京能十堰電廠前期建設成果以三維+大數據兩大核心技術為支撐，開發(fā)應用包括三維數據管理平臺、大數據生產管理平臺、鍋爐防磨防爆管理、三維虛擬培訓等功能系統(tǒng)，探索電廠數字化交付、數字化生產管理方面的實際應用。后期將在大數據技術、人工智能技術在電廠生產經營過程中的深度應用進行持續(xù)開發(fā)和研究。

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

各位領導，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超臨界機組。十堰市為南水北調的水源地城市，本項目也是南水北調的探索工程。公司的數字化項目于2016年開始實施，隨著工程的進度同步建設。目前仍處在階段性的實施當中，經過了基建期和一年左右的生產期建設，目前也取得了一定的成果。

我的匯報分下面四個部分來進行：

第一部分，智慧電廠建設思路。

京能十堰智慧電廠建設包括基建期和運維期應用，周期比較長，因此采用三步走的建設思路。

第一步，基礎建設。在基建期建設1：1的三維數據模型，輔助基建施工，搜集機組和設備基礎數據建設軟硬件的基礎平臺。

第二步，主要針對生產控制與管理方面，在運維初期進行APS機組功能的開發(fā)和應用、生產管理軟件的開發(fā)應用、各個信息系統(tǒng)數據的互聯(lián)互通，這些信息系統(tǒng)包括ERP、大數據、三維數據管理平臺等等，逐步積累生產和管理的數據價值，進入數字化生產管理模式。

第三步，智能化建設。深入在1CS生產控制端進行智能監(jiān)盤的探索實踐，在大數據生產管理端挖掘數據價值，進行三維智能展現(xiàn)、智能運行干預、設備診斷的探索和實踐。設計開發(fā)貼合設備管理實際的設備管理平臺，實現(xiàn)各種臺賬、報表、檢修工作的線上管理，形成檔案和數據庫。將個人的技術經驗轉化為數字經驗積累，深入電廠其他業(yè)務的應用開發(fā)，例如機器人的巡檢、智能安全管控、智慧辦公等方面的探索和實踐。

第一步和第二步的實施，基本上屬于電廠數字化建設的范疇，包括生產控制和生產管理兩個層面。首先，數字化的生產控制。在DCS側，除常規(guī)的DCS控制外，深度的實踐應用、機組自啟停技術。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。在三維環(huán)境中進行電纜鋪設等輔助應用，提高精細化管理的深度應用，節(jié)約時間和資金的成本。

軟件部分，包括三維數據管理平臺、三維+VR的虛擬培訓系統(tǒng)、大數據生產管理、三維鍋爐壽命管理，以及ERP集成接口等等內容。這些軟件系統(tǒng)通過一體化平臺，統(tǒng)一訪問入口。經過前期的建設，電廠數字化功能已基本完成，可滿足公司生產運營數據化、經濟化和簡約化管理的需要。關于后期的智慧化建設規(guī)劃，我將在第四部分進行詳細的說明。

下面介紹一下數字化在基建期的應用情況。基建期建設情況：

1，硬件及基礎平臺的建設。根據軟件系統(tǒng)的需要配置了25臺服務器和相應的配套設施，根據大數據應用和存儲服務器，共需要大數據方面的16臺服務器，搭建了大數據平臺和生產數據采集網絡、廠區(qū)的辦公網絡、無線網絡各種基礎的網絡系統(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。我們根據設計施工的設備圖紙進行了設備、管道、橋架、結構、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，特別是地下管網的隱蔽工程，長期以來的應用價值還是比較大。三維建模是提前模擬施工的一個過程，在工程建設過程中共發(fā)現(xiàn)圖紙信息交叉檢驗問題928處，經過多方確認的有效碰撞問題有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構與設備之間的碰撞。三維信息交叉檢驗和碰撞檢查，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中發(fā)生，避免造成真正的損失。在三維環(huán)境中進行現(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。

3，三維電纜敷設與材料統(tǒng)計。三維電纜敷設優(yōu)化橋步布置，導出電纜的長度表，進行電纜長度核算，對橋架和各聯(lián)通節(jié)點的路徑進行容積率的核算。經過三維電纜敷設，共敷設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，運維期的建設情況。

1，生產管理層探索應用APS機組自啟停技術。發(fā)電機組子系統(tǒng)比較多，系統(tǒng)間的聯(lián)系密切、工況運行也比較復雜多變，尤其是啟停階段，運行人員需要操作和監(jiān)視大量的設備和參數，人員工作強度也是很大的，針對燃煤應急調控機組的特點，圍繞信息大數據、APS關鍵技術開展研究，公司APS研究圍繞機組最優(yōu)啟動、最大化節(jié)能、最短啟動時間為中心點進行設計，通過對關鍵技術控制算法的研究開展機組啟動過程和大數據融合、APS動態(tài)實驗等手段，實現(xiàn)了機組從輔助系統(tǒng)啟動到機組并網、自動勝負荷的整個過程全程自動，達到無人或者少人的干預。

APS實驗過程中，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、點火過程全程自動、鍋爐自動升溫升壓、汽輪機自動切缸、給水泵自動并泵等一系列的APS技術難題，成功研發(fā)了機組啟動模型，開發(fā)了機組最優(yōu)的啟動方式。

經過近一年來的實踐，二號機組已經實現(xiàn)了全過程的APS啟動，解放勞動力的同時能夠保證機組快速、安全、高效的啟動，在APS的功能上，我們將繼續(xù)研究實現(xiàn)機組啟動過程中無斷電控制、自動并網、自動升負荷、啟動過程中自動診斷等關鍵APS的研究。

生產管理層，結合三維和大數據開發(fā)了多項業(yè)務功能：

1）一體化平臺的開發(fā)應用，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、生產數據監(jiān)視等多項功能。一體化平臺的工作臺與檢優(yōu)的形式，形成了生產管理等相關業(yè)務系統(tǒng)，以單點登錄方式，方便查看各項數據、各項業(yè)務。

2）集團級的能源管控與技術監(jiān)督平臺。采集下屬所有平臺的生產數據和管理數據，進行統(tǒng)一管控，發(fā)揮多個綜合平臺的優(yōu)勢，進行動態(tài)管控，全面掌握。進行精細化的生產過程參數和生產指標管理，對各個廠指標數據進行對比分析，指導各廠進行運行優(yōu)化調整，提升經濟效益。

平臺開發(fā)應用了多項生產管理功能，包括實時監(jiān)控、安全生產、技術監(jiān)督、對標考核四大模塊，涵蓋了技術監(jiān)督管理、指標管理等多項管理內容。

3）電廠端的大數據平臺。電廠端大數據平臺功能包括生產監(jiān)視、指標管理、報警推送、設備啟停、設備輪換等統(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。大數據平臺結合三維模型，打通ERP缺陷和兩票信息等，在三維可視化環(huán)境中通過KKS編碼進行關聯(lián)，集成的展現(xiàn)，為管理人員掌握現(xiàn)場情況和危險點因素提供直觀的展現(xiàn)平臺。通過三維模型可跳轉至機組重要的設備，查看設備實時狀態(tài)參數和兩票信息，推送設備主要異常和超限情況，為運行和檢修提供參考。

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

5）開發(fā)應用鍋爐防磨防爆系統(tǒng)。結合鍋爐的模型進行防磨防爆信息化的管理，包含設備管理、檢修管理、磨損管理、知識管理的功能結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，因為定位一根管道很有難度，因為是螺旋上升的，而且節(jié)點處會有交叉，通過三維模型可以精細化的定位管道以及焊口信息。通過三維與管理軟件的結合，使鍋爐防磨防爆工作規(guī)范化、標準化、可視化，提高了鍋爐的日常管理水平，降低了鍋爐的故障率，減少機組的非停次數。

6）VR虛擬培訓系統(tǒng)。試驗電廠利用三維模型開發(fā)了VR虛擬培訓系統(tǒng)，通過VR仿真技術建設交互的仿真場景，提高培訓效率和質量，降低實操培訓的作業(yè)風險，開發(fā)基于真實環(huán)境的VR虛擬還原場景、設備拆解與安裝場景，以及模擬操作的場景等。已開發(fā)了三大風機、汽輪機的拆裝、拆解和安裝，還有電氣倒閘操作等應用場景。

第四部分，后續(xù)的智能電廠的建設規(guī)劃。

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

1，在DCS生產控制端探索運行操作、協(xié)調控制的智能化，智能監(jiān)盤相關應用，在現(xiàn)有APS和協(xié)調功能基礎上，研究智能化的APS和協(xié)調控制策略，解放運行人員的常規(guī)操作，降低人為風險，探索在DCS端的工況預警和工況診斷，將人員的判斷提升為機器判斷，降低運行和檢修的勞動強度。

2，大數據的生產管理端，進行大數據分析判斷方面的探索和實踐。依靠長期積累的運行數據，進行機組運行工況的巡優(yōu)，在設備維護方面進行設備狀態(tài)監(jiān)測、設備分析和維護的研究。設計開發(fā)貼合現(xiàn)場實際的設備管理平臺，實現(xiàn)各種臺賬、報表、檢修工作的線上管理，形成檔案和知識庫，將個人的技術經驗轉化為數字積累的經驗。

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

（本文根據現(xiàn)場速記整理，未經發(fā)言人審核。）