论文2：大型集中式光伏安全管控一体化平台建设方案0

Vol.25SupplementaryIssue PowerSystemTechnology PAGE2第25卷增刊电网技术PAGE3大型集中式光伏电站安全管控一体化平台(个人论文稿)Abstract:Withthelarge-scaleconstructionofnewenergyphotovoltaicpowerstations,photovoltaicpowerstationshavegraduallyrealizedunmannedduty,andtherealizationofon-sitesafetymanagementandcontrolofphotovoltaicpowerstationshasbecomeanimportanttopic.Thispaperdiscussesthecentralizedsafetymanagementandcontrolmodetorealizeintegratedsafetymanagementandcontrolfunctionsofphotovoltaicpowerstations.Keywords:PhotovoltaicpowerstationSafetymanagementandcontrolsoftwareplatform第25卷增刊 电网技术 Vol.25SupplementaryIssue2001年12月PowerSystemTechnologyDec.2001概述按照国家“碳中和”战略目标，促进能源行业转型发现，新能源光伏电站出现爆发式蓬勃发展。截至截止2020年底，全国光伏电站装机容量2.53亿千瓦，同比增长率24.1%，占全国发电容量装机比11.52%。其中集中式大容量光伏电站越来越多。光伏发电分散式的特性是生产过程简单、同类型设备繁多、生产区域分布分散等，因此现场生产安全管控问题突出。随着区域级新能源集控中心建设，新能源光伏电站管理方式已实现“集中监控、区域运维”的新型管理模式。现场少人化运维已成为趋势，国内有条件的光伏电站已实现真正的“关门运行”方式。因此实现大型集中式光伏电站本质安全，是满足当前新能源光伏电站安全运行关键要素。新能源光伏电站安全管控包含场站边界安防、门禁系统、消防报警、视频监控、作业安全、环境安全等监测。尤其是实现关门运行的的光伏电站，保证光伏场站现场现场安全尤为重要。光伏电站安全管控一体化平台是实现对光伏电站全方位的安全要素的管控平台。光伏电站安全管控一体化平台集成安全管控平台主要用于现场作业管控监督、作业环境监控和场站区域安全监控等功能，平台汇集了新能源光伏电站生产现场门禁系统、消防报警、周界防护、现场作业监视管控、高压区域提示、非授权闯入报警、无人机巡检平台、人员定位管控、两票及其他生产管理等系统，从作业安全和作业环境安全进行全方位安全管控，夯实安全基础，并实现光伏电站现场安全装置运行状态监视。表1安全管控平台业务架构光伏电站安全管控一体化平台是新能源企业智慧光伏建设重要组成部分，同时是新能源区域公司新能源区域集控中心应包括三大功能平台，一是基于生产过程管控的集中远程控制平台，二是基于作业和作业环境的安全管控平台，三是基于大数据分析的智慧化应用平台。省级区域新能源集控中心集中监控平台安全管控平台智慧化应用运行监视作业人员管控智能诊断系统远程控制作业环境管控综合指标分析智能报警安全态势评估设备健康评价报表功能应急指挥平台设备状态检修表2安全管控平台与区域集控中心关系安全管控平台采用新能源区域集控中心集中部署，各场站采用客服端访问方式，集成新能源电站侧已建成的与生产作业相关各个系统。实现安全管控平台集中部署、统一运行监视、集中维护，在功能、性能及标准化管理等方面满足未来全部新能源场站接入使用的要求。安全管控一体化平台主要功能概述光伏电站安全管控一体化平台集成安全管控平台主要用于现场作业管控监督、作业环境监控和场站区域安全监控等功能，平台汇集了新能源光伏电站生产现场门禁系统、消防报警、周界防护、现场作业监视管控、高压区域提示、非授权闯入报警、无人机巡检平台、人员定位管控、两票及其他生产管理等系统，从作业安全和作业环境安全进行全方位安全管控，夯实安全基础，并实现光伏电站现场安全装置运行状态监视。光伏电站安全管控一体化平台基于大数据分析的光伏场站安全评估系统，可实现光伏场站侧部署或集控中心统一部署的方案，同时电站侧可提供安全管控评估功能，并由运行人员实时判断确认结果。各系统主要功能如下：1.1.1数据通信接口数据通讯接口单元，用于实时采集光伏场站边界安防、火灾消防报警、视频监视、地质灾害、门禁系统、火源侦测、生产管理系统等信息数据信息；1.1.2数据库平台数据库，实现光伏场站边界安防、火灾消防报警、视频监视、地质灾害、门禁系统、生产管理系统的数据统一格式处理、读取和储存功能。1.1.3大数据计算大数据计算模块，通过各光伏场站边界安全报警次数、火灾消防报警次数、地质灾害报警、门禁闯入、火源报警次数、现场作业违规次数等数据，进行光伏场站安全态势分析。光伏场站各系统的数据，建立关联性的分析模型，开展大数据计算分析功能，为识别安防监控报警和安全态势评估提供依据。1.1.4安全管控功能评估分析模块，通过大数据计算模块计算结果，进行分析模型综合评估确认，识别是否输出安防监控报警和联动，并进行安全态势评估，实现安全分析。1.1.5可视化展示可视化展示，显示安防监控报警联动和安全态势评估效果，可进行列表、图文或地理位置展示。1.1.6远传功能远传功能模块，用于光伏场站各子系统采集数据远传、报警和安全态势评估信息远程功能。报警联动模块，用各种类型报警功能和联动功能，包括语音、声光、电话、短信、APP等多种方式报警功能。1.1.7应急指挥应急指挥功能是综合应急平台建设的核心目标，实现对各专业部门的有效协同，实现全社会应急资源的统一指挥调度，包括情况综合和应急指挥。应急指挥功能包括应急预案处置流程管理、应急组织机构、预案演练等日常管理功能。应急指挥系统，可进行视频监视管理、视频会议、监测与预警、应急资源管理、应急预案管理、应急指挥调度、应急总结报告等功能。厂站端访问应急指挥系统，进行信息浏览、应急资源管理、应急预案权利、信息报送、参与应急调度指挥及权限管理等。通过指挥调度系统，综合使用各类指挥通信手段，实现对应急保障和应急指挥行动的统一指挥。图1光伏安全一体化平台网络拓扑图光伏安全管控平台设计思路光伏电站一体化化管控平台包含基于智能安全帽和人脸识别门禁系统相结合，研究人员定位及区域出入管控，实现作业人员定位及数量管理；通过两票、巡检系统和移动视频设备实现人员现场作业的安全管控；基于无人机巡检平台，实现光伏场站组件的故障定位，基于周界防护实现人员场站授权人员的进出入管控，通过火灾报警系统，实时光伏场站实时监视，通过应急指挥系统，实现对突发事件数据的收集、分析，对应急指挥的辅助决策，对应急资源的协调、管理。平台采用分层架构的优势将更利于系统的业务扩展和分布式架构，可快速基于系统之上进行业务需求的持续集成及二次开发，以最少的代价部署上线新的业务模块和功能，进一步提高开发效率、缩短开发周期、减少运维成本。1.2.2模块化设计遵循模块内高内聚、模块间低耦合标准，基于小模块、大构件思想。每个单独的功能点独立封装功能模块，根据业务实际特点进行功能模块组合成完整的业务模块。1.2.3分层设计数据层、业务层、界面操作逻辑全部分离，采用MVC标准封装，界面根据实际业务的情况可实现WEB、与窗口程序、小型FLASH、Silverlight等；业务逻辑以服务方式提供，复用性高，系统部署更加灵活；数据层采用成熟的OR-MAP技术，实现数据层的组态建模管理。1.2.4SOA架构设计基于面向服务体系结构的企业应用集成技术，将资源与业务功能暴露为服务，服务以标准化结构构建，实现资源共享和系统之间互操作性，支持新的应用快速以服务形式加入已有环境；基于XML数据交换格式，满足数据资源共享。1.2.6安全设计原则系统建设满足电力监控系统安全防护相关规定，实现生产管理大区和信息管理大区的物理隔离以及系统与其他外部网络的安全隔离；安全性设计采取有效的身份鉴别、访问控制、安全审计、抗抵赖、软件兼容和资源控制措施，增强监控中心安全防护能力。安全管控一体化平台应用功能光伏安全管控一体化平台为推进新能源光伏电站“远程集控，就地检维”的精细化生产运营模式，打造“无人值班、少人值守”智能光伏电站，以实现基层智慧生产、分公司级区域管控为目标，以创新管理理念、专业化的管控体系、人性化的管理思想、一体化的管理平台为重点，紧密围绕新能源发电企业实现安全、运行、检修、经营等业务主题，依托远程集控中心平台，广泛采用现代物联网、云计算、大数据分析、人工智能、机器人、虚拟现实、增强现实、移动应用与光伏产业进行深度融合，实现光伏设备信息的智能采集、信息高速的智能传输以及海量信息的智能分析，将光伏电站朝着数字化，智能化，信息化的方向高速发展。将光伏场站建设成具有“物联化态势感知、信息化高效联动、专业化规范运行、智能化风险管控、智慧化分析决策”特征的一流可持续发展智慧发电企业。一体化安全管控平台以光伏场安全管理建设为总体导向，按照总体规划、分步实施的建设原则，通过对现场人员的定位和人员行为管理，实现人员管控；通过作业环境系统监督实现人员闯入管控，通过两票点巡检作业管控作业现场人员行为。确保人的行为和作业环境的安全可控，建设“无人值班、少人值守”的“关门”的光伏电站提供安全支撑。作业人员定位管控；授权进入和防闯入定位；消防集中监视和火警定位；现场作业可视化安全监督；安全问题督办功能；应急指挥系统；2.1作业人员管控升压站区域、配电室通过门禁系统对人员进出权限进行控制，只允许被授权人员通过，对非授权人员不允许放行。预留与门禁系统接口，根据人员编号从门禁系统读取该人员的进出记录和违章记录信息。光伏场站园区通过智能安全帽GPS定位和实际地图实现人员定位，完全光伏园区人员定位功能。所有人员，含厂内员工、外来人员等，进入生产区均需佩带定位标签（附带在安全帽上），厂内人员根据两票任务与人员专业、职务的不同分配不同的角色，每种角色按工作需求来配置不同的权限，包括本系统的访问权限及电厂区域的访问权限等。工作票办理后，系统根据票面工作地点和工作时间，自动授予对应检修人员（含外包人员）对应区域的访问权限和时间。还可以根据电厂人员上班时间来配置权限，如上班期间可以出入某些生产区域，下班时间则需要进行审批后才可以进入。提供现场作业人员信息管理功能，现场人员信息包括人员姓名、性别、年龄、安全帽编号、工种、进厂时间等基本信息。结合人员定位控制区域内人员数量，实现人员的安全管控。通过门禁系统对人员进行人脸识别，实现进出权限进行控制对非授权人员不允许放行。通过周界安防系统实现外界人员闯入报警功能，实现地图实际显示，同时利用光伏场站园区内移动侦测摄像头，实现闯入人员监督。2.2消防系统集中监视与定位接入各光伏场站消防系统集控中心，通过增加火灾自动报警系统控制器通讯模块，实现控制器远程通讯功能，采集消防报警系统信息；通过光伏安全管控一体化平台，实现全部光伏场站火灾自动报警系统集中运行监视、设备状态监测、火情集控监视、统一调度指挥功能。并定期实现远程巡检和报表功能；报警、联动及定位功能。通过各光伏电站火灾报警系统远传信息，实现各类火情信息报告，如：烟雾报警，温度报警、手动报警等，报警信息实现语音播报方式和警铃方式，报警需值班确认模式。并可实现分级报警。按照实际地图，绘制现场火警点地图，实现火警点定位功能。图2光伏场站园区定位与消防报警2.3现场可视化作业监督通过作业现场部署临时用视频摄像机或布控球，实现作业现场监督功能。为保证现场作业安全管控力度，保证现场作业规范性，减低作业风险，通过建设现场作业全过程监控可视化平台，实现对各类工作现场的全过程实时视频监控。现场作业全过程监控可视化平台采用无线5G网络，具有高清视频监控、视频会议、语音对讲、集群通话、互动交流、音视频资料存储、位置定位等功能，实现对所属单位全部作业现场的全过程监督。特别适用于现场高风险作业和外委作业。远程安全监督，远程专家指导的可视化管理方案。利用监控摄像头、手机、智能眼镜，实现固定和移动的视频实时采集，实时督导、指导。2.4现场安全问题告警督办基于远程集控运行模式的积灰、灭火、无人机巡检、汇流箱超温、现场安全隐患随手拍上传等告警模块，自动告警。告警的同时触发生成督办单，形成告警及安全隐患问题督办库，并与集控中心侧智慧光伏管理平台实现工单对接。通过逐级管理人员接收、制定措施、明确责任人、整改时间、验收等环节的在线管控，检修人员可通过手机APP接收工单任务，现场处理完成后，通过随手拍记录并上传提交处理情况，从而形成告警及隐患的闭环管理。对各类检查、管理工作中发现的安全生产问题及时录入问题库进行管理，并使问题库中的各种问题得到及时整改，实现动态闭环管理，并可按多种维度统计问题数据。系统能接受各类接入的报警信号，响应上送报警信息，包括模拟量越限、梯度越限、开关量状变和计算机监控系统自诊断故障等各种信息；告警弹窗后可以通过点击告警信息一键关联查到相关的实时信息，实现告警快速定位。告警产生后，在每个终端工作站上的音响报警。当发生故障或事故时，立即发出中文语音报警和显示信息，报警内容可由用户可视化配置定义。语音报警应将故障和事故区别开来，可手动或自动解除。语音报警可通过人机接口全部禁止，也可在线或离线编辑禁止或允许单个中文语音报警。告警产生后自动配备工单，通过逐级管理