淺談智慧電廠技術在核電站的應用

劉學豐

摘 要 智慧電廠的本質就是信息化與智能化技術在發(fā)電領域的高度發(fā)展與深度融合，主要體現在大數據、物聯網、可視化與智能控制等技術的系統化應用。國內核電站已開展智能化轉型，逐步引入信息化和智能化設備，建立應用平臺，提高生產效率。

關鍵詞 智慧電廠;生產指揮中心;信息化;網絡化

為實現制造業(yè)模式的創(chuàng)新和企業(yè)變革，我國提出了中國制造2025行動計劃，以便解決資源、能源和環(huán)保的約束問題，提高生產制造水平和應用效能。現代智能工業(yè)的發(fā)展必須貫徹中國制造2025的發(fā)展戰(zhàn)略，從生產工藝的優(yōu)化出發(fā)，推動智能制造高端化、綠色化[1]。未來工業(yè)發(fā)展側重于數字化、網絡化、自動化和智能化的發(fā)展，我們需要在原有的基礎上，充分發(fā)揮人的知識技能優(yōu)勢，將大數據、云計算等現代信息技術引入到工業(yè)生產的全過程，使得企業(yè)經濟效益和社會效益實現最大化。智慧電廠就是通過將這些分散的、獨立的信息化系統有機的整合在一起，打破信息壁壘，實現智慧化、集約化管理。智慧電廠需要的技術：互聯網+、工業(yè)云平臺、云計算、物聯網、大數據分析、人工智能、虛擬現實、人員定位、智能診斷、移動辦公等等[2]。

1核電站的現狀

（1）現有的生產平臺缺乏聯動及再開發(fā)利用。目前核電站使用的生產管理系統賬戶維護費用較高、功能缺乏再開發(fā)和其他平臺聯動。①工作流程平臺：工作負責人受限于臺式電腦局限、溝通方式低效、審批人員分散等問題，未實現工作全流程聯動、任務可見、及時提醒、移動處理;②個人辦公平臺：任務督辦、管理巡視、指標管理、文檔管理等多平臺，工作任務分散，缺少及時的提醒功能;③數據監(jiān)測平臺：受制于不同廠家分布式開發(fā)，接口標準不統一，無法從統一平臺獲取所關注的參數。

（2）生產作業(yè)監(jiān)督管控方式單一。多年來一直延續(xù)了早期的人員現場監(jiān)督的方式，缺少實時性。①管理人員的現場作業(yè)的安全、質量方式單一，全憑人員現場監(jiān)督，存在作業(yè)人員行為不統一，監(jiān)督人員無法看到真實情況，增加監(jiān)督難度;②監(jiān)督人員數量有限，面對現場多點作業(yè)，現場管控力度不足;出現誤碰周邊設備、走錯設備間隔、設備維修質量不高等相關問題，設備可靠性得不到保障;③現場出現技術問題后，處理決策的流轉時間長，導致現場檢修工作效率低下。

（3）各專業(yè)溝通方式單一。①工作負責人與運行溝通方式為電話或面對面溝通，工作較多時出現隔離辦“排長龍”、電話占線等現象，導致維修人員等待時間長、實際開工時間與計劃開工時間偏差大等問題，現場作業(yè)人員不必要待工或夜間開工，增加人因失誤風險;②部分區(qū)域無GPRS信號，運行聯系現場僅憑廣播喊人，現場環(huán)境嘈雜，溝通成本增加，工作效率降低。

（4）現場安全管理手段單一。安全管理的技術防護措施沒有得到有效的提升，監(jiān)督手段單一。①核電站現場存在很多高危區(qū)域（高溫、高空、高電壓、高輻射），專業(yè)巡檢人員進入高危區(qū)巡檢，由于外部環(huán)境和內部心理因素，導致巡檢不到位、人員傷害等風險增加，對機組安全穩(wěn)定運行和人身安全產生一定影響;②對于常見違章行為缺少及時發(fā)現、及時制止的科技手段;③對于高風險作業(yè)，缺少遠程監(jiān)督、在線指導的方法。

2智慧電廠技術在核電站的應用

借鑒智慧電廠的理念，以問題為導向，建設核電站生產指揮中心，逐步實現信息化、網絡化、自動化和智能化的現代化電力企業(yè)。

生產指揮中心分設日常生產信息協調中心、作業(yè)管理中心、設備監(jiān)控中心，按照“整體規(guī)劃，分步實施”為思路，整合功能需求，建設一個中心（大數據中心），兩個基礎（無線網絡、虛擬廠房），三個平臺（信息平臺、監(jiān)控平臺、作業(yè)平臺），實現服務現場、高效聯合、集中監(jiān)控的目標。

大數據中心將收集所有現場視頻畫面、音頻信息、系統設備運行參數、生產作業(yè)流程信息和實時進度狀態(tài)等，從生產層面匯集所有數據，提供給各應用層級使用。

無線網絡是移動辦公、移動監(jiān)督的基礎，虛擬廠房和配套的定位系統是實現人員定位和區(qū)域化管理的基礎，兩個技術的應用，將實現對生產作業(yè)的實時管理和人員的實時跟蹤，可以實現智能化設備移動應用和定位管理，例如巡檢機器人。

三大平臺的應用將實現信息一體化的管理，實現生產信息的統一展示、管理層的統一指揮、資源的統一調度等。出現機組的異常情況，可以作為臨時指揮部給予運行人員在線支持，可與外部專家互通互聯，開展技術分析;專業(yè)人員可實時與現場作業(yè)組音視頻連線，開展技術支持和生產監(jiān)督工作;系統設備的數據將實時展示和分析，專業(yè)人員和智能化設備給予評估和預警。

關于核電站的網絡信息安全問題，是至關重要的，在網絡信息安全方面，需要從實體上分開生產內網和外網，從根源上杜絕網絡黑客及病毒的入侵。

3應用成果

目前各核電站均開展了智能化、信息化、網絡化的建設。例如大亞灣核電站建成作業(yè)管理中心，實現遠程指導和監(jiān)督生產工作、生產信息可視化等功能;紅沿河核電站培訓系統實現了VR技術，讓作業(yè)人員身臨其境掌握安全技能;陽江核電站正在開展指揮中心的建設，將分階段實現智慧電廠的各項應用技術。

參考文獻

[1] [英]維克托.邁爾-舍恩博格.大數據時代[M].浙江人民出版社，2013.

[2] 華北電力大學國家大學科技園、中關村華電能源電力產業(yè)聯盟、帆軟數據應用研究院聯合發(fā)布.智慧電廠產業(yè)洞察白皮書（2019）[R]，2020，