基于工業互聯網的電力生產運營一體化平臺研究

文｜沈傳鋒

隨著我國新型電力系統的構建，傳統電力系統發生系統性變革，電力行業發展進入關鍵轉型期，既面臨保障電力穩定供應等多方面挑戰，也迎來行業繁榮發展新機遇。

一、平臺建設必要性

各電力集團聚焦專業化精準管控，提高自身管理軟實力和板塊管理效能，持續推動企業高質量發展。為充分發揮集團公司電力產業集中管控平臺作用，加強專業化和規范化管理能力，全面履行電力板塊監管職能，強化安全、生產、技術把關，切實提高資產運營質量，提升生產經營管理效能，亟需專業化管理平臺提高管控效能。

基于工業互聯網的“電力生產運營一體化平臺”，以設備信息為基礎，以專業化管理為核心，以提高安全生產經營管控能力為目標，圍繞“管理標準化、操作規范化、業務流程化、決策智能化”的管理理念，深化生產業務系統數據整合，規范生產業務流程和生產運營協調管理，實現生產運營智能化管控。利用大數據+混合智能算法+數據可視化等先進技術，提供工業互聯網+智慧管控的一體化服務，實現發電企業生產實時數據采集和工業高清實時數據采集，通過三維實體化建模構建發電企業生產數字孿生體；搭建私有云平臺，結合實時數據驅動和海量大數據分析，實現數據可視化分析及生產業務流程重構。通過同類型多機組的對標管理，降低企業能耗水平，提升設備可靠性，提升業務管控質量及生產運營管理能力。

二、 平臺建設總體思路

平臺建設總體建設思路“1224”：

一平臺：以工業互聯網和大數據平臺為基礎，以業務管理和數據資產為基石，構建生產運營一體化應用平臺。

兩融合：實現生產經營管理業務和實時數據的全面融合。

兩實時：構建實時生產數據和實時生產現場監控管理。

四化：數據采集自動化、監控預警智能化、生產運營可視化、決策分析智慧化。

建設涵蓋生產運營、經營分析、量本利分析、調度指揮、應急指揮、故障分析等業務應用和大數據平臺、可視化平臺、移動App、三維建模展示等業務功能，提升公司對所屬企業生產運營全局、動態、可視化信息的感知能力。通過對數據的分析挖掘，針對決策層領導實現在移動App、生產調度和會議室等多場景下，獲取跨業務的可視化綜合數據展示。覆蓋集團所有發電廠的生產數據集成，電力公司所屬企業的設備運行監測，工業高清視頻等實時數據采集、匯總、展示。以優質合理的可視化手段對設備運行監測、生產運營平臺的實時、歷史數據進行統計、分析、治理，統一數據標準，保證數據質量，生成API數據服務，向其它應用輸出數據。為領導提供輔助決策，為管理者提供實時的可視化支持。平臺應用架構如圖1所示。

圖1 平臺應用架構

三、平臺建設內容

（一）生產經營指標

抽取集團生產運營系統電力模塊和集團ERP系統業務數據，整體展示電力生產經營情況，包括公司介紹、重要生產經營指標、所屬企業分布、總裝機、重要生產、安全、經營指標的年度完成情況及趨勢等內容。建立電力板塊和電力公司月度發電量和發電計劃、日發電量和負荷實時曲線展示和歷史曲線查詢。建立負荷曲線、生產指標和經營狀況一覽表，與年度計劃對表，通過圖表化形象表現公司進度完成情況，建立量本利分析一覽表，實現公司生產經營情況圖表化管理，為公司經營管理提供數據支撐。展示公司裝機容量、發電量、供電煤耗等企業生產重要指標，展示作為國家燃煤保供重要參數的燃煤供耗存數據，動態展現公司所有機組實時機組負荷率和負荷曲線。

匯總展示公司重要生產指標、安全指標、環保指標、能耗指標等安全生產指標。圖形化展示公司發電量、利用小時和負荷率等生產指標完成情況。如圖2所示。

圖2 生產運營生產分析

圖形化展示各企業機組運行情況、實時負荷情況和負荷曲線。展示企業生產指標情況和機組實時負荷曲線，了解企業生產經營狀況。如圖3所示。

圖3 生產運營發電企業

（二）生產調度管理

基于集團生產運營指揮系統中擴展電力生產調度管理，實現對所屬企業機組運行狀態、檢修、技改和重大事項等信息收集。同時，實現公司月度安全生產調度會議文件、重要調度信息的下達，建立生產通訊錄、帶班值班等信息查詢。

（三）生產應急管理

融合所屬企業SIS數據接入、工業高清視頻和視頻會議系統，形成生產現場、機組和設備運行參數的集中展示，為應急管理提供科學決策依據。

（四）SIS數據可視化展示設計

基于集團電力生產運營管理系統擴展所屬企業機組SIS實時數據，滿足公司生產實時管控要求。建立企業機組運行總覽圖，將各企業機組負荷參數、運行參數、環保參數以及主要報警分析通過多態展示效果直觀展示；建立主工藝匯總展示圖，形成各企業機組運行的鍋爐、汽機、發變組、風煙、汽水、環保等總體匯總展示；建立企業機組運行工況實時監控，實時展示機組、系統和設備的運行狀態、事件記錄、實時報警等，輔助管理者直觀掌握設備運行狀態，及時發現設備安全隱患。

（五）工業高清視頻

建立電力板塊和公司所屬企業工業高清視頻，實現重點生產區域遠程監測，同時作為應急指揮現場監控點，督促企業提高現場管理水平。企業工業高清視頻涵蓋廠區全景、集控室、汽輪機平臺、汽機房0米、鍋爐0米、升壓站等重要區域（本項目不含各企業高清視頻監控）。可實時單獨調出，也可多層畫面調出。

（六）移動App應用

建立移動應用功能，實現實時查詢公司和企業生產運營指標數據、設備運行狀態、關鍵統計報表等，對于主要經濟技術指標、安全事件、環保超標、生產異常的預報警信息可智能推送至管理層手機。

四、項目應用效果分析

一是建立全面的生產運營指標，促企業高質量發展。平臺展示公司生產指標35個，經營指標15個，企業SIS點位1萬點，工業高清視頻23個，實現公司生產經營層面重要數據匯總分析和展示，全面體現了公司和企業生產經營狀況，為領導決策分析提供依據，為生產調度管理提供實時數據支撐，為高效運營提供數據分析。

二是發揮數據業務效能，促進數字經濟高質量發展。一方面，工業互聯網平臺改變了信息鏈接范圍，在數據驅動下能夠整合產業鏈上下游企業由單鏈條串行生產方式轉變為多環節并行協作方式，有利于突破企業內外割裂的生產方式；另一方面，轉變業務模式，大量的電力生產、經營、設備、服務數據賦能企業由生產向服務進行轉變。

三是推動電力公司管理向“智慧化”發展。開展電力產業管理從“生產設備自控化、業務管理信息化”向“監測監控集中化、生產執行平臺化、大數據應用智慧化”的智能生產與服務的思路轉變，進行前瞻性、整體性布局，全面實現安全生產、降本增效和節能減排。

四是強化管理創新和業務創新。業務管理層面，強化生產泛在感知能力，數字孿生構建數字化電廠，實現發電企業生產設備可視，實現虛擬空間中的完全映射。系統業務層面，整合資源建立一體化管控平臺，融合公司生產經營、應急管理、設備管理和視頻會議等業務，梳理業務耦合關系，提高公司生產經營管控能力。

五是在數據治理層面，通過多源數據融合促業務協同。以多源數據融合為基礎，以業務流程為指引，實現對業務數據的統一匯聚融合，對數據應用的統一管理和應用。

六是在數據資產層面，構建企業數據資產脈絡圖譜，通過數據云圖對企業全域數據資產進行全局展現，實現動態感知與同步，及時反映數據現狀與問題，推動企業數據共享融合，提升數據資產價值。