一體化大平臺在綜合智慧能源項目的應用

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》《能源發展 十三五 規劃》《關于推進 互聯網 智慧能源發展的指導意見》等政策文件的陸續出臺，以發電過程數字化、自動化、信息化、標準化為基礎，以管控一體化、大數據、云計算、物聯網為平臺，集成智能傳感與執行，智能控制與優化，智能管理與決策等計算，實現更加安全、高效、清潔、低碳、靈活的發展目標的智能電廠已經從規劃逐漸走向實施落地過程。

本文結合國家電力投資集團中國電力國際發展有限公司正在開發的四川成都高新西區天然氣分布式能源站綜合智慧能源項目數字化電廠的總體架構，創新性地提出了融合數字化移交、全廠數據信息集成融合、一體化工作平臺的一體化大平臺，作為數字化電廠建設的核心和基礎，為整個數字化電廠順利實施提供有力保證。

1 成都高新區綜合智慧能源項目簡介

成都高新西區天然氣分布式能源站項目處于四川成都高新西區，工業用地面積約81.3 畝，距離成都市中心21.5 公里。規劃建設3x60MW 級燃氣-蒸汽聯合循環冷熱電三聯供（CCHP）機組，本期工程擬建設2 套 一拖一 燃機聯合循環機組，即2 臺西門子SGT-800 燃氣輪發電機組、2 臺余熱鍋爐、1 臺抽凝蒸汽輪發電機組、1 臺背壓蒸汽輪發電機組。2 套聯合循環機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內重要的工業、企業用戶配套提供冷、熱、電等綜合能源服務。

2 項目數字化電廠總體架構簡要介紹

成都高新西區天然氣分布式能源站規劃了包括數字化基礎、數字化工程、數字化控制、數字化生產運行監控、數字化管理、數字化平臺、數字化決策等在內的7 大類共30 項的總體架構，如圖1 所示，并采用 統一規劃，分布實施的的思路進行建設。

3 項目一體化大平臺功能

一體化化大平臺建設范圍包括全生命周期數字化移交、集成三維數據工廠運行維護數據融合、一體化工作平臺3 個有機結合的部分，功能定位于電廠全生命周期后臺數據管理與前臺一體化應用整合，是數字化電廠建設的基礎和核心。具體涵蓋內容及定位如圖2 所示。

具體功能包括：

（1）將三維設計模型、系統圖模型、相關檔案資料等基建期內容進行數字化整理并與全廠編碼系統相關聯后納入數字化移交平臺統一管理；

圖1 成都高新西區分布式能源站數字化電廠總體架構

圖2 一體化大平臺涵蓋內容范圍及其在總體架構中的定位

（2）將運營期實時數據、檢修維護記錄等生產運行數據以及巡檢、定位、安防、視頻、經營管理等數據與基建期數字化移交數據進行多學科數據融合，并提供用戶友好的界面進行數據關系配置與變更操作，形成可供各種分析應用的全廠數據信息集成融合的大數據資源池并自動生成相關報表；

（3）基于電廠不同角色的各項業務流程通過工作流串接相應的應用與數據，并在統一界面上進行展示，實現單點登錄與多個系統的整合應用，做到不同角色的數字化工作需求可以通過多種數字化手段，包括桌面、移動終端等實現；一體化工作平臺作為企業數字化應用的入口和界面，對各部門人員提供通用和可定制的服務，并可作為商務智能的展現平臺；

（4）提供數字化電廠其他相關系統的集成/對接方案，包括三類系統 全廠三維數字化設計系統、大數據分析類應用系統、集成融合的全廠各類數據源應用系統（ERP、SIS+、巡檢、定位、一體化安防、安全管理、視頻監控、IEMS 多能流能量管理系統等）。實現的功能包括但不限于：三維數字化檔案、多學科數字化模型信息融合、三維可視化培訓、智能安全管理、二三維聯動及視頻聯動，數字化工廠配置模型管理，以及以電廠標識系統編碼為核心，實現三維模型與ERP 系統、兩票管理、定位系統及智能巡檢系統的關聯集成。圖3 為一體化大平臺建設內容的內涵、外延及其之間的關聯關系，主要考慮三類集成關系。

圖3 一體化大平臺內涵、外延及其之間的關聯關系

3.1 數字化移交模塊功能

數字化移交是將基建期數據匯總、關聯并整體移交至運營期的步驟，是電廠智能化數據基礎的重要組成部分，對于新建電廠項目具有重要意義。包含兩方面內容：數字化移交系統建設及相關實施服務，具體情況如下：

（1）數字化移交系統建設：數字化移交系統作為智能數據管理與應用一體化系統的重要組成部分與其他模塊良好貫通，其本身應以電廠標識系統編碼為核心，結合設備物資編碼和文檔編碼，實現工程三維模型、設計成品、采購文檔、施工文檔、廠家資料、調試資料等信息的關聯、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，便于各參建單位協同工作；

（2）數字化移交實施服務：根據工程項目需要，將設計數據、采購數據、施工數據、安裝調試數據進行完整匯總、整理，并根據編碼體系完整錄入系統中，通過電子化和信息化的手段對工程數據和圖文檔資料（未進行電子化的紙介質文檔需進行掃描）進行整合、關聯、驗證和存儲。

3.2 全程數據信息集成融合功能模塊要求

本系統是針對電廠全生命周期的系統，即從電廠概念與設計、運營、維護直至退役階段內的工程信息進行整合、共享、存儲以及管理的解決方案載體。在不同的階段內，該平臺系統具有不同的功能來滿足設計、施工、運營階段不同的業務需求。數字化移交模塊主要面向基建期間數據匯總，數據融合與應用方面應著重面向生產運行階段。

該模塊是物理電廠的三維模擬的實時完整的展示，在電廠設計、施工資料基礎上，通過與SIS+系統、ERP 系統、智能安防平臺等信息系統關聯配合，實現以統一設備標識為節點，以三維模型關聯其現場實時生產數據，運行指標，設備臺帳信息，報警信息，設備缺陷信息，設計、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，滿足在運營階段對于三維模型可能的具體應用，將智能安防等報警等結果在三維模型中集中體現，包括但不限于在三維模型中體現實時數據、人員定位信息、人員巡檢記錄、體現運行中的虛擬圍欄、體現攝像頭或可能的移動視頻頭位置、體現應急預案及檢修、大修模擬、可區分體現實時系統及仿真系統的設備工作狀態、體現并快速定位控制系統及安防系統中報警信息在三維模型中的空間位置等。

數據融合平臺作為將電廠全部技術數據匯總的載體，承擔支撐電廠運行技術決策及生產運行尋優的重要工作，智能化管理輔助系統（兩票、安防一體化、人員定位等）支撐現場工作，共同構成電廠生產運行的 信息操作系統 。

因此，除實時數據匯總展示、其他智能化管理輔助系統關聯功能外，匯總展示廠級DCS 系統優化運行控制、設備診斷等生產技術決策相關的計算分析功能結果，同時為后期電廠各類數據分析應用及決策提供便利，為構建 有自主意識的智能電廠奠定基礎。

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務流程涉及的各類應用功能，打破電廠各應用系統的信息孤島，實現對員工多種數字化應用需求的統一支持平臺，做到不同角色的數字化工作需求可以通過多種數字化手段，包括桌面，移動終端等實現。一體化工作平臺作為企業數字化應用的入口和界面，對各部門人員提供通用和可定制的服務，并可作為商務智能的展現平臺。從功能方面來看，一體化工作平臺需要實現以下功能：多個應用按照不同角色業務流程進行集成、整合、編排；形成 一站式 信息門戶，提供用戶單點登錄；

個性化定制工作桌面與界面風格、關鍵信息及報表的欄目定制與圖形化展示、以知識為核心的內容管理、信息/資源導航與分布式搜索等有助于提高用戶友好性與用戶體驗從而提高員工日常工作效率的功能；

主要業務系統的移動化應用，提高員工之間的溝通、互動與協作能力。

從技術方面來看，為靈活實現上述功能，一體化工作平臺需要提供以下工具軟件：

統一用戶認證與身份管理；工作流管理；

多終端統一訪問接入；

報表引擎。

4 結語

本文提出的數字化移交、全廠數據信息集成融合與一體化工作臺三系統集成的一體化大平臺主要針對全廠全生命周期的系統，即從電廠概念與設計、運營、維護直至退役階段內的各類信息進行全域整合、共享、存儲以及管理的解決方案載體。在不同的階段內，該平臺系統具有不同的功能來滿足基建、運營階段不同的業務需求，為后期整個數字化電廠的建設和運營提供平臺支撐作用，集成系統多，接口多，是數字化電廠建設的核心和基石。