舒西剛

(重慶大唐國際彭水水電開發(fā)有限公司，重慶 409600)

隨著信息化、數(shù)據(jù)化、人工智能等工業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展，智能應(yīng)用逐漸深入電力生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)。打破現(xiàn)有電力生產(chǎn)模式，引進(jìn)更先進(jìn)、更智能的生產(chǎn)技術(shù)，實現(xiàn)電力生產(chǎn)更安全、更高效的目標(biāo)，是目前發(fā)電廠建設(shè)的迫切需求。

智能巡檢管理通過先進(jìn)的管理系統(tǒng)和計算機、智能終端設(shè)備、通信技術(shù)方案，實現(xiàn)了設(shè)備巡檢的現(xiàn)代化管理，保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，減輕了巡、點檢人員和設(shè)備管理人員的工作強度，提高了工作效率[1]。打造一套智能化、科學(xué)化、可視化的巡檢系統(tǒng)，可實現(xiàn)快精準(zhǔn)的巡檢任務(wù)策劃、全方位的巡檢人員管理、全閉環(huán)的巡檢過程管控、高效率的設(shè)備異常消缺、智能化的數(shù)據(jù)分析決策。該系統(tǒng)旨在提高巡檢過程效率、設(shè)備運維管理水平和績效，從而進(jìn)一步提升設(shè)備的可靠性。

1 水電站巡檢現(xiàn)狀分析

目前水電站正使用的巡檢系統(tǒng)有運行巡檢系統(tǒng)、設(shè)備點檢系統(tǒng)、主變油色譜在線監(jiān)視系統(tǒng)等常規(guī)系統(tǒng)，各自能實現(xiàn)相關(guān)功能，巡檢基本依賴人員手持巡檢儀，現(xiàn)場掃碼、手動輸入巡檢數(shù)據(jù)及現(xiàn)場情況，巡檢完成后回傳數(shù)據(jù)至生產(chǎn)管理系統(tǒng)[2]。巡、點檢系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備全覆蓋，但部分設(shè)備參數(shù)不能真實反映情況，巡檢手段單一，不能自動報警及進(jìn)行趨勢分析?，F(xiàn)場工業(yè)電視沒能做到全覆蓋，且無圖像自動識別功能。

2 智能巡檢需求分析

智能巡檢系統(tǒng)能盡早發(fā)現(xiàn)可能影響系統(tǒng)和設(shè)備故障的早期故障特征，以對生產(chǎn)運行、檢修和管理人員提供生產(chǎn)決策支持，消除設(shè)備隱患，提前安排設(shè)備運行方式、合理安排設(shè)備檢修等，實現(xiàn)機組故障的自分析、自診斷，提高設(shè)備的安全運行水平和設(shè)備可靠性水平。智能巡檢應(yīng)具備以下功能。

1)日常巡、點檢數(shù)據(jù)分析。將運行巡、點檢人工回傳數(shù)據(jù)與定值進(jìn)行對比分析，實現(xiàn)超標(biāo)數(shù)據(jù)報警，并篩選出未按標(biāo)準(zhǔn)開展巡查的項目。

2)工業(yè)攝像頭畫面分析。增設(shè)現(xiàn)場工業(yè)攝像頭，做到全廠重要區(qū)域全覆蓋，智能巡檢系統(tǒng)對攝像頭采集到的畫面進(jìn)行處理分析，自動識別漏油、漏水、著火等異常情況。

3)電氣設(shè)備溫度監(jiān)視分析。在廠用干式變、發(fā)電機中性點、滑環(huán)、定子引出線、電纜接頭等重要部位安裝紅外溫度傳感器，將各部位回傳溫度與定值進(jìn)行對比分析，實現(xiàn)超溫報警及趨勢分析。

4)機器人自動巡檢分析。地線廠房發(fā)電機層、GIS配電室等重點區(qū)域配置智能巡檢機器人，實現(xiàn)定時巡查及對單個異常設(shè)備長期運行監(jiān)視，并將結(jié)果回傳至生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)。

5)主變油色譜在線監(jiān)視分析。升級主變油色譜在線監(jiān)視系統(tǒng)，以準(zhǔn)確識別油劣化程度，將分析結(jié)果回傳至生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)自動報警。

6)水工無人機巡檢分析。配置無人機，對水工建筑物、庫區(qū)危巖體等開展巡查，并實現(xiàn)泄洪前尾水漁船驅(qū)趕檢查，將畫面分析結(jié)果回傳至生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，發(fā)出報警。

7)報警信息推送功能。各項巡檢結(jié)果均在生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)子模塊中生成“報警列表”，重要信息自動推送至相關(guān)管理人員，實現(xiàn)實時故障提醒。

3 智能巡檢系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

3.1 生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)建設(shè)

3.1.1 建設(shè)目標(biāo)

生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)需增加“智能巡檢”模塊及各子模塊，增加生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)信息推送功能，將重要報警信息推送至相關(guān)人員。

3.1.2 系統(tǒng)功能

1)正常運行監(jiān)視。將智能機器人、無人機、主變油色譜、設(shè)備溫度等子系統(tǒng)數(shù)據(jù)及報警信號回傳至生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，使值班人員能正常監(jiān)視。

2)異常告警提示。各子系統(tǒng)生成告警列表，主目錄生成告警匯總表。

3)歷史數(shù)據(jù)查詢。記錄保存所有歷史數(shù)據(jù)，以對比分析劣化趨勢。

4)重要告警信息推送。主設(shè)備超溫告警、主變油劣化告警、壩前大型漂浮物告警等異常告警信號能通過短信形式推送至相關(guān)管理人員，提醒其及時處理。

3.2 工業(yè)攝像頭巡查

3.2.1 建設(shè)目標(biāo)

在現(xiàn)有已建成工業(yè)攝像頭系統(tǒng)基礎(chǔ)上，完善攝像頭布置，在應(yīng)重點監(jiān)視而未安裝攝像頭的部位增設(shè)攝像頭，實現(xiàn)重點部位全覆蓋。采用圖像分析技術(shù)，實現(xiàn)動態(tài)畫面分析，識別現(xiàn)場漏水、漏油、著火等情況。

3.2.2 系統(tǒng)功能

1)正常運行監(jiān)視。所有攝像頭畫面?zhèn)骰刂林锌厥夜I(yè)電視，值班人員能夠自主選擇監(jiān)視畫面查看現(xiàn)場情況。

2)異常畫面查看。在現(xiàn)場發(fā)生異常及電廠發(fā)生事故的情況下，能夠?qū)崟r調(diào)取現(xiàn)場攝像頭查看現(xiàn)場情況。

3)歷史畫面回放。所有攝像頭須備份存儲數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)行歷史畫面回放，追溯早期錄像。

4)圖像自動識別。對各重點部位攝像頭實時畫面進(jìn)行識別分析，自動判斷現(xiàn)場設(shè)備漏水、漏油、著火等異常，生成報警信息。

5)壩前漂流船只、大型漂浮物識別。通過對進(jìn)水口、近壩區(qū)域?qū)崟r攝像頭監(jiān)視畫面進(jìn)行識別，在有漂流船只、大型漂浮物時第一時間發(fā)出告警，提醒值班人員處理。

表1 應(yīng)安裝工業(yè)攝像頭主要部位列表

3.3 智能機器人巡查

3.3.1 建設(shè)目標(biāo)

在地下廠房220層配置一臺智能機器人，實現(xiàn)定時自動巡回、視頻畫面分析、定點監(jiān)視等功能，彌補管理人員不能長期實時監(jiān)視的缺陷。

3.3.2 系統(tǒng)功能

1)設(shè)備定點監(jiān)視。設(shè)備異常或瞬時故障監(jiān)控系統(tǒng)無法捕捉時，設(shè)置機器人定點監(jiān)視，錄制畫面，自動識別異常信號。

2)實時圖像傳輸。通過無線傳輸方式實時回傳影像數(shù)據(jù)到生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)。

3)影像數(shù)據(jù)存儲管理和高效檢索。通過信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)影像數(shù)據(jù)存儲管理和歷史影像數(shù)據(jù)的高效檢索。

4)庫區(qū)安全風(fēng)險點管理和安全預(yù)警。采用智能視頻圖像分析技術(shù)，利用影像數(shù)據(jù)對異?，F(xiàn)象進(jìn)行動態(tài)跟蹤分析，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時預(yù)警。

5)巡查任務(wù)管理。根據(jù)巡查計劃安排，自動生成巡查任務(wù)和巡查路線，結(jié)合巡查數(shù)據(jù)和結(jié)果反饋，實現(xiàn)機器人巡查工作的閉環(huán)管理。

3.4 無人機巡查

3.4.1 建設(shè)目標(biāo)

針對水電站水庫庫區(qū)安全管理具體業(yè)務(wù)需求，采用無人機、移動無線通信、GPS定位、智能視頻分析等先進(jìn)技術(shù)，建設(shè)庫區(qū)無人機巡查及安全預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)基于無人機平臺的庫區(qū)安全巡查、庫區(qū)水土環(huán)境監(jiān)測、防洪應(yīng)急監(jiān)測、泄洪與發(fā)電放水告警、庫區(qū)安全風(fēng)險預(yù)警等應(yīng)用。建立和完善庫區(qū)無人機安全巡查常態(tài)化管理機制，提高庫區(qū)安全巡查效率，及時發(fā)現(xiàn)庫區(qū)安全隱患。無人機信息傳輸示意圖見圖1。

圖1 無人機信息傳輸圖

3.4.2 系統(tǒng)功能

1)無人機航拍。通過按照預(yù)設(shè)航線巡視或地面控制站遙控方式對水庫庫區(qū)進(jìn)行空中拍照、空中攝像。

2)無人機喊話。通過按照預(yù)先錄制播放或?qū)崟r對講(喊話)方式，對水庫庫區(qū)進(jìn)行遠(yuǎn)距離語音通知、語音告警。在電站泄洪放水、發(fā)電放水或突發(fā)事件處置時，通過該項功能及時向周邊群眾和員工進(jìn)行通知和告警。

3)實時圖像傳輸。通過無線傳輸方式實時回傳航拍影像數(shù)據(jù)到地面工作站的功能。

4)航拍影像數(shù)據(jù)存儲管理和高效檢索。通過無人機巡查與安全預(yù)警管理信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)航拍影像數(shù)據(jù)存儲管理和歷史影像數(shù)據(jù)的高效檢索。

5)庫區(qū)安全風(fēng)險點管理和安全預(yù)警。建立庫區(qū)安全風(fēng)險點數(shù)據(jù)庫，以提供安全風(fēng)險點管理及維護(hù)功能。采用智能視頻圖像分析技術(shù)，利用航拍影像數(shù)據(jù)對安全風(fēng)險點進(jìn)行動態(tài)跟蹤分析，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時預(yù)警。

6)巡查任務(wù)管理。根據(jù)庫區(qū)無人機巡查計劃安排，自動生成巡查任務(wù)和巡查路線，結(jié)合巡查數(shù)據(jù)和結(jié)果反饋，實現(xiàn)庫區(qū)無人機巡查工作的閉環(huán)管理。

3.5 主變油色譜在線監(jiān)視

3.5.1 建設(shè)目標(biāo)

在現(xiàn)有主變油色譜在線監(jiān)視系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，實現(xiàn)準(zhǔn)確監(jiān)視分析，將數(shù)據(jù)傳至生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，以便于實時監(jiān)視分析，及時發(fā)現(xiàn)告警信號。

3.5.2 系統(tǒng)功能

1)正常運行監(jiān)視。運行數(shù)據(jù)傳至生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)視。

2)異常告警提示。運用自動數(shù)據(jù)分析，發(fā)生油劣化時，能夠及時發(fā)出告警信息，提醒管理人員處理。

3)歷史數(shù)據(jù)查詢。記錄保存所有歷史數(shù)據(jù)，能夠據(jù)此對比分析劣化趨勢。

3.6 電氣設(shè)備溫度監(jiān)視

3.6.1 建設(shè)目標(biāo)

在廠用干式變、發(fā)電機中性點、滑環(huán)、定子引出線、電纜接頭等重要部位安裝紅外溫度傳感器，采用射頻技術(shù)，并建設(shè)數(shù)據(jù)分析平臺，將數(shù)據(jù)傳至生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，以便于實時監(jiān)視分析，及時發(fā)現(xiàn)告警信號。

3.6.2 系統(tǒng)功能

1)正常運行監(jiān)視。運行數(shù)據(jù)傳至生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)視。

2)異常告警提示。系統(tǒng)自動進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，根據(jù)負(fù)荷情況，將溫度值與設(shè)定值進(jìn)行對比，能夠及時發(fā)出告警信息，提醒管理人員處理。

3)歷史數(shù)據(jù)查詢。記錄保存所有歷史數(shù)據(jù)，能夠據(jù)此對比分析劣化趨勢。

4 總結(jié)建議

智慧化水電廠的建設(shè)在提高運行監(jiān)控能力、設(shè)備管控能力、安全生產(chǎn)管控能力和經(jīng)營決策水平等多方面產(chǎn)生了積極作用。智能巡檢系統(tǒng)將為故障診斷、狀態(tài)監(jiān)測的科學(xué)決策提供技術(shù)支撐，能結(jié)合廠站巡檢數(shù)據(jù)，運用大數(shù)據(jù)挖掘及AI技術(shù)實現(xiàn)受控廠站設(shè)備運行參數(shù)的劣化分析和智能預(yù)警報警。遠(yuǎn)程工業(yè)電視監(jiān)視、機器人巡視、無人機巡查、紅外射頻測溫等功能，將電站數(shù)據(jù)、圖像遠(yuǎn)程傳送至各專業(yè)診斷中心，由專業(yè)技術(shù)人員開展后臺分析診斷，組織、指導(dǎo)現(xiàn)場開展維護(hù)消缺，可提高設(shè)備運行可靠性，提升水電站智能管控水平。