陸群，詹巍

（中電（成都）綜合能源有限公司，四川 成都 610000）

隨著《中國制造2025》《能源發(fā)展 十三五 規(guī)劃》《關(guān)于推進(jìn) 互聯(lián)網(wǎng) 智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》等政策文件的陸續(xù)出臺，以發(fā)電過程數(shù)字化、自動化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，以管控一體化、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)為平臺，集成智能傳感與執(zhí)行，智能控制與優(yōu)化，智能管理與決策等計算，實現(xiàn)更加安全、高效、清潔、低碳、靈活的發(fā)展目標(biāo)的智能電廠已經(jīng)從規(guī)劃逐漸走向?qū)嵤┞涞剡^程。

本文結(jié)合國家電力投資集團(tuán)中國電力國際發(fā)展有限公司正在開發(fā)的四川成都高新西區(qū)天然氣分布式能源站綜合智慧能源項目數(shù)字化電廠的總體架構(gòu)，創(chuàng)新性地提出了融合數(shù)字化移交、全廠數(shù)據(jù)信息集成融合、一體化工作平臺的一體化大平臺，作為數(shù)字化電廠建設(shè)的核心和基礎(chǔ)，為整個數(shù)字化電廠順利實施提供有力保證。

1 成都高新區(qū)綜合智慧能源項目簡介

成都高新西區(qū)天然氣分布式能源站項目處于四川成都高新西區(qū)，工業(yè)用地面積約81.3 畝，距離成都市中心21.5 公里。規(guī)劃建設(shè)3x60MW 級燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)冷熱電三聯(lián)供（CCHP）機組，本期工程擬建設(shè)2 套 一拖一 燃機聯(lián)合循環(huán)機組，即2 臺西門子SGT-800 燃?xì)廨啺l(fā)電機組、2 臺余熱鍋爐、1 臺抽凝蒸汽輪發(fā)電機組、1 臺背壓蒸汽輪發(fā)電機組。2 套聯(lián)合循環(huán)機組額定供熱工況下出力約117.6MW，最大出力132.3MW，建成后主要為成都高新西區(qū)內(nèi)重要的工業(yè)、企業(yè)用戶配套提供冷、熱、電等綜合能源服務(wù)。

2 項目數(shù)字化電廠總體架構(gòu)簡要介紹

成都高新西區(qū)天然氣分布式能源站規(guī)劃了包括數(shù)字化基礎(chǔ)、數(shù)字化工程、數(shù)字化控制、數(shù)字化生產(chǎn)運行監(jiān)控、數(shù)字化管理、數(shù)字化平臺、數(shù)字化決策等在內(nèi)的7 大類共30 項的總體架構(gòu)，如圖1 所示，并采用 統(tǒng)一規(guī)劃，分布實施的的思路進(jìn)行建設(shè)。

3 項目一體化大平臺功能

一體化化大平臺建設(shè)范圍包括全生命周期數(shù)字化移交、集成三維數(shù)據(jù)工廠運行維護(hù)數(shù)據(jù)融合、一體化工作平臺3 個有機結(jié)合的部分，功能定位于電廠全生命周期后臺數(shù)據(jù)管理與前臺一體化應(yīng)用整合，是數(shù)字化電廠建設(shè)的基礎(chǔ)和核心。具體涵蓋內(nèi)容及定位如圖2 所示。

具體功能包括：

（1）將三維設(shè)計模型、系統(tǒng)圖模型、相關(guān)檔案資料等基建期內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字化整理并與全廠編碼系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)后納入數(shù)字化移交平臺統(tǒng)一管理；

圖1 成都高新西區(qū)分布式能源站數(shù)字化電廠總體架構(gòu)

圖2 一體化大平臺涵蓋內(nèi)容范圍及其在總體架構(gòu)中的定位

（2）將運營期實時數(shù)據(jù)、檢修維護(hù)記錄等生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)以及巡檢、定位、安防、視頻、經(jīng)營管理等數(shù)據(jù)與基建期數(shù)字化移交數(shù)據(jù)進(jìn)行多學(xué)科數(shù)據(jù)融合，并提供用戶友好的界面進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)系配置與變更操作，形成可供各種分析應(yīng)用的全廠數(shù)據(jù)信息集成融合的大數(shù)據(jù)資源池并自動生成相關(guān)報表；

（3）基于電廠不同角色的各項業(yè)務(wù)流程通過工作流串接相應(yīng)的應(yīng)用與數(shù)據(jù)，并在統(tǒng)一界面上進(jìn)行展示，實現(xiàn)單點登錄與多個系統(tǒng)的整合應(yīng)用，做到不同角色的數(shù)字化工作需求可以通過多種數(shù)字化手段，包括桌面、移動終端等實現(xiàn)；一體化工作平臺作為企業(yè)數(shù)字化應(yīng)用的入口和界面，對各部門人員提供通用和可定制的服務(wù)，并可作為商務(wù)智能的展現(xiàn)平臺；

（4）提供數(shù)字化電廠其他相關(guān)系統(tǒng)的集成/對接方案，包括三類系統(tǒng) 全廠三維數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析類應(yīng)用系統(tǒng)、集成融合的全廠各類數(shù)據(jù)源應(yīng)用系統(tǒng)（ERP、SIS+、巡檢、定位、一體化安防、安全管理、視頻監(jiān)控、IEMS 多能流能量管理系統(tǒng)等）。實現(xiàn)的功能包括但不限于：三維數(shù)字化檔案、多學(xué)科數(shù)字化模型信息融合、三維可視化培訓(xùn)、智能安全管理、二三維聯(lián)動及視頻聯(lián)動，數(shù)字化工廠配置模型管理，以及以電廠標(biāo)識系統(tǒng)編碼為核心，實現(xiàn)三維模型與ERP 系統(tǒng)、兩票管理、定位系統(tǒng)及智能巡檢系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)集成。圖3 為一體化大平臺建設(shè)內(nèi)容的內(nèi)涵、外延及其之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，主要考慮三類集成關(guān)系。

圖3 一體化大平臺內(nèi)涵、外延及其之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系

3.1 數(shù)字化移交模塊功能

數(shù)字化移交是將基建期數(shù)據(jù)匯總、關(guān)聯(lián)并整體移交至運營期的步驟，是電廠智能化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的重要組成部分，對于新建電廠項目具有重要意義。包含兩方面內(nèi)容：數(shù)字化移交系統(tǒng)建設(shè)及相關(guān)實施服務(wù)，具體情況如下：

（1）數(shù)字化移交系統(tǒng)建設(shè)：數(shù)字化移交系統(tǒng)作為智能數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用一體化系統(tǒng)的重要組成部分與其他模塊良好貫通，其本身應(yīng)以電廠標(biāo)識系統(tǒng)編碼為核心，結(jié)合設(shè)備物資編碼和文檔編碼，實現(xiàn)工程三維模型、設(shè)計成品、采購文檔、施工文檔、廠家資料、調(diào)試資料等信息的關(guān)聯(lián)、匯總。并在基建期起到信息匯總渠道與信息溝通平臺的作用，便于各參建單位協(xié)同工作；

（2）數(shù)字化移交實施服務(wù)：根據(jù)工程項目需要，將設(shè)計數(shù)據(jù)、采購數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)、安裝調(diào)試數(shù)據(jù)進(jìn)行完整匯總、整理，并根據(jù)編碼體系完整錄入系統(tǒng)中，通過電子化和信息化的手段對工程數(shù)據(jù)和圖文檔資料（未進(jìn)行電子化的紙介質(zhì)文檔需進(jìn)行掃描）進(jìn)行整合、關(guān)聯(lián)、驗證和存儲。

3.2 全程數(shù)據(jù)信息集成融合功能模塊要求

本系統(tǒng)是針對電廠全生命周期的系統(tǒng)，即從電廠概念與設(shè)計、運營、維護(hù)直至退役階段內(nèi)的工程信息進(jìn)行整合、共享、存儲以及管理的解決方案載體。在不同的階段內(nèi)，該平臺系統(tǒng)具有不同的功能來滿足設(shè)計、施工、運營階段不同的業(yè)務(wù)需求。數(shù)字化移交模塊主要面向基建期間數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)融合與應(yīng)用方面應(yīng)著重面向生產(chǎn)運行階段。

該模塊是物理電廠的三維模擬的實時完整的展示，在電廠設(shè)計、施工資料基礎(chǔ)上，通過與SIS+系統(tǒng)、ERP 系統(tǒng)、智能安防平臺等信息系統(tǒng)關(guān)聯(lián)配合，實現(xiàn)以統(tǒng)一設(shè)備標(biāo)識為節(jié)點，以三維模型關(guān)聯(lián)其現(xiàn)場實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，運行指標(biāo)，設(shè)備臺帳信息，報警信息，設(shè)備缺陷信息，設(shè)計、施工圖檔信息，備品備件信息等。平臺作為三維模型的展示平臺，滿足在運營階段對于三維模型可能的具體應(yīng)用，將智能安防等報警等結(jié)果在三維模型中集中體現(xiàn)，包括但不限于在三維模型中體現(xiàn)實時數(shù)據(jù)、人員定位信息、人員巡檢記錄、體現(xiàn)運行中的虛擬圍欄、體現(xiàn)攝像頭或可能的移動視頻頭位置、體現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案及檢修、大修模擬、可區(qū)分體現(xiàn)實時系統(tǒng)及仿真系統(tǒng)的設(shè)備工作狀態(tài)、體現(xiàn)并快速定位控制系統(tǒng)及安防系統(tǒng)中報警信息在三維模型中的空間位置等。

數(shù)據(jù)融合平臺作為將電廠全部技術(shù)數(shù)據(jù)匯總的載體，承擔(dān)支撐電廠運行技術(shù)決策及生產(chǎn)運行尋優(yōu)的重要工作，智能化管理輔助系統(tǒng)（兩票、安防一體化、人員定位等）支撐現(xiàn)場工作，共同構(gòu)成電廠生產(chǎn)運行的 信息操作系統(tǒng) 。

因此，除實時數(shù)據(jù)匯總展示、其他智能化管理輔助系統(tǒng)關(guān)聯(lián)功能外，匯總展示廠級DCS 系統(tǒng)優(yōu)化運行控制、設(shè)備診斷等生產(chǎn)技術(shù)決策相關(guān)的計算分析功能結(jié)果，同時為后期電廠各類數(shù)據(jù)分析應(yīng)用及決策提供便利，為構(gòu)建 有自主意識的智能電廠奠定基礎(chǔ)。

3.3 一體化工作平臺功能模塊要求

一體化工作平臺旨在融合電廠日常業(yè)務(wù)流程涉及的各類應(yīng)用功能，打破電廠各應(yīng)用系統(tǒng)的信息孤島，實現(xiàn)對員工多種數(shù)字化應(yīng)用需求的統(tǒng)一支持平臺，做到不同角色的數(shù)字化工作需求可以通過多種數(shù)字化手段，包括桌面，移動終端等實現(xiàn)。一體化工作平臺作為企業(yè)數(shù)字化應(yīng)用的入口和界面，對各部門人員提供通用和可定制的服務(wù)，并可作為商務(wù)智能的展現(xiàn)平臺。從功能方面來看，一體化工作平臺需要實現(xiàn)以下功能：多個應(yīng)用按照不同角色業(yè)務(wù)流程進(jìn)行集成、整合、編排；形成 一站式 信息門戶，提供用戶單點登錄；

個性化定制工作桌面與界面風(fēng)格、關(guān)鍵信息及報表的欄目定制與圖形化展示、以知識為核心的內(nèi)容管理、信息/資源導(dǎo)航與分布式搜索等有助于提高用戶友好性與用戶體驗從而提高員工日常工作效率的功能；

主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)的移動化應(yīng)用，提高員工之間的溝通、互動與協(xié)作能力。

從技術(shù)方面來看，為靈活實現(xiàn)上述功能，一體化工作平臺需要提供以下工具軟件：

統(tǒng)一用戶認(rèn)證與身份管理；工作流管理；

多終端統(tǒng)一訪問接入；

報表引擎。

4 結(jié)語

本文提出的數(shù)字化移交、全廠數(shù)據(jù)信息集成融合與一體化工作臺三系統(tǒng)集成的一體化大平臺主要針對全廠全生命周期的系統(tǒng)，即從電廠概念與設(shè)計、運營、維護(hù)直至退役階段內(nèi)的各類信息進(jìn)行全域整合、共享、存儲以及管理的解決方案載體。在不同的階段內(nèi)，該平臺系統(tǒng)具有不同的功能來滿足基建、運營階段不同的業(yè)務(wù)需求，為后期整個數(shù)字化電廠的建設(shè)和運營提供平臺支撐作用，集成系統(tǒng)多，接口多，是數(shù)字化電廠建設(shè)的核心和基石。