华电乌江渡发电厂：利用物联网技术提升发电厂安全管控能力

来源： 时间： 2024-06-24 16:49

　　一、概述
　　乌江渡发电厂是我国20世纪80年代初在贵州喀斯特地貌上兴建的第一座高坝水电站，电站大坝高165米，是我国乌江梯级电站开发的大中型电站的第一座，在贵州电网中肩负着调峰、调频及黔电送粤潮流调控主力发电厂的重任。进入二十一世纪，随着国家“西部大开发”、“西电东送”战略的实施，乌江渡发电厂抢抓历史机遇，通过扩机增容工程项目建设，电站总装机容量由原来的63万千瓦，增容到了128万千瓦，经过40多年的生产运行，为贵州的经济建设做出了巨大贡献。
　　随着社会不断进步和科学技术的飞速发展，社会对安全的关注度越来越高，对事故的容忍度越来越低，从而对安全生产也提出了更高要求。作为发电企业迫切需要建立以满足新时代现代企业发展需要的安全管理模式，有效管控安全风险，预防安全生产事故。
　　二、实施背景
　　（一）适应电力行业安全发展的需要
　　电力是重要基础产业，电力安全生产事关人民生命财产安全，关系国计民生和经济发展全局。做好电力安全生产工作是坚持以人民为中心的发展思想客观要求，是落实总体国家安全观和能源安全新战略的具体体现。坚持人民至上、生命至上，以“安全是技术、安全是管理、安全是文化、安全是责任”治理理念为引领，大力提升电力安全生产管理水平，确保人民生命安全，是电力行业的重大历史使命。根据国家能源局通报，近年来电力行业发生多起人身伤亡事故，违反操作规程和安全装置缺失是导致事故的主要原因，高处坠落和触电伤害是事故的主要形式，建筑施工和维护作业领域事故多发，这些都反映出事故单位在安全生产责任落实、生产现场管理、安全费用投入、安全培训等方面存在着薄弱环节和突出问题。这些已经成为制约企业安全生产的主要因素，如何才能更好提升安全管理水平，减少或避免人身伤亡事故、设备损坏事故，保障企业安全发展，已成为当前安全生产工作的迫切任务。
　　（二）适应国家能源发展战略的需要
　　“十四五”时期，我国能源消费增长迅猛，能源发展进入新阶段，预计全国用电增长将维持在5%左右的中高速区间，2025年全社会用电量将达到9.5-9.8万亿千瓦时。“十四五”期间，贵州省水风光一体化开发基地的总规模为1600万千瓦。其中，光伏装机容量为800万千瓦，风电装机容量200万千瓦。随着电网规模持续扩大，电力工程作业面和风险点也快速扩大，安全主体责任落实及施工作业现场安全管控难度加大，如何才能更加安全、高效、智能，势必会成为未来发电企业提升核心竞争力的关键所在。
　　（三）适应科技兴安发展的需要
　　科技兴安战略是安全生产工作的指导思想之一，安全生产以“管理为基础，科技为支撑”，不断增强安全生产科技进步与创新，是安全发展的动力。国家能源局《电力安全生产“十四五”行动计划》提出，加快电力安全生产数字转型升级，适应数字化发展趋势，探索数字化治理手段，推进“工业互联网+安全生产”，推广基于互联网技术的智能安全工器具，充分利用视频和大数据开展人员身份识别、行为识别、定位识别，逐步实现违章作业人员自动智能告警，有效保障受限空间、临时作业现场等施工区域现场作业人员安全。
　　（四）适应当前信息时代快速发展的需要
　　近年来，以互联网技术为核心、以“工业4.0”和“工业互联网”为代表的新一轮科技变革正在深刻影响传统产业发展。而工业4.0相关的物联网、人机互动、三维模型、精准定位、智能穿戴等技术都得到了快速发展，也在医疗、运输、应急等众多领域得到了广泛运用，为实现发电行业的智能化安全监管奠定了技术基础。因此，安全管理信息化建设提出了以物联网技术为支撑，将发电厂安全管理业务深度结合，实现发电厂的智能安全监管的研究课题，为有效应对当前安全生产管理中存在的问题，提升安全生产管理水平，最大程度减少事故发生的概率和损失，提供了解决方案。    
　　主要做法
　　应用“物联网+互联网+发电厂”思维，打破企业原有单个孤立业务系统的界限，通过信息化技术手段，定制开发乌江渡发电厂安全监管业务系统软件，整合发电厂视频系统工业电视摄像头及消防系统烟感传感硬件设备，多媒体安全生产教育培训系统软件业务数据，实现安全监管业务信息互联互通、业务信息流的闭环管控和数据共享。综合应用人员定位、物联网、三维模型、智能穿戴以及视频智能分析的先进技术，实现乌江渡发电厂生产环境安全风险的提前发现和预警，从而积极采取针对性控制措施，有效管控安全风险，预防安全生产事故，提升企业的本质安全，实现发电厂安全监管信息化、智能化。
　　（一）构建智能安全监管业务蓝图
　　乌江智能安全监管系统以乌江渡电厂安全管理规章制度为基础，以风险管控为主线，围绕发电生产实现风险全面闭环、流程化管理，引入智能安全监管技术，应用到风险管控各环节，实现安全风险智能管控和自动预警，汇总各类安全监管事项建立安全档案台账。
　　（二）实现可视化远程监督管理
　　实现“安全监管中心”和“生产现场”之间的可视化动态交互，即：安全监管中心可以通过中心大屏准确掌握生产现场的“环境”、“设备”、“人员”的综合信息，包括：生产区域“电子围栏”设置情况、“摄像头和定位基站”设备的分布、“工作人员”资料信息+相关任务+行动轨迹+作业行为等核心要素。通过系统提供的分析、告警信息，实现对生产现场的远程调度和应急指挥（视频实况跟踪、语音通信）。
　　监管中心主要分为区域监测、区域概况、区域统计三方面，结合系统告警、消息通知和远程调度，实现“监管中心”和“检修现场”的可视化动态交互。“作业人员”进入检修现场后，系统通过对定位技术和视频智能分析技术的应用，实现以下场景安全监测及自动告警。
　　1.人员定位及轨迹管理
　　主要由硬件系统和软件系统组成，硬件系统分别是定位基站和定位标签组成。应用主要区域为乌江渡一号厂和二号厂特定的区域，其中一号厂区域为：发电机层、110kV开关站和220kV开关站；二号厂区域为：发电机层、220kV开关站。区域内部署高精度定位基站，发电厂作业人员佩戴定位标签，通过人员定位软件系统实现对佩戴定位标签的作业人员实时精准定位。综合运用高精度定位技术、网络通讯技术、智能信息处理技术等高科技手段，结合发电厂厂房特定区域三维模型，实现生产区域佩戴定位标签作业人员所在位置在三维模型中实时展示，安全管理人员能实时监视区域内的作业人员位置和活动轨迹。
　　2.人员行为智能监测管理
　　作业人员进入检修现场后，系统通过对定位技术和视频智能分析技术的应用，实现“人员作业行为”安全监测及自动告警，主要应用场景包括：进出围栏监测、井盖异动监测、安全带佩戴监测和安全帽佩戴监测。
　　（1）电子围栏监测：在监管区域内，值班人员可对重点设备（如：主变、配电室、检修区域、主要辅机等）、重点作业区域设置虚拟电子围栏，当人员靠近设置的预警距离或穿越“电子围栏”坐标边际时，视频智能分析应用服务实时推送预警或告警信息在“三维模型”显示“人员靠近或穿越电子围栏”预警或告警信息。三维模型应用服务在监控中心大屏“视频区域”联动视频监控设备，实时预览预警或告警区域实况，以“消息”通知推送给值班人员或安全管理人员。
　　（2）井盖异动监测：系统实时分析生产区域的孔洞盖板状态，防止盖板打开导致人员坠落伤亡等安全事故的发生。如果孔洞盖板被打开，则在“三维模型地图”显示“井盖异常告警”。在监控中心大屏“视频区域”显示“异常区域实况”，以“消息”通知推送给值班人员或安全管理人员，便于及时、直观了解现场，管控现场作业。 
　　（3）安全带佩戴监测：系统监测发现高空作业未穿戴安全带，自动发出告警和消息通知推送，并记录告警日志，监管中心值班人员可实现远程监督、管控现场作业。
　　（4）安全帽佩戴监测：人员进场后未戴安全帽，系统在“三维模型区域”显示“人员未戴安全帽告警”，在监控中心大屏“视频区域”显示“人员实况”，以“消息”通知推送“值班人员”，同时系统在后台记录违章日志，抓取违章图片，截取违章视频进行现场取证。 
　　安全监督主要实现对“风险”、“隐患”、“不安全事件”、“事故”所涉及的“人”、“机”、“环”、“管”进行安全检查和整改管理，包含：计划任务管理、工程安全管理、反违章管理、事故事件管理、安全设施异动管理、安全物资管理、安全会议管理、规章制度管理、安全档案管理。（刘正春）