浅谈智慧电厂技术在核电站的应用

刘学丰

摘 要 智慧电厂的本质就是信息化与智能化技术在发电领域的高度发展与深度融合，主要体现在大数据、物联网、可视化与智能控制等技术的系统化应用。国内核电站已开展智能化转型，逐步引入信息化和智能化设备，建立应用平台，提高生产效率。

关键词 智慧电厂;生产指挥中心;信息化;网络化

为实现制造业模式的创新和企业变革，我国提出了中国制造2025行动计划，以便解决资源、能源和环保的约束问题，提高生产制造水平和应用效能。现代智能工业的发展必须贯彻中国制造2025的发展战略，从生产工艺的优化出发，推动智能制造高端化、绿色化[1]。未来工业发展侧重于数字化、网络化、自动化和智能化的发展，我们需要在原有的基础上，充分发挥人的知识技能优势，将大数据、云计算等现代信息技术引入到工业生产的全过程，使得企业经济效益和社会效益实现最大化。智慧电厂就是通过将这些分散的、独立的信息化系统有机的整合在一起，打破信息壁垒，实现智慧化、集约化管理。智慧电厂需要的技术：互联网+、工业云平台、云计算、物联网、大数据分析、人工智能、虚拟现实、人员定位、智能诊断、移动办公等等[2]。

1核电站的现状

（1）现有的生产平台缺乏联动及再开发利用。目前核电站使用的生产管理系统账户维护费用较高、功能缺乏再开发和其他平台联动。①工作流程平台：工作负责人受限于台式电脑局限、沟通方式低效、审批人员分散等问题，未实现工作全流程联动、任务可见、及时提醒、移动处理;②个人办公平台：任务督办、管理巡视、指标管理、文档管理等多平台，工作任务分散，缺少及时的提醒功能;③数据监测平台：受制于不同厂家分布式开发，接口标准不统一，无法从统一平台获取所关注的参数。

（2）生产作业监督管控方式单一。多年来一直延续了早期的人员现场监督的方式，缺少实时性。①管理人员的现场作业的安全、质量方式单一，全凭人员现场监督，存在作业人员行为不统一，监督人员无法看到真实情况，增加监督难度;②监督人员数量有限，面对现场多点作业，现场管控力度不足;出现误碰周边设备、走错设备间隔、设备维修质量不高等相关问题，设备可靠性得不到保障;③现场出现技术问题后，处理决策的流转时间长，导致现场检修工作效率低下。

（3）各专业沟通方式单一。①工作负责人与运行沟通方式为电话或面对面沟通，工作较多时出现隔离办“排长龙”、电话占线等现象，导致维修人员等待时间长、实际开工时间与计划开工时间偏差大等问题，现场作业人员不必要待工或夜间开工，增加人因失误风险;②部分区域无GPRS信号，运行联系现场仅凭广播喊人，现场环境嘈杂，沟通成本增加，工作效率降低。

（4）现场安全管理手段单一。安全管理的技术防护措施没有得到有效的提升，监督手段单一。①核电站现场存在很多高危区域（高温、高空、高电压、高辐射），专业巡检人员进入高危区巡检，由于外部环境和内部心理因素，导致巡检不到位、人员伤害等风险增加，对机组安全稳定运行和人身安全产生一定影响;②对于常见违章行为缺少及时发现、及时制止的科技手段;③对于高风险作业，缺少远程监督、在线指导的方法。

2智慧电厂技术在核电站的应用

借鉴智慧电厂的理念，以问题为导向，建设核电站生产指挥中心，逐步实现信息化、网络化、自动化和智能化的现代化电力企业。

生产指挥中心分设日常生产信息协调中心、作业管理中心、设备监控中心，按照“整体规划，分步实施”为思路，整合功能需求，建设一个中心（大数据中心），两个基础（无线网络、虚拟厂房），三个平台（信息平台、监控平台、作业平台），实现服务现场、高效联合、集中监控的目标。

大数据中心将收集所有现场视频画面、音频信息、系统设备运行参数、生产作业流程信息和实时进度状态等，从生产层面汇集所有数据，提供给各应用层级使用。

无线网络是移动办公、移动监督的基础，虚拟厂房和配套的定位系统是实现人员定位和区域化管理的基础，两个技术的应用，将实现对生產作业的实时管理和人员的实时跟踪，可以实现智能化设备移动应用和定位管理，例如巡检机器人。

三大平台的应用将实现信息一体化的管理，实现生产信息的统一展示、管理层的统一指挥、资源的统一调度等。出现机组的异常情况，可以作为临时指挥部给予运行人员在线支持，可与外部专家互通互联，开展技术分析;专业人员可实时与现场作业组音视频连线，开展技术支持和生产监督工作;系统设备的数据将实时展示和分析，专业人员和智能化设备给予评估和预警。

关于核电站的网络信息安全问题，是至关重要的，在网络信息安全方面，需要从实体上分开生产内网和外网，从根源上杜绝网络黑客及病毒的入侵。

3应用成果

目前各核电站均开展了智能化、信息化、网络化的建设。例如大亚湾核电站建成作业管理中心，实现远程指导和监督生产工作、生产信息可视化等功能;红沿河核电站培训系统实现了VR技术，让作业人员身临其境掌握安全技能;阳江核电站正在开展指挥中心的建设，将分阶段实现智慧电厂的各项应用技术。

参考文献

[1] [英]维克托.迈尔-舍恩博格.大数据时代[M].浙江人民出版社，2013.

[2] 华北电力大学国家大学科技园、中关村华电能源电力产业联盟、帆软数据应用研究院联合发布.智慧电厂产业洞察白皮书（2019）[R]，2020，