王 騰

(南京華盾電力信息安全測評有限公司，江蘇 南京 211106)

0 引言

當前，我國經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)進入新常態(tài)，電力作為民生的重要基石，正面臨著需求增加、管理困難等問題。迫切需要改變粗放型管理模式。隨著中國“智慧中國”“智慧城市”“智慧園區(qū)”建設的蓬勃發(fā)展，智慧化建設逐漸擴展到基礎工業(yè)領域中。在“互聯(lián)網(wǎng)+ ”時代發(fā)展的大背景下，云計算、大數(shù)據(jù)分析、移動互聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)勢技術不斷進入人們視線，將先進科學技術與復雜電力能源系統(tǒng)進行有效結合，設計智能化信息管理平臺逐漸成為智慧電廠的目標。

智慧電廠信息平臺需要滿足對信息化建設的總體思想，并在制度、管理上進行創(chuàng)新。從原有的分散管理轉向集中管理，打造一體化信息平臺，提升生產(chǎn)及管理效率，實現(xiàn)科學決策。

1 建設目標

智慧電廠信息平臺的設計從電廠本身的特性出發(fā)，結合云計算、深度學習、大數(shù)據(jù)、計算機網(wǎng)絡等現(xiàn)代化信息技術，實現(xiàn)在生產(chǎn)、管理、運營、決策等業(yè)務全覆蓋[1]。以建立高效、便捷的一體化信息應用平臺為總體目標，實現(xiàn)電廠生產(chǎn)經(jīng)營管理智能、精細、高效、綠色，具體建設目標如下所示。

1.1 智能化信息平臺

充分利用新理念、新技術、新方法進行創(chuàng)新，促進信息化與業(yè)務管理的深度融合。充分利用互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能、數(shù)字孿生、三維虛擬可視化等技術，促進兩化融合，不斷提升管控能力，實現(xiàn)全業(yè)務智能化處理。

1.2 一體化信息平臺

深度解析公司各部門管理方式，在設計平臺的過程中將數(shù)據(jù)共享作為目標，打破數(shù)據(jù)孤島，實現(xiàn)跨區(qū)域、跨部門的流程管理，提升公司精細化、集中化管理水平[2]。

1.3 成熟型信息平臺

在設計和搭建信息化平臺時，采用當前市場較為成熟的軟硬件產(chǎn)品和技術手段。信息平臺應具有穩(wěn)定、可靠、高效且易維護的特點，對于常見的平臺故障問題，提供有效的解決方法。

1.4 適應型信息平臺

在設計和搭建信息化平臺時，應充分考慮電廠當前的需求以及未來潛在的建設需要。為方便日后對信息平臺的升級更新，在平臺的軟硬件選擇和接口設計處最大限度地進行調整。最大化地滿足信息化建設需求。

2 平臺架構

智慧電廠的總體平臺如圖1所示，依次包括：現(xiàn)場層、邊緣層、IaaS層、數(shù)據(jù)層、平臺層、應用層以及標準規(guī)范體系。

圖1 平臺架構

2.1 邊緣層

邊緣層實現(xiàn)智能視頻、智能穿戴設備、機器人等智能工具以及輸電設備、現(xiàn)場工作人員、控制系統(tǒng)等設備接入、協(xié)議轉換與邊緣數(shù)據(jù)處理。

2.2 基礎設施服務層

IaaS層提供虛擬化的計算資源、網(wǎng)絡資源、存儲資源，是智慧電廠信息平臺運行的基礎。IaaS層為平臺提供數(shù)據(jù)傳輸，比如遠程保修單傳輸、語音對話、視頻傳輸?shù)龋Ｕ现腔垭姀S的無線通信[3]。

2.3 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層為實時運行數(shù)據(jù)、設備基礎數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管控數(shù)據(jù)、其他數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)池,并為平臺層提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享做鋪墊。

2.4 平臺層

平臺層是智慧電廠信息平臺的中間件，由大數(shù)據(jù)平臺、機器學習算法平臺、應用開發(fā)平臺、云計算平臺構成。大數(shù)據(jù)平臺用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析。機器學習算法平臺可以根據(jù)大數(shù)據(jù)平臺提供的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)建模。應用開發(fā)平臺提供相應可視化開發(fā)工具和公共組件，具有兼容性高的特點。云計算平臺負責數(shù)據(jù)中心資源的虛擬化和中心管理。根據(jù)負載的需求，使用抽象計算、存儲和網(wǎng)絡等資源，可以滿足大量用戶使用。

2.5 應用層

以智慧電廠信息平臺為支撐，實現(xiàn)生產(chǎn)管控一體化、網(wǎng)絡化一體安全監(jiān)控、智慧經(jīng)營、智能決策支持、資源管理一體化等應用。

2.6 標準規(guī)范體系

標準規(guī)范體系對IMS平臺相關的架構、接口、建模等技術進行規(guī)范，保障平臺研發(fā)、建設、運行和服務。

3 平臺功能

智慧電廠信息平臺包括生產(chǎn)管控一體化、智慧經(jīng)營、網(wǎng)絡化一體安全監(jiān)控、智能化決策支持等功能。

3.1 智慧經(jīng)營

智慧經(jīng)營借助人工智能和大數(shù)據(jù)等技術，實時分析電量、電價、利潤等指標。建立預測模型，通過分析各項指標，預測一定期間內(nèi)利潤和發(fā)電量，預測某時間段內(nèi)經(jīng)營成果，輔助公司進行決策。

3.2 生產(chǎn)管控一體化

生產(chǎn)管控一體化是以數(shù)據(jù)總線、三維數(shù)據(jù)模型及智能終端設備為基礎，借助Android和Java技術搭建遠程信息化平臺。生產(chǎn)管控一體化主要包括實時監(jiān)控、智能故障檢測、語音對話等功能。工作人員佩戴智能終端設備，通過拍照、錄像等方式實時將電廠各輸電設備情況反饋到上一級。提高電廠安全、經(jīng)濟、最優(yōu)化運行。在進行巡檢時，工作人員如果遇到設備故障的情況，可以直接在平臺檢修處填寫報修單，實時提交報告單，以此實現(xiàn)設備全生命周期監(jiān)測和設備智能診斷。語音視頻對話功能可以方便遠程專家和電廠工作人員直接聯(lián)系，及時了解現(xiàn)場狀況，并對現(xiàn)場工作人員進行遠程指導，提高了雙方溝通的便利性。工作人員和管理人員的交互，形成了生產(chǎn)過程的一體化管控，為經(jīng)營管理、決策支持等方面提供原始的基礎數(shù)據(jù)[4]。

3.3 網(wǎng)絡化一體安全監(jiān)控

網(wǎng)絡化一體安全監(jiān)控借助智能終端設備、圖像識別等技術手段，通過將智能視頻與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)管理的集成，形成一體化安全管理。網(wǎng)絡化一體安全監(jiān)控主要包括視頻監(jiān)控、自動考勤、視頻會議等功能。

系統(tǒng)通過生物識別技術(人臉、虹膜)自動為工作人員打卡上下班，并通過定位功能及時檢測出工作人員的工作位置和工作線路，保障工作人員自身安全。系統(tǒng)通過智能視頻實現(xiàn)區(qū)域監(jiān)控、設備監(jiān)視，同時有利于管理人員進行全局指揮[5]。

3.4 智能化決策支持

智能一體化決策支持借助數(shù)據(jù)挖掘、神經(jīng)網(wǎng)絡算法等技術手段，通過挖掘信息平臺中存儲的各項數(shù)據(jù)，建立數(shù)學模型分析和預測電量消耗、電力生產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，為電廠管理層在經(jīng)營管理、設備診斷等方面決策提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

該平臺以云平臺架構、大數(shù)據(jù)平臺為基礎，建立各類數(shù)據(jù)分析模型，提供一鍵式實時分析。并對分析結果實現(xiàn)數(shù)據(jù)可追溯、分析結果結構化展示。對精細化管理、風險可控、決策支持等方面，實現(xiàn)用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理。

3.5 資源管理一體化

物資管理一體化包括生產(chǎn)管理、物資管理、財務管理等功能。資源管理是企業(yè)管理提高的重要基礎，利用數(shù)據(jù)挖掘技術分析各個管理模塊數(shù)據(jù)在一定時間內(nèi)的動態(tài)趨勢。在生產(chǎn)管理上，以“三型五化”為原則，實現(xiàn)對安全生產(chǎn)管控的偏差控制、持續(xù)改進；在財務管理上，實現(xiàn)財務自動核算，及時反映企業(yè)運營情況；在物資管理上，及時更新交易情況，對庫存低的物資能夠及時反饋給管理者，提醒管理者及時補充物資。資源管理一體化很大程度上提高了工作效率和管理水平，另一方面減少了操作失誤,極大地提高了辦事效率，有利于電廠走向規(guī)范化、自動化管理。

4 技術原則

4.1 先進性原則

信息一體化平臺使用的相關產(chǎn)品(包括軟硬件)和技術立足于高起點，采用國際先進、成熟、實用的技術，支持面向對象技術、組件技術，以確保信息一體化平臺長時間處于技術領先位置，滿足平臺技術發(fā)展的需求。

4.2 創(chuàng)新性原則

智慧電廠信息平臺設計需要滿足智能化建設的總體目標，因此在具體設計和開發(fā)中應當融入新技術和新管理方式。采用數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)等技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析，利用基于神經(jīng)網(wǎng)絡的預測模型輔助決策，確保平臺具有創(chuàng)新性和智能化。

4.3 保密性原則

信息一體化平臺可以打破數(shù)據(jù)孤島，具有數(shù)據(jù)共享的功能，因此在實際設計中，需要嚴格控制使用者的管理權限以及自身管理權限的安全問題，不允許越權使用，而且應該防止外部應用的隨意訪問。

4.4 開放性原則

信息一體化平臺使用的相關產(chǎn)品(包括軟硬件)和設備應具有良好的擴展接口和二次開發(fā)接口，支持數(shù)據(jù)集成、應用集成、流程集成和用戶集成，滿足跨平臺的軟件業(yè)務協(xié)同和企業(yè)電子商務的需求。

5 結語

智慧電廠信息平臺建設作為未來電廠發(fā)展方向，應當借助先進的技術手段和新穎的管理方法。本文在進行平臺設計方案的探討中提到了智能設備與網(wǎng)絡技術的結合、大數(shù)據(jù)分析技術與電廠經(jīng)營的結合、圖像識別與考勤系統(tǒng)的結合以及機器學習等先進智能技術策略。通過融入先進的管理思想，打造一個高效、智能、便捷的信息化平臺，全面優(yōu)化電廠的生產(chǎn)管控過程，為管理者提供科學的決策方案。