水电厂智慧化建设的思考与讨论

水电厂智慧化建设的思考与讨论

王欢

大唐甘肃发电有限公司碧口水力发电厂 746412

摘要：随着能源结构的不断变革以及互联网的不断发展，使得社会进入到“智能化”发展时期，人工智能、移动应用、大数据、云计算等技术的应用领域也在不断拓宽。水电作为清洁能源在面对能源短缺、环境污染、气候变化等难题上具有较大的发展优势，但是传统的水电行业要立足于长远可持续发展及不断发展自身优势，就必须积极运用新技术，改变传统思维模式，做到“两化融合”，才能将技术融入的水电厂运营中，改变了水电厂传统的运营模式，使其可以跟随时代发展潮流，满足水电厂稳定运营要求。利用互联网时代带来的优势，可以进一步改造水电厂的思维模式、运营模式以及管理模式，使其可以在新时代发展中提高自身竞争力，促进企业水电厂经济稳定发展。

关键词：水电厂；智慧化；建设；思考

引言：

现阶段，水电厂在建设活动中，智慧水电厂已经成为发展主流，在智能电网大背景下，5G技术、大数据、物联网技术、三维技术等都成为“智慧化”技术的标志。建设智慧型水电厂就是在现有技术及管理水平之上，融入先进管理理念和先进技术形式，提高水电厂装备可靠性、技术先进性，确保可持续发展，新时代技术，水电厂建设要把握好时代发展要求，进一步加快技术革新，构建智慧水电厂，以满足水电厂未来的发展需求，更好地完成发电工作及防洪调度工作，让更多的人力从繁重重复的工作中解放出来让工作内容变得更加便捷化和顺利化。

一、关于智慧水电厂的理念

智慧电厂就是在智能发电的基础上，通过发电与其他产业的融合延伸，形成循环经济，从而提高能源和资源利用率，承担更多保护环境和服务社会功能，使其可以成为电厂参与市场经济的资本，也是新时代生态环境建设和经济社会发展对电力企业的要求^[1]。目前，传统水电厂已经做到了“数字化”、“智能化”，实现了设备智能化、控制智能化，而“智能化”向“智慧化”转变需要将信息化和智能化相融合。

中国能源研究会常务副理事长史玉波提出的智慧电厂的本质就是信息化与智能化技术在发电领域的高度发展和深度融合，主要体现在大数据、物联网、可视化、先进测量与智能控制等系统化的应用，其技术核心就是信息融合与发电技术。智慧化水电厂建设在现阶段已经成为了水电厂建设的主要方向以及来源，基于DCS系统、SIS系统、MIS系统等数字化智能技术的影响下，电力系统开始对智能化技术进行广泛使用，借此来建设更加智能的管理体系。另外，智慧水电厂能够充分利用能源数据来建立一个一体化数据大平台，以满足电厂维修、监测、和管理的相关需求。从目前的应用情况来看，智慧水电厂在应用中具备安全性、高效性、绿色性、创新性、持续性等特点，更加契合现阶段的市场发展要求。

二、水电厂智慧化建设的措施

（一）建设规划方面

在水电厂智慧化建设，整合建设方面，要从水电企业整体出发进行综合性考量，层层递进的开展建设规划活动。从实际应用情况来看，需注意以下内容：首先，在建设规划上，要从生产、运行、维护管理、电力营销、防洪水调等方面出发，根据发展要求、实际情况展开设计。基于此来完成融合一体化的智慧云平台，这也是智慧水电厂的建设核心，是大数据整合的关键措施。其次，做好体系机构分类，从智慧设备层、智慧控制层以及智慧管理层三个方面出发，分层制定相关内容，积极使用智慧传感技术、物联网技术、智慧传感技术等高科技手段来完善体系规划和建设。最后，要建设一个超融合一体化的智慧云系统，建立三个私有的云平台来构建整个系统，分别是智慧监控云平台、智慧控制云平台和智慧运营管理云平台。按照实际需求，建立生产管理云平台，在监控平台构建方面可以利运用云计算的基础服务结构，运用虚拟化技术建设监控数据库，运用AI智慧技术、人工水神经网络、深度学习等等先进技术来实现生产管理体系的构建，将电力生产控制、水情信息、电量计量等汇聚成大数据信息，最终将水电厂的工作变得简单、快捷，彰显智慧水电厂建设的有效性，突出智慧水电厂建设的“智慧性”^[3]。

（二）做好智能状态监测检测

在智慧水电厂状态监测检测工作中，需要采集大量数据、图像、视频等信息，这些信息会通过智慧设备来进行传输，对通道带宽的稳定性要求很高。要做好水电厂智能数据监测，要特别关注两个方面的问题，其一，数据采集要全面，采集到的数据要准确，运用基于微波、激光、红外、静电、声波等先进的测量技术，实现发电设备状态在线监测；其二，要做到数据传输稳定，只有做好数据传输工作，保证数据传输的健康稳定，才能够进一步推动智慧水电厂的正常运转和运行，提升状态检测结果的合理性。随着科学技术水平的不断革新，目前许多智慧水电厂建设单位已经建立了万兆、千兆的局域网连接系统，加上运营商的助力，信息传输变得非常的迅速和便捷，使得水电厂的发展更加的智慧化和现代化。而且运营商结合快速通道就能实现广域网的进一步连接，再通过卫星网的支持服务，使得应急通道也得以建立，提高状态监测数据传输过程的及时性，这样也可以加快智慧水电厂运行故障发现速度，确保故障处理活动的及时推进，以稳定智慧水电厂的运营环境，提高水电厂运营环境的安全性。

（三）建立物联网体系

为了进一步提升数据信息的利用价值，对于采集到的数据信息，借助物联网体系进行分类、整合。物联网技术可以实现人、机、物的全面互联，实现数据实时高速传输，能够促进各生产要素间的高效协同，将“数字化”、“网络化”、“智能化”全面升级。利用通讯系统加快信息传输，使得网络资源处理变得更加便捷、使计算网络设备结构变得更加简单、使水电厂数据处理更加智慧，网络的可靠性和安全性也会进一步增加，从而提升水电厂智慧化和新颖化，推动智慧水电厂谋求到更好的发展路线。

（四）建立数据中心

智慧水电厂建立的根本就是数据，数据具有信息庞大的特点，因此，智慧水电厂建设过程中要注意储存海量数据，使用信息技术及虚拟技术来完善数据储存功能，提升存储数据的使用价值。具有集控中心的电厂，尤其是流域多电站电厂，建立集中的数据中心，将庞大的数据，如各电站机组监控系统、电量、水情、大坝监测、主变油色谱、GIS设备在线监测、工业视频、火灾报警等进行汇总，一方面便于数据的集中管理，保证数据安全性；另一方面集中化数据管理，便于实现数据集中分析及高效应用。在具体实践中，应借助虚拟技术来搭建“云平台”，利用平台来处理庞大的数据信息。云数据中心也能够提高硬件资源利用率，能够做到硬件资源的按需使用，避免硬件设备资金重复投入，提高设备利用率。并且智慧水电厂内不同的业务板块都会匹配独立的服务器、数据库及管理结构，系统分工明确，可以合理的进行数据处理，让每一步流程都变得简单、快捷、有效^[4]。同时将IT资源利用起来，促成智慧化IT处理，科学合理的进行部署工作。“云平台”是经过虚拟技术搭建而成的，可以进一步改善传统模式当中存在的IT部署问题，实现资源之间的共享，满足信息统一化调度和管理需求。

（四）建立物联网体系

为了进一步提升数据信息的利用价值，对于采集到的数据信息，也需要借助物联网体系来进行分类、整合，并利用通讯系统来加快信息传输，这样也使得网络资源处理变得更加便捷，同时虚拟化云计算技术使得网络设备结构变得更加简单，在此过程中可以使用IRF技术，来提高数据计算结果的准确性，从而改善传统模式中的缺点，使得水电厂数据处理更加的智慧化，网络的可靠性和安全性也会进一步增加。另外。科学化建设相关平台，也需积极使用现代化技术手段，以此来构建“云平台”储存数据，并使用“云计算”处理数据，这样的现代化模式将会提升水电厂智慧化和新颖化，推动智慧水电厂谋求到更好的发展路线。

（五）完善一体化管控平台

从提高设备利用率及管理方面来讲，建设一体化的管控平台势在必行。在智能水电厂的建设中，也会基于已有技术来完善一体化管理平台，以满足水电厂日常运营管理要求。按照从电厂实际实际应用情况来看，将管控平台分为以下几个模块：管控平台应具备以下功能：（1）智能安全防控模块，构建智能锁、智能安全帽等安全防控功能，结合三维 GIS、BIM 等技术实现所有巡检人员的定位和可视化展示功能，人员定位系统可以对执行过程进行全过程跟踪，并依托智能一体化平台实现火灾报警系统、工业电视、消防系统、门禁系统、通风系统的互联互通和多系统安全联动。（2）设备管理模块，将设备台账、缺陷试验、定期工作、检修、维护记录等信息集成到平台中，实时监测设备状态，做到设备管理可控、在控。（23）智能检修模块，充分利用大数据技术、自动化技术来对设备运行参数进行深入挖掘和综合分析诊断，搭配着计算机软件来完成可视化趋势图的制作，借此来更加直观的了解设备健康状态，而且也具备了设备异常诊断、设备异常修复、检修策略制定、自动生成检修后评价报告等功能，从而为智能检修活动的推进提供可靠依据，以降低运维及检修成本。（4）运行管理模块，实现监测、报表、日志、交接班等管理一体化。（5）经营管理模块，基于现货市场形势下的生产经营管理，实现数据融合互通。

三、小结

随着现代社会科技的不断发展和成熟，技术体系的完善度也在不断提升。在传统水电厂运行期间，由于建设时间较早，各个系统之间联系较少，分类较多且复杂，这也导致系统在交流和协调当中出现很多的问题，不利于水电厂运行管理活动的推进。随着互联网技术的不断发展和成熟而智，慧化水电厂的建立，可以提升各个系统之间的交流频率，方便整体管理结构的构建。另外，随着智能化设备越来越多，技术越来越发达，在未来发展过程中，智慧化水电厂也会变得更加“智能”，更加符合当今社会的需求和标准，这也也可以进一步推动现代社会的信息化和智能化。智慧电厂的建设也是助力安全生产、管理效率双提升的有效举措。

参考文献

1. 张洪莉. 关于水电厂智慧电厂建设的思考[J]. 广西电业, 2020, 239(03):38-40.

2. 芮钧、华涛、夏洲，等. 有缆遥控潜水器(ROV)在智能水电厂中的应用[J]. 中国农村水利水电, 2020, 457(11):185-187，193.

3. 张征正, 郭晨旭, 吴凯,等. 基于提质增效的水电厂智能化建设展望[J]. 科技展望, 2016, 36(389):80-81.

4. 耿清华, 马越, 冯治国,等. 新形势下水力发电企业建设智慧检修的思考[J]. 水电与新能源, 2017, 12(162):47-48，67.