數(shù)字化轉型實踐在智能電廠中的探索

摘" 要：隨著科技的不斷發(fā)展，智能化和數(shù)字化轉型已經成為現(xiàn)代工業(yè)領域的重要趨勢。該文以智能電廠項目為例，深入探討如何充分利用先進的信息技術和數(shù)據(jù)科學，來實現(xiàn)電廠運營的數(shù)字化轉型。該項目通過對數(shù)據(jù)資源的管理和治理、安全管控，以及智能決策等方面的實踐取得顯著的成果，為電廠行業(yè)未來的發(fā)展提供寶貴的經驗和借鑒。

關鍵詞：智能電廠；數(shù)字化轉型；大數(shù)據(jù)平臺；數(shù)據(jù)共享；數(shù)據(jù)治理

中圖分類號：TP18" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）25-0013-04

Abstract： With the continuous development of science and technology， intelligent digital transformation has become an important trend in the field of modern industry. Taking the intelligent power plant project as an example， this paper deeply discusses how to make full use of advanced information technology and data science to realize the digital transformation of power plant operation. Through the practice of data resources management and governance， safety control， and intelligent decision-making， the project has achieved remarkable results， which provides valuable experience and reference for the future development of the power plant industry.

Keywords： intelligent power plant; digital transformation; big data platform; data sharing; data governance

隨著科技的快速發(fā)展，數(shù)字化和智能化已經成為當今工業(yè)界的主要趨勢之一。電力行業(yè)作為社會經濟運行的重要支撐，面臨著更加復雜和多變的挑戰(zhàn)。除需要持續(xù)穩(wěn)定地供電之外，還需要在資源利用、能效提升和安全管理方面面臨諸多挑戰(zhàn)。為了應對這些挑戰(zhàn)，電廠必須積極采用現(xiàn)代信息技術，實現(xiàn)數(shù)字化轉型，提高運營效率，減少安全風險，并滿足不斷增長的能源需求。通過引入智能化系統(tǒng)和先進的數(shù)據(jù)分析技術，電力行業(yè)能夠更好地監(jiān)測和管理能源生產和輸配等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)資源的合理利用和能源的可持續(xù)發(fā)展。因此，數(shù)字化轉型已成為電力行業(yè)必不可少的發(fā)展方向，為行業(yè)帶來了更多的機遇和可能性。

然而，數(shù)字化轉型并非一蹴而就的簡單過程。隨著電廠中的生產系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的不斷增加，積累了大量的數(shù)據(jù)，包括生產數(shù)據(jù)、設備以及安全相關數(shù)據(jù)等。目前這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處于零散、孤立、分散、混亂的狀態(tài)，難以進行高效的整合和分析，導致海量數(shù)據(jù)處于低效率、低價值應用狀態(tài)。這種數(shù)據(jù)碎片化和孤立化的狀態(tài)給電廠運營帶來了諸多挑戰(zhàn)。首先，數(shù)據(jù)的分散和混亂使得電廠難以全面了解生產情況和設備狀態(tài)，降低了生產效率和運營安全性。其次，由于數(shù)據(jù)無法被充分利用，電廠的運營效率和可持續(xù)性受到了影響，難以實現(xiàn)資源的最優(yōu)配置和能源的合理利用。因此，如何更好地管理數(shù)據(jù)資源，提高電廠運營的安全性、效率和可持續(xù)性，一直是業(yè)界亟待解決的問題。

因此，迫切需要對各系統(tǒng)進行貫通，以建立一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫為基礎，進而實施數(shù)據(jù)標準化和關聯(lián)化的工作。在此基礎上，消除不同業(yè)務板塊之間的數(shù)據(jù)孤島，打破業(yè)務壁壘，從而使各系統(tǒng)之間能夠有機聯(lián)動。這種方式不僅可以將數(shù)字化建設應用于實際操作中，還能夠充分發(fā)揮其對提升企業(yè)生產經營能力的助推作用。與此同時，電廠的運營也受到人為因素和安全風險的威脅，需要更加智能的安全管控手段。數(shù)字化轉型為電廠提供了解決這些挑戰(zhàn)的方案。通過建立智能監(jiān)控系統(tǒng)、運用大數(shù)據(jù)分析技術和人工智能技術，我們可以及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在的安全隱患，從而提高電廠的安全性和穩(wěn)定性。這種技術手段不僅可以提升電廠的安全水平，還可以為電廠運營提供更加智能、高效的管理方式。本文旨在深入探討數(shù)字化轉型在電力行業(yè)的應用與實踐，重點研究了數(shù)據(jù)整合與標準化、數(shù)據(jù)關聯(lián)與應用、智能安全管控等關鍵技術與方法。通過案例分析和經驗總結，旨在為電力企業(yè)數(shù)字化轉型提供有益的借鑒和參考，推動電力行業(yè)向著更加數(shù)字化、智能化、安全化的方向邁進。

1" 數(shù)字化轉型的理論框架

1.1" 數(shù)字化轉型概念

數(shù)字化轉型指的是將傳統(tǒng)電力行業(yè)的運營方式從以人工為主轉變?yōu)橐詳?shù)字技術為主的戰(zhàn)略過程。這一概念貫穿整個業(yè)務生命周期，從數(shù)據(jù)的采集和處理一直到應用的全過程數(shù)字化。通過借助先進的信息技術，數(shù)字化轉型旨在實現(xiàn)電廠運營的全方位智能化，為業(yè)務創(chuàng)新和效率提升創(chuàng)造廣泛可能。在這個過程中，關鍵的挑戰(zhàn)是打破不同業(yè)務之間的數(shù)據(jù)孤島，使得各個環(huán)節(jié)能夠有機協(xié)同，從而更好地適應快速變化的市場需求。

1.2" 數(shù)字化轉型在電力行業(yè)的應用

數(shù)字化轉型在電力行業(yè)的應用是一項重要而復雜的工程，旨在利用現(xiàn)代信息技術和智能化手段，提升電力行業(yè)的運營效率、安全性和可持續(xù)性。以下是數(shù)字化轉型在電力行業(yè)的部分應用。

1.2.1" 數(shù)據(jù)共享與決策支持

構建數(shù)據(jù)平臺和業(yè)務中臺，實現(xiàn)電力行業(yè)內外部數(shù)據(jù)的共享，這一舉措不僅能夠打破各業(yè)務板塊之間的信息壁壘，還能夠促進數(shù)據(jù)資源的共享和互通。例如，通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)標準化規(guī)范，可以將來自不同業(yè)務板塊的數(shù)據(jù)進行整合和統(tǒng)一管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一體化存儲和管理。同時，通過數(shù)據(jù)共享與決策支持還可以更好地實現(xiàn)對關鍵業(yè)務環(huán)節(jié)的監(jiān)控和管理，提高運營效率和服務質量。

1.2.2" 數(shù)據(jù)標準化和關聯(lián)化

在數(shù)字化轉型過程中，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫不僅可以確保來自各個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)得到集中存儲和管理，還能夠通過制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準和規(guī)范，提高數(shù)據(jù)的質量和可信度。同時，數(shù)據(jù)標準化和關聯(lián)化處理也能夠消除數(shù)據(jù)孤島的存在，實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的有機聯(lián)動。通過建立數(shù)據(jù)間的邏輯關系和關聯(lián)規(guī)則，不同系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以進行有效關聯(lián)和利用，從而提高數(shù)據(jù)的管理效率和應用價值。這種有機聯(lián)動的數(shù)據(jù)管理方式，能夠為電力企業(yè)提供更準確、更全面的數(shù)據(jù)支持，為企業(yè)決策提供更有力的依據(jù)。

1.2.3" 智能安全管控

利用數(shù)字化手段，可以實現(xiàn)電力設備的遠程監(jiān)控和智能化運維。借助預測性維護技術，可以提前發(fā)現(xiàn)電力設備可能存在的問題和隱患，從而降低設備故障風險，確保電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。與傳統(tǒng)的定期維護方式相比，預測性維護更加智能高效，能夠大大減少維護成本，提高電力系統(tǒng)的運行效率和穩(wěn)定性。此外，智能安全管控還可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的實時監(jiān)測和遠程操作，及時響應突發(fā)事件和異常情況，保障電力系統(tǒng)的安全運行。

2" 智能電廠項目的關鍵方法

在智能電廠項目中，采用了一系列關鍵技術和方法，旨在推動數(shù)字化轉型，提高電廠的運行效率和管理水平。以下是該項目中應用的主要技術和方法。

2.1" 數(shù)據(jù)治理關鍵技術

2.1.1" 數(shù)據(jù)入庫

數(shù)據(jù)入庫是數(shù)字化轉型的關鍵步驟，其目的在于有效地管理和利用企業(yè)的大量數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)治理的核心階段，本文通過大數(shù)據(jù)平臺工具，將各系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)集中存儲在一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫中，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的“統(tǒng)一數(shù)倉化”。這為各功能模塊提供了唯一的數(shù)據(jù)“倉庫”服務，消除了多套信息化數(shù)據(jù)“倉庫”不能共享應用的弊端，形成了全廠唯一的“統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉庫”。

2.1.2" 數(shù)據(jù)標準化管理

在智能電廠項目中，各個部門和系統(tǒng)可能使用不同的數(shù)據(jù)格式和標準，因此，為了確保數(shù)據(jù)在不同系統(tǒng)和部門之間的一致性，本文定義了一套標準化的規(guī)則。

標準化的數(shù)據(jù)格式和結構可以打破數(shù)據(jù)孤島，使得不同系統(tǒng)之間更容易實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和集成。本文通過數(shù)據(jù)測點編碼、屬性管理、應用管理和安全管理等標準化規(guī)范，確保數(shù)據(jù)的一致性，為數(shù)據(jù)的開放性提供了基礎。

2.1.3" 數(shù)據(jù)關聯(lián)關系構建

在數(shù)據(jù)倉庫的基礎上，通過建立數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)關系，使得來自不同系統(tǒng)和部門的數(shù)據(jù)能夠相互連接，實現(xiàn)了不同業(yè)務板塊之間的有機聯(lián)動，進而提高了數(shù)據(jù)的可用性。本文利用數(shù)據(jù)治理平臺的工具，以設備的工程標識編碼（KKS碼）為關聯(lián)紐帶，對來自同一設備的多個數(shù)據(jù)構建關聯(lián)關系，即數(shù)據(jù)血緣關系，形成了數(shù)據(jù)的完整關系網。這種關聯(lián)關系的建立消除了不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)孤島，打通了以往存在的數(shù)據(jù)壁壘，使得各系統(tǒng)間能夠有機聯(lián)動，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的全面共享和利用。

2.1.4" 數(shù)據(jù)應用的高效化

通過在已建的大數(shù)據(jù)平臺上實施數(shù)據(jù)治理，本文成功實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的“四化”：統(tǒng)一數(shù)倉化、數(shù)據(jù)標準化、數(shù)據(jù)關聯(lián)化和數(shù)據(jù)應用高效化。各個智能應用模塊從“統(tǒng)一數(shù)倉”精準抓取所需數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)分析應用，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)應用高效化，消除了傳統(tǒng)建設方案數(shù)據(jù)低效率、低價值應用的弊端。

2.2" 系統(tǒng)集成方法

在數(shù)字化轉型的過程中存在多個獨立運行的信息化系統(tǒng)，導致了數(shù)據(jù)的碎片化，使得各個業(yè)務模塊之間難以實現(xiàn)有機的聯(lián)動。因此，為了確保各個業(yè)務模塊之間能夠協(xié)同工作，需要對現(xiàn)有的信息系統(tǒng)進行集成。本文通過對一體化管控中心的建設，實現(xiàn)了各個信息系統(tǒng)的有機集成。一體化管控中心作為數(shù)字化轉型的核心樞紐有著重要的背景和意義。首先，一體化管控中心的建設是為了提供一個集中、統(tǒng)一的管理平臺，使得智能控制、智能運行、智能設備、智慧燃料和智慧安全等多個模塊得以有機結合，實現(xiàn)協(xié)同作業(yè)。其次，管控中心的各個模塊不僅僅是技術工具，更是為各專業(yè)和部門提供了信息系統(tǒng)使用導航的樞紐。通過這一中心，不同業(yè)務領域的人員能夠更加便捷地利用信息系統(tǒng)，提高工作效率，實現(xiàn)數(shù)字化轉型的最大化效益。

2.3" 智慧檢修平臺技術支持

智慧檢修平臺在智能電廠項目中扮演著關鍵角色，其技術支持涵蓋設備知識圖譜建設、測點級監(jiān)測預警、部件級故障診斷、設備狀態(tài)評估、檢修評價以及隱患治理等多方面。測點級監(jiān)測預警通過建立設備數(shù)學模型對設備中的各個測點進行監(jiān)測，實時計算健康基準值。針對每個測點的健康基準值，平臺設定了偏差閾值，并在偏差超限時觸發(fā)預警，以實現(xiàn)對設備健康狀態(tài)的實時監(jiān)測和異常預警。部件級故障診斷利用測點預警觸發(fā)故障模式，配置觸發(fā)規(guī)則，實現(xiàn)故障的自動診斷，并實時計算故障嚴重度。設備狀態(tài)評估通過RCM確定設備狀態(tài)評估的維度，對評估維度進行賦權計算，進行量化計算得分。最后，生成設備狀態(tài)評估單和報告，并結合人機合作進行評估流程。檢修評價主要包括記錄檢修過程、對比分析檢修項目與狀態(tài)評估單以及評價修后和修前的運行狀態(tài)。隱患治理全面提升了安全管理的水平，通過高效的數(shù)據(jù)管理和多維度分析，可以及時發(fā)現(xiàn)、響應和預防潛在的安全隱患，確保工作場所的安全穩(wěn)定。

2.4" 視頻安防深度應用技術

視頻安防深度應用技術是智能電廠項目中不可或缺的一環(huán)，其目的在于提供全面的安全監(jiān)控和管理支持。利用先進的視頻監(jiān)控技術，可以實現(xiàn)對電廠各關鍵區(qū)域的實時監(jiān)測和快速響應，確保安全狀況得到及時有效的監(jiān)控和處理。在已有的視頻安防系統(tǒng)基礎上，通過進行系統(tǒng)的改造和升級，實現(xiàn)了對現(xiàn)場重點區(qū)域的智能分析和管理。這項技術的關鍵在于在現(xiàn)有的智能分析平臺基礎上，增加了對人員行為的智能分析和預警功能。例如，系統(tǒng)可以監(jiān)測現(xiàn)場人員是否存在抽煙行為，是否佩戴安全帽，以及是否進入了禁入?yún)^(qū)域等。通過這些智能分析和預警功能，管理人員可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患和違規(guī)行為，并立即采取必要的措施進行處理，從而提升電廠的安全管理水平和工作效率。

3" 實踐成果與經驗總結

在智能電廠項目實施的過程中，取得了顯著的實踐成果，形成了寶貴的經驗總結，為電廠數(shù)字化轉型提供了堅實支持。以下是取得的主要實踐成果及相關經驗總結。

3.1" 數(shù)據(jù)“四化”實現(xiàn)及大數(shù)據(jù)分析

通過在已建的大數(shù)據(jù)平臺基礎上進行數(shù)據(jù)治理，本文成功實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的“四化”：統(tǒng)一數(shù)倉化、數(shù)據(jù)標準化、數(shù)據(jù)關聯(lián)化、數(shù)據(jù)應用高效化。首先，通過將各類型的原始數(shù)據(jù)入庫到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫，建立了全廠唯一的“統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉庫”，打通了以往存在的數(shù)據(jù)孤島，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和共享。其次，數(shù)據(jù)標準化規(guī)則的制定和實施確保了數(shù)據(jù)的開放性，消除了傳統(tǒng)方案中數(shù)據(jù)“無法讀取”應用的弊端。通過數(shù)據(jù)關聯(lián)關系的構建，解決了數(shù)據(jù)“無法識別”應用的問題，實現(xiàn)了不同數(shù)據(jù)之間的有效關聯(lián)和交互，為數(shù)據(jù)分析和應用提供了更可靠的基礎。 最后，通過引入數(shù)據(jù)應用高效化的概念，精準抓取所需關聯(lián)數(shù)據(jù)進行了大數(shù)據(jù)分析應用需求，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)應用的高效化。

3.2" 提高數(shù)據(jù)分析應用及信息系統(tǒng)水平

通過建設一體化管控中心，本文將已建的業(yè)務系統(tǒng)集中整合，為公司提供了統(tǒng)一的管控平臺，提高了業(yè)務系統(tǒng)的運行效率和協(xié)同能力。同時，企業(yè)標準化業(yè)務能力的沉淀加速了業(yè)務聯(lián)動、交互和共享的便利程度。數(shù)字化轉型過程中，實現(xiàn)了企業(yè)智慧化基礎設施與IMS智慧管理平臺的融合貫通，提高了數(shù)據(jù)分析應用及信息系統(tǒng)的整體水平，為企業(yè)的智能決策和成本管控等方面提供了全面支持。

3.3" 智慧檢修平臺的應用

智慧檢修平臺的應用在電廠檢修中產生了顯著效果。通過平臺的引入，能夠更有效地管理設備檢修流程，提高了檢修的效率和質量，從而確保了電廠設備的安全穩(wěn)定運行。

第一，智慧檢修平臺建立了指定設備的知識圖譜，嚴格執(zhí)行了相關標準，建立了設備資產結構體系和關鍵績效指標體系，實現(xiàn)了指定設備的知識圖譜建設。這使得檢修人員可以快速準確地獲取設備信息和操作指引，提高了檢修效率。

第二，智慧檢修平臺實現(xiàn)了測點級監(jiān)測和預警。通過建立數(shù)學模型，實時計算了測點的健康基準值，并設置了偏差閾值，一旦超出閾值就會觸發(fā)預警。能夠及時發(fā)現(xiàn)設備存在的潛在問題，采取預防性措施，避免了設備故障的發(fā)生，保障了電廠的安全運行。

第三，智慧檢修平臺可以實現(xiàn)部件級故障診斷。本文利用FTA和FMECA等方法，梳理了設備部件的故障樹和故障模式，建立了故障模式與測點、特征的邏輯關系。此外，智慧檢修平臺還實現(xiàn)了設備狀態(tài)評估。本文采用RCM方法，確定了設備狀態(tài)評估的維度，并進行了量化計算，生成了設備狀態(tài)評估單和評估報告。這使得我們能夠全面了解設備的運行狀況，及時調整檢修策略，保障了設備的長期穩(wěn)定運行。

3.4" 經驗總結

首先，在數(shù)據(jù)治理方面，數(shù)據(jù)整合與標準化是數(shù)字化轉型的基石。通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)整合平臺和制定嚴格的數(shù)據(jù)標準化規(guī)則，本文解決了數(shù)據(jù)孤島和信息孤立的問題，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源的共享和管理，提高了數(shù)據(jù)的可訪問性和可用性。其次，信息系統(tǒng)集成是提高整體運行效率的關鍵。通過建設一體化管控中心，實現(xiàn)了業(yè)務系統(tǒng)的集中化管理和協(xié)同運行，提高了業(yè)務系統(tǒng)之間的聯(lián)動性和協(xié)作效率。這為電力企業(yè)的生產運營提供了更加高效的信息支持和管理手段。此外，實踐證明了數(shù)字化轉型對企業(yè)的積極影響。通過數(shù)字化技術的應用，提高了生產運營的效率和安全性，降低了生產成本和安全風險，增強了企業(yè)的競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。數(shù)字化轉型不僅為企業(yè)帶來了經濟效益，還為未來的技術創(chuàng)新和業(yè)務發(fā)展提供了有益的借鑒和支持。

綜上所述，通過本次數(shù)字化轉型項目的實踐，深刻認識到數(shù)字化技術對于電力企業(yè)的重要性和價值。數(shù)字化轉型不僅需要技術的支持，更需要全面的規(guī)劃和有效的執(zhí)行。只有在充分理解業(yè)務需求的基礎上，結合先進的技術手段，才能實現(xiàn)數(shù)字化轉型的目標，推動企業(yè)持續(xù)發(fā)展的步伐。因此，我們將不斷探索創(chuàng)新，提升數(shù)字化轉型的水平，為電力行業(yè)的發(fā)展貢獻更多的力量。

4" 總結與展望

本文研究了數(shù)字化轉型在電力行業(yè)中的應用，重點關注了數(shù)據(jù)管理和智能化技術的實踐應用。首先，本文對數(shù)字化轉型的理論框架進行了詳細分析，闡述了其在電力行業(yè)中的重要性和現(xiàn)實意義。其次，提出并實施了一系列關鍵技術與方法，包括數(shù)據(jù)的統(tǒng)一數(shù)倉化、數(shù)據(jù)標準化、數(shù)據(jù)關聯(lián)化以及智慧檢修平臺等，取得了顯著的實踐成果。通過在已建的大數(shù)據(jù)平臺基礎上進行數(shù)據(jù)治理，成功實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的“四化”，打通了數(shù)據(jù)孤島，提高了數(shù)據(jù)的利用效率和價值。最后，本文對實踐過程中的經驗總結進行了分析，探討了數(shù)字化轉型面臨的挑戰(zhàn)，并提出了未來的發(fā)展方向。

未來，將繼續(xù)深化數(shù)字化轉型在電力行業(yè)中的應用，不斷推進數(shù)據(jù)管理和智能化技術的創(chuàng)新和應用。首先，將進一步完善數(shù)據(jù)治理體系，提升數(shù)據(jù)質量和可信度，以更好地支持企業(yè)決策和運營管理。其次，將加強數(shù)據(jù)安全和隱私保護，構建健全的數(shù)據(jù)安全管理機制，確保數(shù)據(jù)的合規(guī)性和安全性。最后，還將探索更加智能化的生產運營模式，提高電力行業(yè)的智能化水平和競爭力。為電力行業(yè)的數(shù)字化轉型提供更多創(chuàng)新和可持續(xù)性，為國內電力行業(yè)的全面升級提供堅實基礎。

參考文獻：

[1] 劉吉臻，胡勇，曾德良，等.智能發(fā)電廠的構架及特征[J].中國機電工程學報，2017，37（22）：6463-6467.

[2] 王紫塔，肖傳奇，黃初指，等.人工智能技術在電網數(shù)字化轉型中的運用[J].電器工業(yè)，2023（9）：55-58.

[3] 張章煌，唐元春，林文欽，等.電網企業(yè)數(shù)字化轉型成熟度評估理論及應用[J].系統(tǒng)管理學報，2023，32（6）：1213-1221.

[4] 劉超，王豐建.智能運行系統(tǒng)在智慧電廠的應用探討[J].電站系統(tǒng)工程，2023，39（2）：77-78，81.

[5] 王振鐸.發(fā)電廠數(shù)字化轉型策略分析[J].電腦知識與技術，2023，19（2）：103-105.