瀑布溝水電站按照“業(yè)務(wù)量化、集成集中、統(tǒng)一平臺、智能協(xié)同”的關(guān)鍵途徑,積極探索物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、移動互聯(lián)、智能傳感等新技術(shù)在水電行業(yè)的應(yīng)用,開展綜合數(shù)據(jù)平臺、安全風(fēng)險管控數(shù)據(jù)中心、智能巡檢系統(tǒng)、設(shè)備運行監(jiān)測分析系統(tǒng)、3D數(shù)字化廠房和多系統(tǒng)智能聯(lián)動等關(guān)鍵技術(shù)的研究,研發(fā)應(yīng)用智能巡檢機器人、智能安全帽等智能裝備,在水電站的安全、運行、檢修、調(diào)度和設(shè)備管理等方面不斷創(chuàng)新,持續(xù)變革傳統(tǒng)水電站的生產(chǎn)管理模式,形成了比較成熟完善的大型水電站“智慧電廠”建設(shè)模式。
伊克昭換流站創(chuàng)新工作室
一是建設(shè)綜合數(shù)據(jù)平臺,打造廠站級數(shù)據(jù)中心,為智慧電廠奠定堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在各安全分區(qū)布置數(shù)據(jù)服務(wù)器將監(jiān)控系統(tǒng)、主設(shè)備在線監(jiān)測、工業(yè)電視、智能巡檢等系統(tǒng)集中接入,制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲規(guī)則,提升數(shù)據(jù)交互能力,建立廠站級數(shù)據(jù)中心,并與大渡河公司“云中心”對接,實現(xiàn)水電站數(shù)據(jù)的云端存儲和應(yīng)用。
二是建成安全風(fēng)險管控數(shù)據(jù)中心,實現(xiàn)安全風(fēng)險的實時感知和預(yù)警。建立了動態(tài)風(fēng)險評估模型和作業(yè)風(fēng)險管控模型,整合應(yīng)用智能安全帽、安全梯和智能鑰匙等智能安全裝備,對人員行為進行實時感知和預(yù)警,實現(xiàn)現(xiàn)場常見的人員違章行為自動識別報警功能,逐步打造“風(fēng)險識別自動化、風(fēng)險管控智能化”的安全管理新模式。
三是研發(fā)水電站智能巡檢系統(tǒng),探索設(shè)備巡檢新模式。結(jié)合“智慧電廠”建設(shè),開發(fā)應(yīng)用了“水電站智能巡檢系統(tǒng)”。集成了巡檢機器人、高清可見光工業(yè)電視攝像機、紅外熱成像攝像機、聲音監(jiān)測裝置等硬件設(shè)備和電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù),利用視覺識別技術(shù)、紅外測溫、機器學(xué)習(xí)等技術(shù),實現(xiàn)對瀑布溝水電站機電設(shè)備的溫度、聲音、位置狀態(tài)、異常信息及“三漏”缺陷的實時監(jiān)視和自動識別。
四是應(yīng)用設(shè)備運行監(jiān)測分析系統(tǒng) 實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的智能診斷和故障預(yù)警。將各類設(shè)備故障處理經(jīng)驗用數(shù)據(jù)、邏輯和模型等方式量化,把運維管理中模糊化、定性化的經(jīng)驗轉(zhuǎn)換為數(shù)字化、定量化的數(shù)學(xué)模型,形成設(shè)備運維專家?guī)?。改變了“人工分析、?jīng)驗評判、應(yīng)急消缺”的原始運維管理模式,變“事后處理”為“事前預(yù)防”,變“被動消缺”為“主動維護”,提升了設(shè)備管控和運維管理的智能化水平。
五是應(yīng)用水電站多系統(tǒng)聯(lián)動系統(tǒng),創(chuàng)新水電生產(chǎn)管理方式?;诰C合數(shù)據(jù)平臺自主開發(fā)了智能聯(lián)動控制軟件,實現(xiàn)監(jiān)控、通風(fēng)、消防、工業(yè)電視、門禁、生產(chǎn)管理等多個核心生產(chǎn)系統(tǒng)智能協(xié)同聯(lián)動。
六是引入多源數(shù)據(jù)融合分析技術(shù),建立高精度水情預(yù)測預(yù)報體系。采用物理歸因分析與數(shù)據(jù)挖掘相結(jié)合的方法,構(gòu)建了基于降雨、徑流、大氣環(huán)流指數(shù)時空場的多因子集,創(chuàng)建大數(shù)據(jù)驅(qū)動的高精度水情氣象耦合洪水概率預(yù)報技術(shù),結(jié)合多時空尺度流域產(chǎn)匯流耦合預(yù)報模型,將預(yù)報水平分辨率由3km提高到1.5km,為梯級電站精準(zhǔn)調(diào)度提供了基礎(chǔ)。結(jié)合高精度水情預(yù)報,建立了自適應(yīng)復(fù)雜洪水情勢的流域泄洪閘門智能調(diào)控系統(tǒng),取得了良好的經(jīng)濟效益和示范效益。
七是建設(shè)集數(shù)字化、信息化、可視化、智能化于一體的3D數(shù)字水電站系統(tǒng),構(gòu)建物理電站與“虛擬電站”相融合的“云端電廠”。通過對地形地貌、水工建筑、機電設(shè)備等三維建模,利用“云中心”完備的生產(chǎn)數(shù)據(jù),使物理電站與“虛擬電站”相結(jié)合,實現(xiàn)應(yīng)急指揮可視化管理、水電生產(chǎn)信息的云端展現(xiàn)、電廠生產(chǎn)過程的三維展示、水電運行及檢修培訓(xùn)虛擬現(xiàn)實體驗等功能。
設(shè)計了水電站綜合數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)方案。制定了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)命名規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),滿足新型和傳統(tǒng)電站生產(chǎn)系統(tǒng)的接入需求,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的高速上送、集中存儲和標(biāo)準(zhǔn)化處理。水電站綜合數(shù)據(jù)平臺為綜合利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)奠定了基礎(chǔ),平臺設(shè)計方案已獲得國家專利。
探索了電廠安全管理新方式。建設(shè)了安全風(fēng)險管控數(shù)據(jù)中心,采用半定量評價法、超寬帶無線定位等技術(shù),實現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場危險源分級管控、風(fēng)險動態(tài)預(yù)警、違章自動識別等功能。研發(fā)的智能安全繩、智能安全梯及屏柜編碼鎖具已獲得國家專利。
應(yīng)用智能巡檢機器人代替人工巡檢。智能機器人應(yīng)用基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等前沿科技理論,以狀態(tài)傳感、圖像處理、缺陷搜索與定位為核心技術(shù),對設(shè)備數(shù)據(jù)采集、分析、處理、報警、存儲、操控等進行管控,通過大量數(shù)據(jù)的積累和機器學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí),實現(xiàn)巡檢自動化,該項目獲得中國設(shè)備管理創(chuàng)新成果一等獎。
首創(chuàng)了多系統(tǒng)智能協(xié)同聯(lián)動。瀑布溝多系統(tǒng)智能聯(lián)動功能是對傳統(tǒng)的“點對點”聯(lián)動方式的顛覆式創(chuàng)新,根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)之間的相關(guān)性設(shè)計聯(lián)動邏輯,滿足觸發(fā)條件時聯(lián)動控制不同的系統(tǒng)動作,自動收集數(shù)據(jù),自主聯(lián)動相關(guān)設(shè)備協(xié)同處理,具有高效的設(shè)備自我控制能力,為傳統(tǒng)水電站提供了一種全新的生產(chǎn)管理方式。
編寫系列標(biāo)準(zhǔn),填補智慧水電廠標(biāo)準(zhǔn)體系空白。編制了《智能水電站模型》并成功入選國資委“首批中央企業(yè)智能現(xiàn)場模型”。編寫發(fā)布了《智慧水電廠技術(shù)導(dǎo)則》《基于大數(shù)據(jù)的水電廠設(shè)備狀態(tài)預(yù)警技術(shù)導(dǎo)則》等多項行業(yè)和團體標(biāo)準(zhǔn)。