华电集团广东公司解码数字化研发良方

来源：中国能源新闻网 时间：2024-06-28 17:03

科技助产，智慧应急，助力构建新型电力系统

王超

　　近年来，数字经济与能源产业深度融合进展迅速，各地纷纷探行如何以数智化转型让电力行业更好地实现安全生产、精准调度与智能运维，从而提“智”增效，其间涌现出诸多成功范例。中国华电集团有限公司广东分公司（以下简称：华电集团广东公司）研发推出的“基于5G、睿思工业互联网等技术的生产监管及可视化应急指挥系统”（以下简称：系统/项目）已在全区域推广建设，其在本单位的指挥调度、运营监管以及应急体系建设方面成效斐然，且示范溢出效应显著。

　　华电集团广东公司科技信息部主任助理冯佳峰表示，“该项目通过数字孪生技术构建煤机、燃机、海上风电和传统陆风及光伏等多种类型高精度发电场站虚拟副本模型，有利于人工智能、大数据、AR、5G、卫星通信和物联网等新技术的应用，将传统电厂的生产运营监管及安全生产在区域层面进行全方位管控，对新型电力系统设备稳定运行有着重要意义，也是华电集团广东公司作为集团数字化转型示范区域先行先试的重点项目与实践抓手。”新型电力系统是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体，并为新质生产力的培育提供了场景与基础。“华电集团广东公司始终紧跟政策前沿，将继续以高效的科技成果转化加快实现高水平科技自立自强，全力服务新型电力系统与新型能源体系构建。”

直击难点：设备规模化、复杂化带来运维、应急管理趋难

　　科技成果转化是科技创新中的重要环节，科技成果能否“落地生根”乃至“落地生金”，离不开技术与需求的紧密对接，也需针对行业难点、痛点的精准发力。“基于5G、卫星等技术的生产监管及可视化应急指挥系统”的立项与推进正是由此而来。

　　随着发电设备的复杂性和规模化不断增加，单纯依靠简单的生产数据监视和事后人工分析已经难以满足发电企业的生产运营需求，企业对挖掘数据的价值需求迫切。华电广东区域作为集团数字化转型试点区域，区域受地理位置影响，极端天气较多，严重影响区域所属企业的安全生产。企业在生产监管及应急决策管理建设方面存在应用功能建设较为分散的问题，不便于区域公司统一管理。

　　此前，区域公司已建有设备状态和生产运营监视等相关应用功能，所属基层单位则各自建有零散的生产监视及设备诊断系统，区域与基层单位基本通过视频会议方式进行情况上报与指示，整个区域缺乏统一的生产监管指挥平台。应急方面，由于地理位置原因，公司每年组织大量人力、物力进行线下救援处置演练，因成本高昂，无法高频反复演练和迭代优化；加之无法模拟真实场景，特别是极端灾害的复现，最终难以获得有效的评估演练效果，应急方案预判与预设应对举措的效果欠佳。

　　对此，该项目专门针对运营监管、远程问诊、故障预警、态势掌控、应急演练及应急指挥调度等方面进行研发，并引入平台化建设思路提升整体系统的综合能力与效率效能，在此基础上围绕平台和功能场景进行系统的规划、建设与融合。在研发过程中，先后解决业务流程繁复平台架构梳理难、电厂设备环境层级多导致数字孪生与业务融合难、厂站数量多空间跨度大导致物联通信难等问题，实现覆盖电力生产“人+机+物”全数字化要素的风险状态感知和数据采集，确保“日产生产管理、事故应急响应演练、事故应急处置、安全应急预案优化”全过程、多场景的管理。

场景创新：安全生产从“智”出发，智慧应急塑坚强后盾

　　利用大数据、数字孪生、物联网、5G/卫星通信等先进技术，在区域内建设的生产运营监管及可视化应急指挥系统，其通过打造“应用层—生产运营监管平台”“数据接入层—数据中台”“支撑层—数字孪生平台”“支撑层—AI智能中台”4大平台，以多级平台特性和新型指挥方式，建立发电领域区域级的科学高效的可视化应急监管调度指挥体系，实现了对区域运营数据、设备状态数据、应急物资等数据的实时监管，打通了指挥层到终端感知层的数据链路，满足本区域单位对极端天气、自然灾害、重大危险作业、主要设备故障等重大事件的全面态势掌握和深入及时处置，做到“可视监控、及时发现、直观指挥、精准调度”。

　　该项目的亮点在于，其基于华电睿思工业互联网，率先构建了发电领域生产运营监管与电力应急调度指挥有机结合的数字化应用场景。该项目形成了全领域生产运营监管、预警诊断、智能辅助决策指挥、业务协同联动和救援处置实战等应用场景，并在此基础上构建包含区域生产监管指挥中心、场站、边缘设备的“云边端”平台架构。运用无人机/AR单兵等技术，将远程巡检、远程指挥调度等场景与工业视觉技术相结合，基于人工智能的支撑后台，对电力工业数字化的发展提供了具有代表性的应用落地。

　　“四大应用场景都是电力生产企业在以往的安全生产管理过程中的痛点环节，从顶层的全面感知到现场的救援处置，由上至下、一以贯之，各个模块有机融合。项目采用一系列硬件和物联网设备，以AR眼镜为例，采测的数据包括现场音视频、定位等，这些数据会在救援处置实战中进行实时同步和播报。同时，机组、设备运行状况和人员等信息直观在三维可视化态势感知中进行呈现；呈现的信息通过专业规范化的处理和分析，帮助指挥中心进行智能辅助决策，相关数据在后台系统中存储和累积，并在业务协同联动中推送，并提供溯源。可以看到，同一个设备采集的数据会在上述四个场景中进行使用、存储、分析等操作，服务于不同的主体。类似这样的关联还有很多，相关的系统和积累下来的数据资产，会进一步探索拓展应用到更多的安全管理场景中。”冯佳峰介绍。

　　此外，项目中涉及的先进信息化技术手段，包括AR、5G和卫星通信、物联网等，在与应急指挥相结合后，产生众多创新的技术应用场景，例如5G+应急AR单兵、5G+物联网+应急子系统、卫星通信+无线监控（AR单兵）等，将成为华电集团广东公司的创新型技术点，有望在集团乃至电力领域内进一步推广。

　　目前，已实施完成的“基于5G、卫星等技术的生产监管及可视化应急指挥系统”，在10余家发电企业稳定运行，实现了区域生产运营监管、预警诊断、远程问诊、应急资源掌控、终端感知、整体态势联通和即时沟通等目标，提高了生产可靠性与指挥效率，后期将应用于更广域的范围。

合作多赢：打通“产学研用”服务链，落实提高自主可控水平

　　“基于5G、卫星等技术的生产监管及可视化应急指挥系统”自2020年启动课题研究及试点建设以来，得到重庆大学、西华大学、清华四川能源互联网研究院、广州软件应用技术研究院等高校和新型研发机构的大力支持。项目的最终落地，实际上形成了完整的以市场为主导、企业为核心、高校科研院所为支撑、产业链为载体的“产学研用”紧密结合的新型研发团队，有效提升了电力企业科技创新的竞争力。

　　这亦是打通电力行业“产学研用”服务链的一次成功尝试。在该项目研发期间，华电集团广东公司围绕企业实际需求提供管理思路和应用场景，高校、机构通过前沿的创新性技术与企业建立密切联系，企业同时在外部集合包括通信、电力、物联网、数字孪生、增强现实等领域的专家团队开展研究，内部组建从生产运营、安全监管到运维检修等专业力量和应急管理全流程的业务人员，各专业领域的人员取长补短共同配合，从而高效推进该项目的实施落地。

　　能源行业是支撑国民经济和社会发展的基础性行业，提升电力产业自主可控水平，对于保障国家能源安全、推动中国式现代化稳步推进具有重要意义。在项目实施过程中，华电集团广东公司应用的大数据平台、北斗短报文平台、华电链和5G边缘网关等，均采用了国产自主可控技术和设备，创新团队所提出的一系列创新方法，包括电力生产物联网多要素协同的风险感知方法、电力生产场景的数据溯源追踪方法、基于分布式约束优化和无参自然领域的电力生产数据挖掘方法、电力设备故障风险早期告警与稳定性\可靠性等级研判方法以及面向复杂事故灾害形态的“人+机+物”协同调度智能决策方法等，同样是落实提高能源行业自主可控水平的重要体现。

　　冯佳峰表示：“科技创新是形成新质生产力的核心要素，基于5G、卫星等技术的生产监管及可视化应急指挥系统通过原创性、颠覆性的技术创新，孵化、培育了电力企业安全生产管理新动能，提升科技成果向重大场景的转化效能，形成了新质生产力发展的澎湃动能。华电集团广东公司在科技创新、数字化研发等领域积累了丰富经验，相关生产运行企业建立了数字化应急指挥的能力，区域公司拓展了在安全应急方面的管理职能，这都将加快华电集团广东公司作为集团数字化转型示范区的建设进程。”

责任编辑：杨娜