智慧型水电厂创新建设

庞选文

中国电力建设集团四川松林河流域开发有限公司

概要：近年来，随着云计算、物联网、移动互联网和人工智能的飞速发展，本文在理论的角度，结合世界上最高的国家能源集团大渡河双江口水电工程，提出了智慧型水电厂的施工构想。

关键词：智慧型水电厂；创新；智能

1. 引言

随着电力体制改革的不断深入，电力供需的相互作用越来越大，电力供应从短缺向过剩转变，智慧型的水电厂的发展潜力越来越大。以“大云物移智链”打造集信息采集与交互、数据分析与统计、智能研判与决策、经验交流与共享等功能为一体的互联、共享、可视化的项目群建设管控系统。该系统可提高水电项目群建设管控效率，拓展管理广度和深度。美国IBM工业公司在首次提出了智能电网的问题，同时，我国电力专家武建东提出了交互式网络的概念，即：除了智能电网外，还提出了基于开放互联信息模式的智能化、信息化、层次化、通用化、交互式的创新性水电厂的管理，新一轮电力变革因为智能网络的出现已经开始了，在智慧型创新水电厂的建设中，要适应智能电网的逐步落地和新电力的迅速向前发展，在此前提下，水电厂需要广泛的电力用户交易，智慧型创新水电厂是适应这种变化的必然途径。本文在此背景下，分析了智慧型创新水电厂的建设的关键技术，为其建设提供了理论依据。

2. 管理系统与安全系统的构想

   1. 智慧管控系统

建筑智能化管理与控制系统是建筑智能化工程项目群管理与控制系统的一个框架，应根据项目战略和电厂智能化建筑控制系统，国网新源控股有限公司以传统的智能控制系统基础设施为依托，延伸到项目现场管理过程的高度智能化控制，构建了一个管理层是管理层和控制层的概念，同时，随着系统与法律、安全等学科的横向整合，建立了适应企业建设管理需要的协同管理平台；其核心是基于物联网的企业智能管理系统。具体的平台设计见图1所示。

感知层主要依靠物联网技术，通过智能设备和传感器，实现对信息的全面需求，现场控制层总部管理子系统的研发主要是建立信息共享平台、业务协作平台、通过自下而上的信息自动采集交流经验。

图 1 智慧管控系统

1. 2. 安全感知系统

网络安全态势感知是对网络安全要素的综合分析，对网络安全态势进行评估，预测网络安全态势。

网络安全态势感知过程分为四个过程：

过程一，数据采集，通过各种测试仪器，通过检测得到影响系统安全的各种因素。

过程二，对信息融合进行了全面的分析，得出了影响网络整体安全状况的结论，这是态势感知的基础。

过程三，对网络安全现状和薄弱环节进行定性和定量评价分析，并提出相应的对策，这是网络安全态势感知的核心。

过程四，态势评估，其目的应该是通过态势评估的输出数据预测网络安全的发展趋势。

网络安全态势感知既要有深度和广度，又要有多层次、多角度、多粒度的安全分析系统。

3. 智慧型水电厂创新建设

智慧型水电厂又称为智能水电站，是以现有的水电站为基础，以现有的技术、管理水平为辅助，利用先进的科技和创新性的管理将其进行内部资源的优化配置的过程。对系统各要素的内涵进行了重新审视，采用先进的管理技术和先进的设备，使水电站设备更加安全、高效、绿色并且能够可持续发展的特点。

安全保障是企业生产经营活动的前提，是企业生产过程中人、物、系统等要素的和谐追求。构建以人为本、企业核心安全体系，是智慧型水电厂创新建设的关键。

效率高意味着以最低的成本在最短的时间内获得最大的利润，追求资源的零浪费，解决劳动力不足的现象，管理的零缺口，提高企业效率和管理水平。智能电网涵盖了全流程的供电，实现了电网和用户的有机统一，根据智慧型水电厂的定义和建设目标分析了基于IEC61850标准的水电站智能化系统的结构。

绿色是通过优化设备、优化管理、节约能源、保护环境，大力发展清洁能源，实现绿色高效。努力探索资源消耗低、环境污染低、环境保护好的可持续发展之路经济效益，创造自然环境友好的智慧型水电厂，创新智慧型水电厂的创新建设的过程是一个循序渐进的过程，通过构建学习能力，为智慧型水电厂的智能化建设提供了创新保证。

另外，按照原有标准的原则部署标准化信息集成，建立统一的标准化建设与命名，实现各种业务应用的即插即用，集成管理以标准服务总线和消息总线为基础，构建了统一的业务支撑平台，提高了智慧型水电厂的经济运行水平，提高设备利用率，实现信息资源共享，提高信息资源利用率业务应用与业务需求的交互，加强应用之间的数据交换和交互，提高决策支持的智能，丰富决策支持工具和方法，实现了数据分析、预警、态势评估等智慧型水电厂的功能。

4. 智慧型水电厂创新建设的实现路径

智慧型水电厂创新建设可以分为前期技术体系的建立，智能数字管理系统的建设，智慧的检测系统，人机界面的建设，统一报警系统的建设，变压器状态综合监测的建设，防洪决策支持系统，具有对大坝的安全系数的评估功能，安全防护多系统联动。本章中将从这几个方面进行分析。

第一、智能数字管理系统的建设。

智能数字管理系统包括智能平台、智能调试系统、专家预警系统、故障分析系统、标准时间数字三维液压调节装置，采用先进可靠的通信协议，不仅支持传统的Modbus协议，而且采用了新型的数字调速器，能够同时支持IEC61850标准的双以太网。

该控制平台是以智慧型水电站的标准通信总线为基础的智能管控一体化平台，是智慧型水电厂设备集成建模与分布式应用管理的核心服务，具有将数据中心和核心业务相结合、统一建模、智能管理与控制集成平台上的应用，支持分布式或集中式数据中心，同时实现了智慧型水电厂的计算机监控、水情调度自动化的目的。

第二、智慧的检测系统

网络安全态势感知平台的构建是一项不断的工作，从数据采集、态势理解、态势评估、态势预测等方面入手，不仅可以实现一次全面的态势预测，而且可以随着技术的进步，本次在电厂建设中不断完善网络安全态势感知平台，可以实现网络安全数据采集、数据处理、建模、关联分析等功能，可以在及时，如非法跨区域互联、非法移动媒体接入网等各种网络安全风险，非法接入事件，以实现电站监控系统是一个全方位、全天候的网络安全监控系统。

第三、状态检修辅助决策系统。

智慧水电厂的智能控制系统建设涉及基础设施管理、6-Manager管理板、18-Builder智能控制系统，包括5-APP、监控系统，采用人脸识别、车牌识别等，实时监控人员和设备等动态资源，开发移动巡更系统，帮助管理员处理安全问题，同时，现场质量安全隐患实时记录和纠正现场安全隐患，如隐患、施工安全、风险监控系统开发、远程监控等，以确保安全生产。

另外，要能够实现施工安全风险的识别、评估、控制措施的确定、审批流程、票务管理、在线风险监测、智能预警等；开发安全监控系统为实现施工期边坡变形的自动监测，开发安全教学系统，建立安全培训在线考试系统。

5. 结论

目前，相比二十多年前，我国的水电厂的智能系统已经有了很大的提高，我国许多水电站已从自身的生产要求出发，进一步与云数据、物联网、人工智能方面的技术结合，在管理系统和安全系统方面有了更好的发展，这是智慧水电厂的发展趋势，本文的研究是理论层面的，在实践中，还需要探索在实际施工中不断丰富和完善，最终形成可靠、适用、经济、有效的智慧型水电厂的系统。

参考文献

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