京能十堰電廠前期建設成果以三維+大數據兩大核心技術為支撐，開發應用包括三維數據管理平臺、大數據生產管理平臺、鍋爐防磨防爆管理、三維虛擬培訓等功能系統，探索電廠數字化交付、數字化生產管理方面的實際應用。后期將在大數據技術、人工智能技術在電廠生產經營過程中的深度應用進行持續開發和研究。
2020年3月13日，由華北電力大學國家大學科技園聯合中關村華電能源電力產業聯盟舉辦的“2020年智慧電廠線上論壇（第一期）”在騰訊會議進行線上直播，北極星電力網對本次會議進行全程文字直播。京能十堰熱電有限公司設備部信息室主任李闖作了“京能十堰熱電智慧電廠建設階段性成果及后期規劃”為主題的報告。
各位領導，各位專家，各位電力行業的同仁，大家下午好！我是京能十堰電廠的李闖，很高興在這里給大家匯報我們電廠智能化電廠的工作。
我們電廠位于湖北省十堰市，2臺350MW超臨界機組。十堰市為南水北調的水源地城市，本項目也是南水北調的探索工程。公司的數字化項目于2016年開始實施，隨著工程的進度同步建設。目前仍處在階段性的實施當中，經過了基建期和一年左右的生產期建設，目前也取得了一定的成果。
我的匯報分下面四個部分來進行：
第一部分，智慧電廠建設思路。
京能十堰智慧電廠建設包括基建期和運維期應用，周期比較長，因此采用三步走的建設思路。
第一步，基礎建設。在基建期建設1：1的三維數據模型，輔助基建施工，搜集機組和設備基礎數據建設軟硬件的基礎平臺。
第二步，主要針對生產控制與管理方面，在運維初期進行APS機組功能的開發和應用、生產管理軟件的開發應用、各個信息系統數據的互聯互通，這些信息系統包括ERP、大數據、三維數據管理平臺等等，逐步積累生產和管理的數據價值，進入數字化生產管理模式。
第三步，智能化建設。深入在1CS生產控制端進行智能監盤的探索實踐，在大數據生產管理端挖掘數據價值，進行三維智能展現、智能運行干預、設備診斷的探索和實踐。設計開發貼合設備管理實際的設備管理平臺，實現各種臺賬、報表、檢修工作的線上管理，形成檔案和數據庫。將個人的技術經驗轉化為數字經驗積累，深入電廠其他業務的應用開發，例如機器人的巡檢、智能安全管控、智慧辦公等方面的探索和實踐。
第一步和第二步的實施，基本上屬于電廠數字化建設的范疇，包括生產控制和生產管理兩個層面。首先，數字化的生產控制。在DCS側，除常規的DCS控制外，深度的實踐應用、機組自啟停技術。發現并解決施工過程中的問題，避免施工返工造成浪費。在三維環境中進行電纜鋪設等輔助應用，提高精細化管理的深度應用，節約時間和資金的成本。
軟件部分，包括三維數據管理平臺、三維+VR的虛擬培訓系統、大數據生產管理、三維鍋爐壽命管理，以及ERP集成接口等等內容。這些軟件系統通過一體化平臺，統一訪問入口。經過前期的建設，電廠數字化功能已基本完成，可滿足公司生產運營數據化、經濟化和簡約化管理的需要。關于后期的智慧化建設規劃，我將在第四部分進行詳細的說明。
下面介紹一下數字化在基建期的應用情況。基建期建設情況：
1，硬件及基礎平臺的建設。根據軟件系統的需要配置了25臺服務器和相應的配套設施，根據大數據應用和存儲服務器，共需要大數據方面的16臺服務器，搭建了大數據平臺和生產數據采集網絡、廠區的辦公網絡、無線網絡各種基礎的網絡系統，并滿足安全分區、橫向隔離這些信息安全的要求。
2，全專業的三維建模。我們根據設計施工的設備圖紙進行了設備、管道、橋架、結構、建筑等全專業協同的三維建模，在施工前建模完成率達到百分之百。這是完成的模型概覽，包括廠區總體和各個分布區域的模型，特別是地下管網的隱蔽工程，長期以來的應用價值還是比較大。三維建模是提前模擬施工的一個過程，在工程建設過程中共發現圖紙信息交叉檢驗問題928處，經過多方確認的有效碰撞問題有826處，主要碰撞問題包括立柱與管道、橫梁與管道、管道與管道等等這些結構與設備之間的碰撞。三維信息交叉檢驗和碰撞檢查，可提前發現問題、解決問題，避免問題真正在施工過程當中發生，避免造成真正的損失。在三維環境中進行現場的優化布置、美化環境，同時也可以減少材料的用量。
3，三維電纜敷設與材料統計。三維電纜敷設優化橋步布置，導出電纜的長度表，進行電纜長度核算，對橋架和各聯通節點的路徑進行容積率的核算。經過三維電纜敷設，共敷設5910條電纜，共優化布局走向有4668條，共節省電纜3.7萬余米。
第三部分，運維期的建設情況。
1，生產管理層探索應用APS機組自啟停技術。發電機組子系統比較多，系統間的聯系密切、工況運行也比較復雜多變，尤其是啟停階段，運行人員需要操作和監視大量的設備和參數，人員工作強度也是很大的，針對燃煤應急調控機組的特點，圍繞信息大數據、APS關鍵技術開展研究，公司APS研究圍繞機組最優啟動、最大化節能、最短啟動時間為中心點進行設計，通過對關鍵技術控制算法的研究開展機組啟動過程和大數據融合、APS動態實驗等手段，實現了機組從輔助系統啟動到機組并網、自動勝負荷的整個過程全程自動，達到無人或者少人的干預。
APS實驗過程中，功攻克自動投加熱、給水管道自動注水、自動沖洗的方式。全程自動控制、點火過程全程自動、鍋爐自動升溫升壓、汽輪機自動切缸、給水泵自動并泵等一系列的APS技術難題，成功研發了機組啟動模型，開發了機組最優的啟動方式。
經過近一年來的實踐，二號機組已經實現了全過程的APS啟動，解放勞動力的同時能夠保證機組快速、安全、高效的啟動，在APS的功能上，我們將繼續研究實現機組啟動過程中無斷電控制、自動并網、自動升負荷、啟動過程中自動診斷等關鍵APS的研究。
生產管理層，結合三維和大數據開發了多項業務功能：
1）一體化平臺的開發應用，一體化平臺是功能展現的集中駕駛艙，具備公司自動發布、生產數據監視等多項功能。一體化平臺的工作臺與檢優的形式，形成了生產管理等相關業務系統，以單點登錄方式，方便查看各項數據、各項業務。
2）集團級的能源管控與技術監督平臺。采集下屬所有平臺的生產數據和管理數據，進行統一管控，發揮多個綜合平臺的優勢，進行動態管控，全面掌握。進行精細化的生產過程參數和生產指標管理，對各個廠指標數據進行對比分析，指導各廠進行運行優化調整，提升經濟效益。
平臺開發應用了多項生產管理功能，包括實時監控、安全生產、技術監督、對標考核四大模塊，涵蓋了技術監督管理、指標管理等多項管理內容。
3）電廠端的大數據平臺。電廠端大數據平臺功能包括生產監視、指標管理、報警推送、設備啟停、設備輪換等統計分析的功能。這是在線的一些報表，可以自定義，也可以形成統一的模板。大數據平臺結合三維模型，打通ERP缺陷和兩票信息等，在三維可視化環境中通過KKS編碼進行關聯，集成的展現，為管理人員掌握現場情況和危險點因素提供直觀的展現平臺。通過三維模型可跳轉至機組重要的設備，查看設備實時狀態參數和兩票信息，推送設備主要異常和超限情況，為運行和檢修提供參考。
4）設備數據管理平臺。三維數據管理平臺將設計資料、施工資料、設備廠家資料、調試資料等等結合在三維模型中，通過KKS編碼進行多數據的關聯，通過三維數據管理平臺規范數據資料管理與共享，為電廠運行管理提供可靠的信息管理支持，平臺中所有數據全部進行關聯和展現，方便設備信息檢索，還可以在同一界面中查看設備的基本屬性、設備資料、系統圖和三維模型等數據。
5）開發應用鍋爐防磨防爆系統。結合鍋爐的模型進行防磨防爆信息化的管理，包含設備管理、檢修管理、磨損管理、知識管理的功能結合三維模型中的管道、焊口、編碼信息，可快速定義單根管道和焊口，方便監控。這是螺旋水冷墻的模型，因為定位一根管道很有難度，因為是螺旋上升的，而且節點處會有交叉，通過三維模型可以精細化的定位管道以及焊口信息。通過三維與管理軟件的結合，使鍋爐防磨防爆工作規范化、標準化、可視化，提高了鍋爐的日常管理水平，降低了鍋爐的故障率，減少機組的非停次數。
6）VR虛擬培訓系統。試驗電廠利用三維模型開發了VR虛擬培訓系統，通過VR仿真技術建設交互的仿真場景，提高培訓效率和質量，降低實操培訓的作業風險，開發基于真實環境的VR虛擬還原場景、設備拆解與安裝場景，以及模擬操作的場景等。已開發了三大風機、汽輪機的拆裝、拆解和安裝，還有電氣倒閘操作等應用場景。
第四部分，后續的智能電廠的建設規劃。
后續智能電廠的建設將繼續深入研究數字化管理應用，并向真正意義上的智能化邁進。后續智能電廠建設規劃分三大方面：
1，在DCS生產控制端探索運行操作、協調控制的智能化，智能監盤相關應用，在現有APS和協調功能基礎上，研究智能化的APS和協調控制策略，解放運行人員的常規操作，降低人為風險，探索在DCS端的工況預警和工況診斷，將人員的判斷提升為機器判斷，降低運行和檢修的勞動強度。
2，大數據的生產管理端，進行大數據分析判斷方面的探索和實踐。依靠長期積累的運行數據，進行機組運行工況的巡優，在設備維護方面進行設備狀態監測、設備分析和維護的研究。設計開發貼合現場實際的設備管理平臺，實現各種臺賬、報表、檢修工作的線上管理，形成檔案和知識庫，將個人的技術經驗轉化為數字積累的經驗。
3，在智慧辦公方面，在一體化平臺中進行跨系統的代辦推送和處理相關的開發和研究，利用智能移動辦公、云桌面等新的信息技術，實現智能辦公的實現方法。
我的匯報就到這里。最后想說，在智能化的路上，智能電廠還有很長的路要走，也歡迎各位專家和同仁多多指導和交流，多提寶貴意見。我的匯報就到這里。謝謝大家！
（本文根據現場速記整理，未經發言人審核。）
