水力发电企业智能全息管控平台的建设与应用

水力发电企业智能全息管控平台的建设与应用

张毅   

国能普洱发电有限公司

摘要：随着电力行业的蓬勃发展，尤其是对于那些设备复杂、机组众多的水力发电企业而言，信息化建设成为了推动企业发展、提升经营效率的关键所在。但从当前水力发电行业的运营现状来看，不难发现存在显著的矛盾和挑战。因此，企业若想获得进一步发展，必须科学应用信息化、智能化技术。综上，本文将联合实际案例，讨论水力发电企业智能全息管控平台的建设与应用要点。

关键词：水力发电企业；智能全息管控平台；建设与应用

前言：智能优化技术的引进和应用，为水力发电企业解决了一系列长期困扰行业的难题，如安全管理压力大、生产效率低下等问题，同时也为企业开辟了新的发展道路，使其在未来的电力市场竞争中占据更有利的位置。随着技术的不断进步和应用的进一步深化，可以期待，这些企业将在经济运行和高效节能方面取得更加显著的成就。

一、项目介绍

桥巩水电站，年均发电量高达24亿千瓦时，不仅是广西地区发电的脊梁，也承担了航运、防洪、以及红水河水质改善等多重功能，是区域经济和环境保护的有力支柱。桥巩水电站作为广投集团实施“铝电结合”战略、调整产业结构、发展循环经济的战略高地，更为后续更大规模的水电站建设提供了珍贵的实践经验和技术支持，充分体现了广西在国家能源结构调整和绿色发展中的示范作用。

二、水力发电企业智能全息管控平台的建设与应用要点

（一）三维建模

为顺利实现机器人巡检、无人机巡视、人员的精确位置追踪以及电子围栏等高级功能，先行解决三维建模的问题显得尤为关键。这个过程涉及到对整个工厂区域的外部景观以及特定位置区域的内部环境进行立体建模。通过采用先进的无人机倾斜摄影技术结合3D 激光扫描技术，企业能获得非常真实的基础场景模型数据。对于工厂的外部景观，无人机被用于执行航拍任务，结合鹰眼系统提供的全景监控，无人机捕获的图像资料将被进一步通过3Dmax等建模软件加工，创建出尺寸精确、比例等距的三维模型[1]。这样的模型不仅外观逼真，而且能够准确反映出工厂区域的具体布局和地形地貌。
    对于室内环境的三维建模，则依赖于3D 激光扫描技术的高精度作业。该技术通过生成与实际环境高度一致的点云信息，捕捉室内的每一个细节，确保模型的位置和尺寸与实际环境严格对应，扫描过程中的精度偏差控制在±3～5cm之内，以此来保障立体建模的高精准度。基于上述对整个工厂的详细三维建模，能进一步构建出包含物理设备的全厂模型，并通过动画特效等技术增强，创建一个实时的三维立体坐标系统。这个系统不仅能够实时追踪运维人员的精确位置，增强安全监控的有效性，还可以对重点设备的运行状态进行智能感知。这些信息将实时反馈给人员定位安全管理系统，从而能及时识别潜在的安全风险，有效防范事故的发生。

（二）人员定位

为了精确地实现人员定位，并显著降低信息传递过程中的误差，企业特别选用了基于UWB（超宽带）技术的无线定位系统。UWB技术以其超窄脉冲电磁波作为定位信号，这种脉冲的宽度达到纳米级，同时具备较低的无线功率密度，这使得其在实现精确定位的同时，还非常适合于电力工厂这样需要追求“少人值守”模式的场合来维护安全生产[2]。这套系统中，现场工作人员通过佩戴一种特制的定位标签，这些标签内置UWB定位技术，能够实现对人员的实时追踪。定位模块不仅能够在平台上识别工作人员的身份、查看他们的基本信息，而且通过将定位标签集成在安全头盔内部，系统能够实时计算出人员的具体位置信息，并在三维模型地图上直观显示。若工作人员在遇到紧急情况需要快速求助，只需长按定位标签上的SOS按钮，即可启动快速报警功能，有效提升了应急响应的速度。
    此外，通过这一系统，桥巩电厂管理人员还能查询到任意一名工作人员在任何时间点的具体历史轨迹。这一功能为事故调查、日常巡检、工作情况分析以及人员行为模式分析等多种应用场景提供了强有力的数据支持。历史轨迹不仅包括工作人员行走的路径、进出各个区域和建筑的时间记录，还能与对应时间段的视频监控系统联动，进行同步播放。利用1/4/9/16分割屏幕多角度显示监控画面，可以全方面重现事件发生时的实际情况，为准确分析事故原因和制定相应对策提供了有力的技术手段。

（三）电子围栏

通过精心设计的电子围栏和报警机制（包括非法入侵、过度接近或逗留超时等情况触发报警），企业的系统能实现对潜在安全风险的早期预警。更加人性化的设计是，该系统可以根据具体的作业需求自动设定电子围栏，确保每一项操作都在安全的范围内进行。一旦有人触碰到这些预设的安全边界，系统会立即启动报警，迅速通知场地上的作业人员和安全管理人员。接到报警的第一时间，管理人员可以借助系统快速找到相关的现场作业人员的精确位置，并能够回溯和分析报警发生前后3分钟内的人员行动轨迹。此外，报警的详细信息也可供查询，使得对事件的响应不仅立即而且具有针对性。这种设计大大增强了现场的安全管理能力，保障了作业人员的安全，同时提高了紧急情况处理的效率，使得潜在的安全威胁可以在萌芽状态就被有效控制。

（四）门禁系统

桥巩电厂设计一套智慧安全管控平台，旨在通过提供一个标准数据接口，将现有的工作票系统无缝接入。这一平台不仅能对各区域的工作票进行详细统计和查询，还能基于工作票的类型、数量以及风险等级进行智能分析，特别是对于那些高风险的操作，系统会主动发出警报，以确保现场作业的安全。借助于UWB人员定位技术，该平台还实现了一项功能强大的互动应用[3]。一方面，可以迅速定位到具体的工作人员位置，了解其周围的作业状况；另一方面，通过连接视频监控系统，管理人员可以实时观察到现场的具体情况。进一步地，通过集成的人脸识别技术，企业的系统能够授权员工使用其个人权限开启指定区域的门锁，所有开锁行为和时间都将被系统记录，保证了操作的可追溯性。该平台的权限管理系统覆盖了用户管理、门禁记录、授权管理、视图管理、客户端管理以及厂站定义等多个方面，为用户提供了全面的安全保障。门禁系统不仅保存了详尽的出入记录，而且保证了数据的永久存储。与此同时，该系统还能够智能链接工作票、操作票和巡检任务，自动为相关人员在其作业时间段内授权通过相对应的门禁，有效避免人员误入禁区，或无故扩大作业范围。这套系统的实施，将极大地提升电厂的安全管理水平和作业效率。

（五）智能化分析

在电力系统运维领域，对一次调频和自动发电控制（AGC）的精确考核是保障电网稳定与提升电厂经济效益的关键。为此，推出创新监控系统改造方案——在线评价系统，旨在解决现有评价机制中存在的技术缺陷和不公平因素，确保评价的准确性及公正性。该平台的核心创新归纳为五个要点：首先，它根据南网的考核规则，首次将评价体系引入电厂端，改变了过去仅依赖调度端数据分析的局限，这在本质上提升了评价的公平性和针对性。其次，通过提高数据采样的分辨率，确保了计算结果的高精度，有效避免因数据抽样不足导致的误差。第三点是针对以往通讯延迟问题导致的数据不准确，通过优化通讯技术和数据处理流程，减少了理论与实际数据之间的偏差。第四，引入了局部电厂母线频率替代传统的区域网频率作为评估标准，这一举措显著减少了理论计算误差，确保了不同电厂间考核的公正性。最后，通过引入机组导叶开度等模拟量数据，辅助分析调频和AGC的具体响应情况，为理解机组动态行为提供了更丰富的数据支撑。

结语：智能全息管控平台不仅是智能电厂技术革新的集大成者，也是推动电力产业向智能化、数字化转型升级的关键力量。通过这一平台的实施，期待实现从传统发电到智能发电的跨越，为社会创造更多的绿色能源，同时也为电力行业的发展开辟新的道路。

参考文献：

[1]张皓蓝.基于“互联网+”的智慧型水力发电企业风险管控技术创新及应用[D].西南科技大学,2018.

[2]李建波.大渡河智慧型水力发电企业战略研究[D].华北电力大学(北京),2018.

[3]佘梭妮.某水力发电企业多元化战略的业务选择研究及应用[D].重庆大学,2012.