一體化大平臺在綜合智慧能源項(xiàng)目的應(yīng)用

陸群，詹巍

（中電（成都）綜合能源有限公司，四川 成都 610000）

隨著《中國制造2025》《能源發(fā)展 十三五 規(guī)劃》《關(guān)于推進(jìn) 互聯(lián)網(wǎng) 智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》等政策文件的陸續(xù)出臺，以發(fā)電過程數(shù)字化、自動(dòng)化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，以管控一體化、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)為平臺，集成智能傳感與執(zhí)行，智能控制與優(yōu)化，智能管理與決策等計(jì)算，實(shí)現(xiàn)更加安全、高效、清潔、低碳、靈活的發(fā)展目標(biāo)的智能電廠已經(jīng)從規(guī)劃逐漸走向?qū)嵤┞涞剡^程。

本文結(jié)合國家電力投資集團(tuán)中國電力國際發(fā)展有限公司正在開發(fā)的四川成都高新西區(qū)天然氣分布式能源站綜合智慧能源項(xiàng)目數(shù)字化電廠的總體架構(gòu)，創(chuàng)新性地提出了融合數(shù)字化移交、全廠數(shù)據(jù)信息集成融合、一體化工作平臺的一體化大平臺，作為數(shù)字化電廠建設(shè)的核心和基礎(chǔ)，為整個(gè)數(shù)字化電廠順利實(shí)施提供有力保證。

1 成都高新區(qū)綜合智慧能源項(xiàng)目簡介

成都高新西區(qū)天然氣分布式能源站項(xiàng)目處于四川成都高新西區(qū)，工業(yè)用地面積約81.3 畝，距離成都市中心21.5 公里。規(guī)劃建設(shè)3x60MW 級燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)冷熱電三聯(lián)供（CCHP）機(jī)組，本期工程擬建設(shè)2 套 一拖一 燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，即2 臺西門子SGT-800 燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組、2 臺余熱鍋爐、1 臺抽凝蒸汽輪發(fā)電機(jī)組、1 臺背壓蒸汽輪發(fā)電機(jī)組。2 套聯(lián)合循環(huán)機(jī)組額定供熱工況下出力約117.6MW，最大出力132.3MW，建成后主要為成都高新西區(qū)內(nèi)重要的工業(yè)、企業(yè)用戶配套提供冷、熱、電等綜合能源服務(wù)。

2 項(xiàng)目數(shù)字化電廠總體架構(gòu)簡要介紹

成都高新西區(qū)天然氣分布式能源站規(guī)劃了包括數(shù)字化基礎(chǔ)、數(shù)字化工程、數(shù)字化控制、數(shù)字化生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控、數(shù)字化管理、數(shù)字化平臺、數(shù)字化決策等在內(nèi)的7 大類共30 項(xiàng)的總體架構(gòu)，如圖1 所示，并采用 統(tǒng)一規(guī)劃，分布實(shí)施的的思路進(jìn)行建設(shè)。

3 項(xiàng)目一體化大平臺功能

一體化化大平臺建設(shè)范圍包括全生命周期數(shù)字化移交、集成三維數(shù)據(jù)工廠運(yùn)行維護(hù)數(shù)據(jù)融合、一體化工作平臺3 個(gè)有機(jī)結(jié)合的部分，功能定位于電廠全生命周期后臺數(shù)據(jù)管理與前臺一體化應(yīng)用整合，是數(shù)字化電廠建設(shè)的基礎(chǔ)和核心。具體涵蓋內(nèi)容及定位如圖2 所示。

具體功能包括：

（1）將三維設(shè)計(jì)模型、系統(tǒng)圖模型、相關(guān)檔案資料等基建期內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字化整理并與全廠編碼系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)后納入數(shù)字化移交平臺統(tǒng)一管理；

圖1 成都高新西區(qū)分布式能源站數(shù)字化電廠總體架構(gòu)

圖2 一體化大平臺涵蓋內(nèi)容范圍及其在總體架構(gòu)中的定位

（2）將運(yùn)營期實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、檢修維護(hù)記錄等生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及巡檢、定位、安防、視頻、經(jīng)營管理等數(shù)據(jù)與基建期數(shù)字化移交數(shù)據(jù)進(jìn)行多學(xué)科數(shù)據(jù)融合，并提供用戶友好的界面進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)系配置與變更操作，形成可供各種分析應(yīng)用的全廠數(shù)據(jù)信息集成融合的大數(shù)據(jù)資源池并自動(dòng)生成相關(guān)報(bào)表；

（3）基于電廠不同角色的各項(xiàng)業(yè)務(wù)流程通過工作流串接相應(yīng)的應(yīng)用與數(shù)據(jù)，并在統(tǒng)一界面上進(jìn)行展示，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)登錄與多個(gè)系統(tǒng)的整合應(yīng)用，做到不同角色的數(shù)字化工作需求可以通過多種數(shù)字化手段，包括桌面、移動(dòng)終端等實(shí)現(xiàn)；一體化工作平臺作為企業(yè)數(shù)字化應(yīng)用的入口和界面，對各部門人員提供通用和可定制的服務(wù)，并可作為商務(wù)智能的展現(xiàn)平臺；

（4）提供數(shù)字化電廠其他相關(guān)系統(tǒng)的集成/對接方案，包括三類系統(tǒng) 全廠三維數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析類應(yīng)用系統(tǒng)、集成融合的全廠各類數(shù)據(jù)源應(yīng)用系統(tǒng)（ERP、SIS+、巡檢、定位、一體化安防、安全管理、視頻監(jiān)控、IEMS 多能流能量管理系統(tǒng)等）。實(shí)現(xiàn)的功能包括但不限于：三維數(shù)字化檔案、多學(xué)科數(shù)字化模型信息融合、三維可視化培訓(xùn)、智能安全管理、二三維聯(lián)動(dòng)及視頻聯(lián)動(dòng)，數(shù)字化工廠配置模型管理，以及以電廠標(biāo)識系統(tǒng)編碼為核心，實(shí)現(xiàn)三維模型與ERP 系統(tǒng)、兩票管理、定位系統(tǒng)及智能巡檢系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)集成。圖3 為一體化大平臺建設(shè)內(nèi)容的內(nèi)涵、外延及其之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，主要考慮三類集成關(guān)系。

圖3 一體化大平臺內(nèi)涵、外延及其之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系

3.1 數(shù)字化移交模塊功能

數(shù)字化移交是將基建期數(shù)據(jù)匯總、關(guān)聯(lián)并整體移交至運(yùn)營期的步驟，是電廠智能化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的重要組成部分，對于新建電廠項(xiàng)目具有重要意義。包含兩方面內(nèi)容：數(shù)字化移交系統(tǒng)建設(shè)及相關(guān)實(shí)施服務(wù)，具體情況如下：

（1）數(shù)字化移交系統(tǒng)建設(shè)：數(shù)字化移交系統(tǒng)作為智能數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用一體化系統(tǒng)的重要組成部分與其他模塊良好貫通，其本身應(yīng)以電廠標(biāo)識系統(tǒng)編碼為核心，結(jié)合設(shè)備物資編碼和文檔編碼，實(shí)現(xiàn)工程三維模型、設(shè)計(jì)成品、采購文檔、施工文檔、廠家資料、調(diào)試資料等信息的關(guān)聯(lián)、匯總。并在基建期起到信息匯總渠道與信息溝通平臺的作用，便于各參建單位協(xié)同工作；

（2）數(shù)字化移交實(shí)施服務(wù)：根據(jù)工程項(xiàng)目需要，將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、采購數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)、安裝調(diào)試數(shù)據(jù)進(jìn)行完整匯總、整理，并根據(jù)編碼體系完整錄入系統(tǒng)中，通過電子化和信息化的手段對工程數(shù)據(jù)和圖文檔資料（未進(jìn)行電子化的紙介質(zhì)文檔需進(jìn)行掃描）進(jìn)行整合、關(guān)聯(lián)、驗(yàn)證和存儲。

3.2 全程數(shù)據(jù)信息集成融合功能模塊要求

本系統(tǒng)是針對電廠全生命周期的系統(tǒng)，即從電廠概念與設(shè)計(jì)、運(yùn)營、維護(hù)直至退役階段內(nèi)的工程信息進(jìn)行整合、共享、存儲以及管理的解決方案載體。在不同的階段內(nèi)，該平臺系統(tǒng)具有不同的功能來滿足設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營階段不同的業(yè)務(wù)需求。數(shù)字化移交模塊主要面向基建期間數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)融合與應(yīng)用方面應(yīng)著重面向生產(chǎn)運(yùn)行階段。

該模塊是物理電廠的三維模擬的實(shí)時(shí)完整的展示，在電廠設(shè)計(jì)、施工資料基礎(chǔ)上，通過與SIS+系統(tǒng)、ERP 系統(tǒng)、智能安防平臺等信息系統(tǒng)關(guān)聯(lián)配合，實(shí)現(xiàn)以統(tǒng)一設(shè)備標(biāo)識為節(jié)點(diǎn)，以三維模型關(guān)聯(lián)其現(xiàn)場實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，運(yùn)行指標(biāo)，設(shè)備臺帳信息，報(bào)警信息，設(shè)備缺陷信息，設(shè)計(jì)、施工圖檔信息，備品備件信息等。平臺作為三維模型的展示平臺，滿足在運(yùn)營階段對于三維模型可能的具體應(yīng)用，將智能安防等報(bào)警等結(jié)果在三維模型中集中體現(xiàn)，包括但不限于在三維模型中體現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、人員定位信息、人員巡檢記錄、體現(xiàn)運(yùn)行中的虛擬圍欄、體現(xiàn)攝像頭或可能的移動(dòng)視頻頭位置、體現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案及檢修、大修模擬、可區(qū)分體現(xiàn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)及仿真系統(tǒng)的設(shè)備工作狀態(tài)、體現(xiàn)并快速定位控制系統(tǒng)及安防系統(tǒng)中報(bào)警信息在三維模型中的空間位置等。

數(shù)據(jù)融合平臺作為將電廠全部技術(shù)數(shù)據(jù)匯總的載體，承擔(dān)支撐電廠運(yùn)行技術(shù)決策及生產(chǎn)運(yùn)行尋優(yōu)的重要工作，智能化管理輔助系統(tǒng)（兩票、安防一體化、人員定位等）支撐現(xiàn)場工作，共同構(gòu)成電廠生產(chǎn)運(yùn)行的 信息操作系統(tǒng) 。

因此，除實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)匯總展示、其他智能化管理輔助系統(tǒng)關(guān)聯(lián)功能外，匯總展示廠級DCS 系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行控制、設(shè)備診斷等生產(chǎn)技術(shù)決策相關(guān)的計(jì)算分析功能結(jié)果，同時(shí)為后期電廠各類數(shù)據(jù)分析應(yīng)用及決策提供便利，為構(gòu)建 有自主意識的智能電廠奠定基礎(chǔ)。

3.3 一體化工作平臺功能模塊要求

一體化工作平臺旨在融合電廠日常業(yè)務(wù)流程涉及的各類應(yīng)用功能，打破電廠各應(yīng)用系統(tǒng)的信息孤島，實(shí)現(xiàn)對員工多種數(shù)字化應(yīng)用需求的統(tǒng)一支持平臺，做到不同角色的數(shù)字化工作需求可以通過多種數(shù)字化手段，包括桌面，移動(dòng)終端等實(shí)現(xiàn)。一體化工作平臺作為企業(yè)數(shù)字化應(yīng)用的入口和界面，對各部門人員提供通用和可定制的服務(wù)，并可作為商務(wù)智能的展現(xiàn)平臺。從功能方面來看，一體化工作平臺需要實(shí)現(xiàn)以下功能：多個(gè)應(yīng)用按照不同角色業(yè)務(wù)流程進(jìn)行集成、整合、編排；形成 一站式 信息門戶，提供用戶單點(diǎn)登錄；

個(gè)性化定制工作桌面與界面風(fēng)格、關(guān)鍵信息及報(bào)表的欄目定制與圖形化展示、以知識為核心的內(nèi)容管理、信息/資源導(dǎo)航與分布式搜索等有助于提高用戶友好性與用戶體驗(yàn)從而提高員工日常工作效率的功能；

主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)的移動(dòng)化應(yīng)用，提高員工之間的溝通、互動(dòng)與協(xié)作能力。

從技術(shù)方面來看，為靈活實(shí)現(xiàn)上述功能，一體化工作平臺需要提供以下工具軟件：

統(tǒng)一用戶認(rèn)證與身份管理；工作流管理；

多終端統(tǒng)一訪問接入；

報(bào)表引擎。

4 結(jié)語

本文提出的數(shù)字化移交、全廠數(shù)據(jù)信息集成融合與一體化工作臺三系統(tǒng)集成的一體化大平臺主要針對全廠全生命周期的系統(tǒng)，即從電廠概念與設(shè)計(jì)、運(yùn)營、維護(hù)直至退役階段內(nèi)的各類信息進(jìn)行全域整合、共享、存儲以及管理的解決方案載體。在不同的階段內(nèi)，該平臺系統(tǒng)具有不同的功能來滿足基建、運(yùn)營階段不同的業(yè)務(wù)需求，為后期整個(gè)數(shù)字化電廠的建設(shè)和運(yùn)營提供平臺支撐作用，集成系統(tǒng)多，接口多，是數(shù)字化電廠建設(shè)的核心和基石。