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关于建设智慧水电企业的调研报告———————————————————————————————— 作者：———————————————————————————————— 日期： 13 关于建设智慧水电企业的调研报告　　近年来，国内水电行业都在开展智慧企业建设，推动传统能源企业管理革命性变革，以“智能自主、人机协同”为目标，在电站数字化、网络化、智能化的基础上，将大数据、人工智能等先进数字科技与电厂运营管理深度融合，通过整合运行管理历史和人工经验，构建“运行智能、巡检智能、操作自主、人机协同”的全新水电生产组织形态与管理模式如何在我司全面应用，实现智慧水电智能自主运行管理方式，形成具有新时代特点的自主创新技术成果和实践经验，取得良好的经济效益和社会效益将是本文调研的主要方向　　一、智慧企业的概念　　智慧企业是在企业数字化改造和智能化应用之后的新型管理模式和组织形态，是先进信息技术、工业技术和管理技术的深度融合通过智慧企业建设不仅可以促进企业内部生产关系的转型升级，完成与互联网+社会生产力的和谐对接，还能进一步释放企业员工的创新创效活力，为企业提供可持续发展的源动力。

　　智慧水电站是在自动化的基础上，利用物联网的技术和设备监控技术，加强信息管理和服务；清楚掌握发电流程、提高发电过程的可控性、减少人工干预、及时正确地采集发电过程数据，从而科学地制定发电计划，构建高效节能、绿色环保、环境舒适的人性化工厂智慧水电站把vr、大数据等运用到工业领域，方便监控现场、事故预报与诊断，实现了从数字化到智慧化的跨越，改变了以往的运行管理模式，实现了从人工决策到类机器决策的过程　　二、我国智慧水电建设的现状及发展趋势　　2018年5月8日至9日，在北京华北电力大学，联合举办了2018年智慧电厂（第一期）论坛论坛得到广大电力企业、科研院校和信息科技公司的积极响应，来自燃煤电厂、燃气电厂、水电厂、核电站等基层电厂的代表，大唐集团公司和国家能源投资集团公司参会都超过了100人华能、华电、国电投、中广核、国投电力、华润电力、京能、中能建等，都有很多下属电厂派员参加中国电力工程顾问集团、电规总院、西安热工院，以及其他各电力集团公司科研院、电力设计院，华北电力大学、东南大学等都积极派人参会通过两天的报告交流，论坛取得丰硕成果其中大唐南京发电厂、大唐泰州热电公司、国电大渡河流域水电开发公司、华润电力控股有限公司、神华国华（北京）燃气热电有限公司等单位就智能发电和探索建设智慧电厂的实践作了详细的介绍。

　　2019年12月17日，由中国企业联合会、中国企业家协会主办的“2019中国智慧企业发展论坛”在浙江省德清国际会议中心举办主题为“智能自主全面赋能”国家能源集团大渡河流域水电开发有限公司党委副书记、总经理涂扬举出席，并代表智慧企业推进委员会发布《智慧水电企业建设指南》，从此拉开了智慧水电企业建设新篇章　　目前，大渡河水电公司通过探索物联网、大数据和人工智能技术与流域梯级电站群自主运行、远方操作、智能巡检等成套关键技术，建成了首个“自感知、自运行、自学习、自决策”的梯级电站群2020年10月08日，由中国水利发电工程学会和中国大坝工程学会联合主办的水库大坝和水电站智能建造与运行学术交流会上，大渡河公司被授予梯级水电站群智能运行创新实践基地　　瀑布沟水电通过建立生产知识图谱，借助5g传输智能安全帽采集到的实时视频，运用现实感知模型计算人员精准位置，姿态动作及环境风险并结合安全管理业务流程和认知图谱，实现人员、设备安全借助环境感知辅助降低操作人员的精神压力，让云计算成为生产过程中的智慧大脑，提升安全管理水平　　大岗山水电通过运维生产管理模型的建立，解决现行运维管理模式与智慧电厂建设的不平衡性，建立全面融合制度、机器、设备、人员的新型管理方案，提高运维管理的感知能力、分析能力、规划能力及自主决策能力。

　　猴子岩水电运用流失算法，通过机组振摆、水头、有功、导叶开度等数据进行建模，针对大量生产数据未得到有效利用、应急人员对机组运转特性存在盲区、智慧发电控制策略有死区、设备状态评估无前瞻等痛点进行水轮机运转特性辨识　　大渡河水电通过整合大渡河公司水文、水工专业领域现有技术及数据资源，结合流域各区域的降雨地灾预警需求特点，构建集多源气象信息融合预报、降雨地灾关联预测、预警信息发布功能为一体的降雨地灾预警模型　　大唐亭子口水电采用5g水下机器人搭载清淤和巡检作业设备，可以在不排水的条件下，替代人工水下作业，降低了成本提高了效率　　诸如此类的给设备赋能、将大数据、物联网等应用至水电生产、管理中的案例比比皆是目前我国智慧水电建设开展的热火朝天，智慧水电的建设日渐成熟，大渡河水电、大唐、华能、华电等水电企业已走在智慧企业建设道路的前端，推动智慧水电企业建设也将成为社会进步的必然趋势　　三、我司在智慧水电企业建设中的现状　　从嘉陵江流域水电企业目前情况来看，电厂的运行管理仍然在沿用传统的运营管理模式，电厂仍未能形成厂级的统一数据平台，实时数据与相关管理数据无论在存储管理还是应用方面都是割裂的运行大多仍根据定值曲线自动调整，未进行优化，检修方面也仍在沿用定检定修。

设备巡检工作采用人工巡视+工业电视巡视水情调度采用人工预测，主观判断为主从冷端优化、运行优化类到故障早期预警、设备可靠性评价等检修类应用仍处于分散应用状态金沙公司初探了“联合调度”，提出了建设嘉陵江流域集控中心，其它大多数电站仍依靠提升自动化程度或信息化程度的形式推进，仍未能与实际生产相结合，距离实现智慧企业相距甚远　　四、传统生产运行中的不足　　传统的水电生产运行采用人工巡视，多班组值班制度，检修方面沿用每年定检定修，管理采用多人分工管理模式，还是以水为天、靠水吃饭的调度模式，这些传统的水电运营已无法满足社会进步的要求，在实际生产中也体现出了多方面的不足，例如：　　1、传统的检修工作缺乏针对性，导致检修并不彻底，安全隐患无法全面排除，还可能会反复停机、停电检修，检修期间弃水风险较大，检修工期较长，造成资源的浪费，检修成本的增加　　2、传统的巡视工作，主要采用人工巡视，每天有3次固定路线和多次临时机动巡检任务每次巡视耗时1-3个小时，人均步行2万多步，巡检人员的责任心差异、技能水平高低、巡检范围与频率等因素，在一定程度上影响巡检质量人工巡视也只能看到设备外表，来主观的判断设备运行状况对设备掌握有很多不确定性，同时人工巡视效率不高且存在漏巡风险、巡视过程中存在诸多不安全因数等。

　　3、传统的班组值班、多人分工分散式管理模式，需要大量人员，造成人工成本的增加，管理成本的增加，信息传递不及时等现象这种管理模式工作效率低，还受管理人员个人情绪及管理水平的影响　　4、传统的水情调度，依靠收集上游电站放水计划进行粗狂式调度，未能精确考虑气候变化引起的水情变化、用电负荷变化等诸多因数在降低耗水率，增加发电效益上略显不足　　五、建设智慧水电企业的优势　　智慧水电企业，以“智能自主、人机协同”为目标，在电站数字化、网络化、智能化的基础上，将大数据、人工智能等先进数字科技与电厂运营管理深度融合，通过整合运行管理历史和人工经验，构建“运行智能、巡检智能、操作自主、人机协同”的全新电力生产组织形态与管理模式　　面对传统水电生产的不足，智慧水电企业的建设能解决传统水电生产运行中的诸多问题，例如：　　1、建立集控中心，进行集控管理集控管理是一种全自动智能化管理方式，转变了以往的多人分工班值管理方式，实现了无人值守管理，降低人力资源的投入，简化了运行管理内容，提高了工作效率　　2、采用“无人机+巡检机器人+工业电视”相结合的模式，辅以智能传感器系统，实现在厂房各区域精准可靠地移动、跟踪、定位，并根据探测的可见光、红外光及气体、声音、振动、温湿度来识别和分析异动故障。

机器人智能巡回取代传统水电站人员走动式巡回，由机器人完成一系列自动化定向操作，完成对生产现场数据的采集、传输、分析及结果处理等全过程，减少人员工作量，大大提高工作效率和工作质量　　3、全面实现无人值班（少人值守）管理，强化现场智慧安全管理采用智能钥匙等管理手段，实现现场权限管理精细化，给正常操作带来便利，提高事故操作及时性，减少运行操作失误，提高安全管理水平　　4、实现智慧检修：以状态监测、故障诊断、智能决策为要素，由数据中心、算法中心、应用中心和服务管理系统等构成数据中心对设备状态数据进行实时采集，形成设备特定状态的变化曲线，提供判定参数算法中心对数据中心提供的数据进行比较挖掘和处理，对设备各个状态作出状态评判，及时作出趋势预警，实现风险自动识别应用中心根据算法中心的预警，对故障点进行精准定位定性，结合趋势变化，提出检修策略，有效避免设备过修或漏修服务支持系统依托精益检修标准体系，自动完成检修方案、物资材料准备、过程管理，进一步提升标准化作业水平　　5、实现智慧调度：传统的水电站以水为天、靠水吃饭，这也是几代水电人难以突破的行业技术瓶颈在创新技术的支撑下，智慧电站可以采用流域多源数据融合分析技术，建立了高精度水情预测预报及电力调控体系，构建基于降雨、径流、大气环流指数时空场的多因子集，创建大数据驱动的高精度水情气象耦合洪水概率预报技术，结合多时空尺度流域汇流耦合预报模型，提高预报水平分辨率。

同时，基于多层控制模型簇的梯级电站实时负荷自动分配的方法，建立自适应复杂洪水情势的流域泄洪闸门智能调控系统，实现流域调度由单机直调向多电站“一键调”的转变，实现嘉陵江流域全年负荷调节零干预通过调节拦蓄洪水，成功应对汛情，调蓄大洪水，确保上下游沿河两岸地方防汛安全通过定量降水预报、洪水资源化利用、智能调度决策支持、经济调度控制等先进研究成果的应用，实现增效目的　　六、我司应当如何开展智慧水电企业建设　　智慧水电企业建设主要实现业务量化、统一平台、集成集中、智能协同四部分一、业务量化：通过科学设定标准、量化工作任务，实现精益化企业管理；运用智能设备和物联网技术，实时采集、传输、处理各类信息数据，实现对企业各种要素的动态感知二、统一平台：运用无边界网络技术、云计算技术、移动互联技术，创建员工协同工作、数据实时交换、信息实时处理的信息化基础平台三、集成集中：通过整体规划、系统整合、数据集中、集成运行等策略，消除业务系统分类建设、条块分割、数据孤岛的现象，构筑企业级统一服务平台四、智能协同：在相关数据、平台、应用的支撑下，实现人、系统、设备之间的高效协作；在人工智能和大数据技术的支持下，实现自动风险识别和智能决策管理。

　　1、智慧水电平台框架　　(一)、智慧水电平台框架组建思路　　更安全、更经济、更环保、更先进、更高效是智慧水电发展的必然需求，云计算、大数据、物联网、人工智能、移动互联、5g应用等技术赋能电力企业，智慧水电建设必然离不开这些技术，其中物联网构建人机交互的新环境，特别是移动边缘计算　　从信息化建设的角度来说，水电站的智慧水电平台重点是要以设备的智能巡检，故障精准定位排查，系统协同联动来确定主要目标，以自动化控制为基本点，以数据的共融共通为核心点，依托大数据分析或者是智能化分析等技术手段来引导水电站整个管理模式的自我演进，形成更加科学的新型管理模式由此智慧水电平台，要从水电站的生产过程、业务流程、物理对象、环境条件等方面进行数字化处理，然后将水电站的生产经营的各个环节业。