張冉

摘 要：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)提出了泛在連接、融合創(chuàng)新的技術(shù)路線，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的萬物互聯(lián)，也為抽水蓄能電站智慧管理提供了新方案，因此本文將對以泛在電力物聯(lián)網(wǎng)為基礎的抽水蓄能電站智慧管理模式進行簡要分析。

關(guān)鍵詞：泛在電力物聯(lián)網(wǎng);抽水蓄能電站

前言：

抽水蓄能電站具有技術(shù)成熟、反應迅速的特點，在能源結(jié)構(gòu)不斷轉(zhuǎn)型的背景下抽水蓄能電站發(fā)揮著重要作用，不僅能夠保障電網(wǎng)的安全運行，也能夠推動新能源的發(fā)展。近年來，我國抽水蓄能裝機規(guī)模越來越大，2019年電網(wǎng)公司提出了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)這一概念，有效提高了抽水蓄能電站的管理效率，因此構(gòu)建以泛在電力物聯(lián)網(wǎng)為基礎的抽水蓄能電站將成為發(fā)展趨勢。

1.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)及抽水蓄能電站概述

1.1泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)指的是在電力系統(tǒng)當中應用人工智能、移動互聯(lián)等現(xiàn)代化技術(shù)實現(xiàn)電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的萬物互聯(lián)以及人機交互，其中具有可高效處理信息、全面感知狀態(tài)以及靈活應用等特征的服務系統(tǒng)【1】。同時，智慧服務系統(tǒng)含有四層結(jié)構(gòu)，分別是應用層、平臺層、網(wǎng)絡層以及感知層。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是由國家電網(wǎng)公司于2019年提出的，不僅可以保障電網(wǎng)運行的安全性與穩(wěn)定性、增強管理的有效性、提升投資的精準性，也可以將電網(wǎng)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。國家電網(wǎng)公司就泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設提出了戰(zhàn)略部署，即在2021年初步建成，到2024年全面建成。

1.2抽水蓄能電站

抽水蓄能電站又被稱之為蓄能式水電站，可以在電力負荷低谷時利用電能將水抽到上水庫，然后在電力負荷高峰期時將水放至下水庫，繼而達到發(fā)電的目的【2】。改革開放之后，我國電網(wǎng)規(guī)模越來越大，但華北、廣東等地區(qū)可以進行開發(fā)的水電比較少，加劇了電網(wǎng)調(diào)峰矛盾，所以開始建設抽水蓄能電站。抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中占據(jù)著重要地位，是電力系統(tǒng)當中最為可靠也是容量最大的儲能裝置。相比于國外來說，我國抽水蓄能電站起步相對較晚，但是發(fā)展水平比較高，比如我國江西洪屏電站以及廣東惠州的抽水蓄能電站是世界上最大的抽水蓄能電站。

近年來，我國在不斷研究抽水蓄能電站無人值班的技術(shù)，且不斷完善設備自動化、繼電保護、計算機設備監(jiān)控以及在線監(jiān)測系統(tǒng)，在這種情況下不需要過多的維護人員，這也會在一定程度上影響設備管理，因此需要通過智慧手段進行管理。

2.抽水蓄能電站智慧管理模式構(gòu)想

2.1虛擬電站

科技水平的提升促進了虛擬交互以及三維可視化等技術(shù)的出現(xiàn)，可以利用這些技術(shù)構(gòu)建虛擬電站。當前，我國已成功構(gòu)建了虛擬場景和三維建模，所以利用BIM、GIS等技術(shù)可以構(gòu)建抽水蓄能電站機電設備、地理測繪等方面的三維可視化模型。

（1）將虛實相結(jié)合：可以將虛擬場景和視頻監(jiān)控系統(tǒng)、傾斜攝影等手段結(jié)合在一起，實現(xiàn)虛實結(jié)合，從而給運維人員帶來最真實的體驗。同時，AR技術(shù)的誕生可將虛實無縫結(jié)合，也增強了構(gòu)建抽水蓄能電站虛擬運維的可行性。

（2）合理應用AR技術(shù)：需要在建設虛擬運維場景的基礎上科學結(jié)合當前的管理模式，在巡檢、處理故障等方面充分發(fā)揮虛擬場景的作用。首先，在運行監(jiān)控當中應用AR技術(shù)可以將臺賬、監(jiān)控信息以及監(jiān)測數(shù)據(jù)和可視化模型及設備相連接，然后再利用5G通信技術(shù)進行數(shù)據(jù)傳輸，這樣運維人員就可以直接利用AR技術(shù)監(jiān)測設備運行狀況【3】。其次，在兩票執(zhí)行方面可以利用移動作業(yè)終端獲取設備狀態(tài)信息，繼而進行遠程操控。此外，在故障處理當中可以利用AR眼鏡采集故障信息，然后將故障信息上傳到系統(tǒng)當中，以便維修人員快速進行故障判斷。

（3）全景駕駛艙：電力公司總部可以廠站級三維可視化模型為基礎構(gòu)建全景駕駛艙，利用GIS技術(shù)融合各個電站的模型，實現(xiàn)全局可視化，這樣公司總部就可以快速了解各個電站的運行情況，進行全局管控和立體化管理。

（4）仿真培訓：仿真培訓是一種綜合了虛擬現(xiàn)實技術(shù)、三維動畫技術(shù)以及三維建模技術(shù)的技術(shù)，可以實現(xiàn)抽水蓄能電站的工藝流程仿真、設備裝拆仿真和應急演練等功能，可以提高設備維修與養(yǎng)護的效率，也可以提升運維人員的專業(yè)技能。

2.2設備大數(shù)據(jù)分析

雖然抽水蓄能電站已經(jīng)積累了大量的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)仍無法在設備健康狀態(tài)的評估中應用，因此抽水蓄能電站需要在系統(tǒng)之外構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，將所有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)合起來，通過處理實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高級應用。健康狀態(tài)指的是系統(tǒng)狀態(tài)，需要根據(jù)歷史或當前狀態(tài)診斷系統(tǒng)未來的狀態(tài)。如果想要預測抽水蓄能電站設備的健康狀態(tài)就需要評估當前狀態(tài)、預測未來狀態(tài)。第一，需要明確設備參數(shù)，制定狀態(tài)評估模型，利用大數(shù)據(jù)等手段進行狀態(tài)監(jiān)測。第二，需要利用參數(shù)模型預測設備狀態(tài)。利用數(shù)字化技術(shù)、智能化技術(shù)等手段提高抽水蓄能電站檢修質(zhì)量。

2.3機器輔助運維

抽水蓄能電站需要使用到的設備特別多，且廠房的空間結(jié)構(gòu)具有復雜性，所以檢修與維護工作難度較大，所以可以將工業(yè)機器人技術(shù)應用在其中。比如說，可以將行走或軌道機器人應用在空間小且清理難度大的區(qū)域當中，提高檢修質(zhì)量【4】。其次，如果高壓設備出現(xiàn)故障的話必須進行停機檢查，但停機會造成嚴重影響，因此可以利用工業(yè)機器人開展不停機檢查。此外，也可以利用巡檢機器人開展一些工作量大的巡檢工作，減輕巡檢人員的工作壓力。

2.4物資管理

設備的備品以及備件是設備維護的關(guān)鍵，其管理水平會影響到生產(chǎn)效率，因此可以將網(wǎng)絡通信技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用在物資的管理當中，提高管理效率。可以利用這些先進技術(shù)構(gòu)建物資管理機制，對物資出入庫、理貨等工作進行智能化管理。同時，也可以利用這些技術(shù)將倉儲、設備、經(jīng)營等環(huán)節(jié)的管理以及物資采購結(jié)合在一起，實現(xiàn)智慧聯(lián)動，這樣就可以形成一種從總部到電站的集團化管理模式。

2.5一體化管理

5G誕生之后，各個級別之間的聯(lián)動會變得更加流暢，未來也會形成一體化管理。從廠級角度來說，在技術(shù)不斷發(fā)展的背景下各方面工作對人員的需求量將不斷減小，高水平的人員可以對廠站進行管理。但這需要區(qū)域以及總部的支持，區(qū)域需要為處理故障等工作提供技術(shù)支持，總部需要提供總體決策，這樣就可以有效解決人員缺乏以及技術(shù)水平低等問題【5】。

3.實現(xiàn)智慧管理模式的技術(shù)手段

若想實現(xiàn)抽水蓄能電站的智慧管理需要AR技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及人工智能技術(shù)的支持，只有這樣才能夠構(gòu)建虛擬場景、實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享以及智能控制，因此需要將這些技術(shù)應用在抽水蓄能電站的管理當中。

結(jié)語：

抽水蓄能電站的不斷發(fā)展會對管理提出更高的要求，而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)能夠為電站的管理提供機遇。在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的支持下，可以構(gòu)建虛擬電站、進行設備大數(shù)據(jù)分析、開展智慧物資管理、進行機器輔助運維以及一體化管理。此外，也需要不斷轉(zhuǎn)變理念，合理應用新技術(shù)，盡快實現(xiàn)抽水蓄能電站的智慧管理。

參考文獻：

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