。結(jié)合鍋爐的模型進(jìn)行防磨防爆信息化的管理，包含設(shè)備管理、檢修管理、磨損管理、知識管理的功能結(jié)合三維模型中的管道、焊口、編碼信息，可快速定義單根管道和焊口，方便監(jiān)控。這是螺旋水冷墻的模型，因?yàn)槎ㄎ灰桓艿篮苡须y度，因?yàn)槭锹菪仙?，而且?jié)點(diǎn)處會有交叉，通過三維模型可以精細(xì)化的定位管道以及焊口信息。通過三維與管理軟件的結(jié)合，使鍋爐防磨防爆工作規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、可視化，提高了鍋爐的日常管理水平，降低了鍋爐的故障率，減少機(jī)組的非停次數(shù)。

6）VR虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)。試驗(yàn)電廠利用三維模型開發(fā)了VR虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)，通過VR仿真技術(shù)建設(shè)交互的仿真場景，提高培訓(xùn)效率和質(zhì)量，降低實(shí)操培訓(xùn)的作業(yè)風(fēng)險，開發(fā)基于真實(shí)環(huán)境的VR虛擬還原場景、設(shè)備拆解與安裝場景，以及模擬操作的場景等。已開發(fā)了三大風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)的拆裝、拆解和安裝，還有電氣倒閘操作等應(yīng)用場景。

第四部分，后續(xù)的智能電廠的建設(shè)規(guī)劃。

后續(xù)智能電廠的建設(shè)將繼續(xù)深入研究數(shù)字化管理應(yīng)用，并向真正意義上的智能化邁進(jìn)。后續(xù)智能電廠建設(shè)規(guī)劃分三大方面：

1，在DCS生產(chǎn)控制端探索運(yùn)行操作、協(xié)調(diào)控制的智能化，智能監(jiān)盤相關(guān)應(yīng)用，在現(xiàn)有APS和協(xié)調(diào)功能基礎(chǔ)上，研究智能化的APS和協(xié)調(diào)控制策略，解放運(yùn)行人員的常規(guī)操作，降低人為風(fēng)險，探索在DCS端的工況預(yù)警和工況診斷，將人員的判斷提升為機(jī)器判斷，降低運(yùn)行和檢修的勞動強(qiáng)度。

2，大數(shù)據(jù)的生產(chǎn)管理端，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析判斷方面的探索和實(shí)踐。依靠長期積累的運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行機(jī)組運(yùn)行工況的巡優(yōu)，在設(shè)備維護(hù)方面進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備分析和維護(hù)的研究。設(shè)計開發(fā)貼合現(xiàn)場實(shí)際的設(shè)備管理平臺，實(shí)現(xiàn)各種臺賬、報表、檢修工作的線上管理，形成檔案和知識庫，將個人的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為數(shù)字積累的經(jīng)驗(yàn)。

3，在智慧辦公方面，在一體化平臺中進(jìn)行跨系統(tǒng)的代辦推送和處理相關(guān)的開發(fā)和研究，利用智能移動辦公、云桌面等新的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能辦公的實(shí)現(xiàn)方法。

我的匯報就到這里。最后想說，在智能化的路上，智能電廠還有很長的路要走，也歡迎各位專家和同仁多多指導(dǎo)和交流，多提寶貴意見。我的匯報就到這里。謝謝大家！

（本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)發(fā)言人審核。）