2022智慧水电规划方案

智慧水电规划方案作者：职场人2022年7月目录TOC\o"1-2"\h\z\u1 概述 11.1 项目背景 11.2 对智慧水电的理解 12 国内外智能水电厂发展现状 82.1 面临的挑战 82.2 技术发展趋势 102.3 关键技术发展现状 122.4 国内智能水电厂建设情况 353 xx公司现有信息化基础 393.1 组织架构和职能 393.2 核心系统建设 433.3 支撑平台建设 443.4 基础设施建设 453.5 信息化管控 464 智慧水电建设思路与目标 474.1 建设目标 474.2 建设思路 495 智慧水电重点建设任务 505.1 支撑平台和基础技术 505.2 智能装备 555.3 智能运行控制 625.4 智能运维管理 685.5 智能安全风险管理 805.6 节能环保管理 846 实施安排建议 866.1 实施策略 866.2 实施阶段规划 866.3 具体时间安排 887 保障措施 897.1 组织保障 897.2 技术保障 897.3 人才保障 907.4 机制保障 90概述项目背景xxxx水电开发有限公司（以下简称“xx水电公司”）是xxxx省xxx上的XXXXX为实现xxx公司的远景目标，要始终把科技创新作为推动高质量发展主战场，以科技创新为先导进行产业布局谋划。要加大科技创新示范项目推进力度，推进技术标准示范基地创建，加速深度融合，打造智慧电厂项目。xxxxxxx水电拟运用物联网、大数据、云计算、5G等现代技术手段，通过体系、流程、人、技术等企业要素的有效变革和优化，提高对流域开发、电站建设、生产运行、电力交易和企业管理的洞察力，提升企业智慧，增强企业应对外部风险能力，实现健康可持续发展。对智慧水电的理解智能水电厂的概念智能水电站是适应智能电网源网协调要求，以信息数字化、通信网络化、集成标准化、运管一体化、业务互动化、运行最优化、决策智能化为特征，采用智能电子装置（IED）及智能设备，自动完成采集、测量、控制、保护等基本功能，具备基于一体化平台的经济运行、在线分析评估决策支持、安全防护多系统联动等智能应用组件，实现生产运行安全可靠、经济高效、友好互动目标的水电站。随着技术的发展，电子式电流电压互感器、智能化开关等各种一次智能化设备的完善，最终将从技术层面实现全数字化的智能水电站。在全数字化的智能化水电站，各种智能设备均遵循IEC61850标准，所有数据均具有统一的数据结构并按标准的通信协议互联，保证了站内的各个智能设备之间具有良好的互操作性，同时因采用智能化的一次设备，网络化、数字化的二次设备，数据的采集、传输和设备控制均基于光纤，节约大量二次电缆，并彻底解决电站抗干扰问题，提高系统设计、施工效率，从而减少电站投资。在梯级集控智能化方面，重点放在提升安全稳定与经济运行水平，以各水电站信息化、自动化为基础，以电厂上送的海量信息为依据，研究各系统高级应用分析功能，实现系统之间的无缝连接，通过建立一体化系统信息平台，实现数据共享与互动，提高系统之间的智能协调与安全运行水平，并最终实现智能决策、优化运行，有效发挥流域电站经济效益的智能化应用目标。在智能化水电站建设方面，重点是进行设备状态采集、水电机组状态检修、运行环境监视、信息统一平台建设等方面的智能化研究与建设，提升发电厂的安全稳定经济运行水平、提高机组及各关键设备的可观可控可调性，加强运行管理在线安全预警能力，指导水电站运行操作和紧急事故处置，提高水电站安全运行和风险预控的能力，提升水电站抵御严重灾害事件的能力。智能化水电厂的总体架构目前，电力行业标准《智能水电厂技术导则》（DL/T1547-2016）给出了推荐的智能水电厂的系统架构图，并详细介绍了智能水电厂“横向分区、纵向分层”的体系架构，以及各分区各分层的组成，为智能水电厂的建设提供了通用性的指导原则。《智能水电厂技术导则》推荐的系统总体架构如图1所示：图1智能水电厂系统架构图如上图所示，智能水电厂应在不同的分区及分层内部署相应的设备及软件。应采用智能电子装置(IED)取代各类传统的二次设备，建议采用智能设备取代传统的机电设备。IED和智能设备应统一建模，生产控制大区IED宜实现即插即用功能。智能水电厂的必要组成，还应包括基础设施与支撑系统，主要为智能水电厂提供时钟同步、电源管理、视频监视、火灾报警、门禁、大屏显示、智能巡检、设备及人员定位、网络建设等。智能水电厂应采用一体化的电源系统，建立统一的时钟系统，并通过视频监视、门禁、消防等系统保证运行环境安全，通过智能巡检、设备/人员定位、网络建设等实现人员、设备及设施的互联互通，从而保障智能水电厂稳定可靠运行。如上图所示，各分区分层的详细组成为：1）各分区的具体组成为：a）生产控制大区生产控制大区由控制区(安全I区)和非控制区(安全II区)组成。其中，控制区是指具有实时监控功能、纵向联接可使用电力调度数据网的实时子网或专用通道的各业务系统构成的安全区域，非控制区是指在生产控制范围内由在线运行但不直接参与控制、纵向联接可使用电力调度数据网的非实时子网或专用通道的各业务系统构成的安全区域。安全I区主要实现对机组、开关站等的现地监视、控制和保护等功能，实现水电厂计算机监控基本应用，部署有水电厂自动发电控制（AGC）、自动电压控制（AVC）以及流域经济调度控制（EDC）等智能应用组件；安全II区主要实现流域水调自动化和主设备状态监测基本应用，部署有中长期水文预报、洪水预报、发电计划、防洪调度等智能应用组件。b）管理信息大区管理信息大区是生产控制大区以外的电力企业管理业务系统的集合。管理信息大区主要包括大坝安全监测系统、消防系统等。管理信息大区内，位于单元层的大坝安全监测、消防等装置，通过厂站层网与一体化管控平台相连接，实现大坝安全监测等基本应用；并基于一体化管控平台，利用管理信息大区基本应用获取的信息、生产控制大区的同步信息、基础设施及支撑系统获取的数据监控信息等，实现大坝安全分析评估、主设备状态检修决策支持、流域应急指挥、安防管理系统、IT设施集成管理、水环境及水质监测、动力及厂房环境监测、智能巡检、智能报警等智能应用组件。2）各层的具体组成为：a）过程层过程层主要用于完成电力生产过程数据采集与指令执行，包括实时运行电气量和非电气量的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等，其组成可包括但不限于智能终端、辅控单元等智能电子装置（IED）以及智能设备。智能设备、智能电子装置（IED）应遵守全厂生产运行设备及资源的统一模型标准，具备互操作和互换性，具备即插即用功能，具备自诊断及自恢复能力。位于过程层的智能设备及智能电子装置IED要求具备冗余的工业以太网通信接口，通过过程层网与单元层的智能设备进行通信。智能终端应负责PT/CT或电子式互感器的交流量采样。水轮机、发电机、变压器、油水气等机电设备宜采用具备数字化网络通信能力、自诊断能力的智能设备。对于和智能保护装置等重要的智能电子装置相连的智能终端，宜通过工业以太网通信接口直接连接至保护装置，支持智能保护装置直接采样、直接跳闸，以确保实时性和可靠性。b）单元层单元层主要用于完成水电厂机组、开关站、公用设备、大坝、泄洪道、水情等的现地监视、控制和保护等功能，应包括各类智能化的现地监测、控制和保护设备。生产控制大区的单元层应包括机组现地控制、继电保护、稳定控制、励磁、调速、主设备状态监测、水情自动测报等设备，其中继电保护、稳定控制、现地控制、调速、励磁、振摆保护应部署在控制区（安全I区），主设备状态在线监测、水情自动测报应部署在非控制区（安全II区）。管理信息大区单元层包括大坝安全监测装置、消防装置等。对于一些特殊的装置，如消防装置，具备保护功能的消防装置应部署在控制区（安全I区），不具备保护功能的消防装置应部署在管理信息大区。单元层设备应遵守统一的信息建模，具备自诊断自恢复功能，具备互操作性和互换性。单元层设备通过厂站层网与厂站层设备进行通信，通过过程层网与过程层的智能设备或智能电子装置进行通信。c）厂站层厂站层主要用于完成厂站级运行监视、预测预报、分析评估、自动发电控制、水资源优化调度等功能。厂站层主要由各类计算机、网络硬件设备以及一体化管控平台、智能应用组件组成。一体化管控平台应采用面向服务的软件架构，应具备数据中心、基础服务和基本应用功能，并提供智能应用组件管理功能。基本应用包括计算机监控、水调自动化、大坝安全监测、主设备状态监测等。一体化管控平台应满足单个水电厂的监视与控制要求，还宜满足水电站群联合监视与控制要求。一体化管控平台应具备开放性，能够通过IEC61850MMS、IEC62541标准、OPCUA协议以及其它工业互联网接口协议实现与第三方系统的交互，能够对外提供统一的数据访问接口，并具备实时数据和历史数据的通用访问功能；还可支持第三方在该平台上进行相应的子系统或应用组件的开发；一体化管控平台应具有灵活性，水电厂可根据自身业务需求，配置相应的智能应用组件，支持集中或分期分步部署。一体化管控平台可实现控制区（安全I区）、非控制区（安全II区）与管理信息大区之间的数据同步，实现安全I区向安全II区、安全II区向管理信息大区的数据同步，以及通过反向隔离装置实现管理信息大区向安全II区的必要的数据同步。用户只需要梳理数据同步需求，并在一体化管控平台中配置相应的数据同步策略，一体化管控平台即按照同步策略完成分区之间的数据同步。这种方式减少了传统多异构系统之间通信转换环节，提高了数据传输的实时性，减少了系统建设和运行维护的工作量。d）集控层的设置集控系统用于对所辖各智能水电厂的集中监控，根据《智能水电厂技术导则》，在智能水电站过程层、单元层和厂站层的总体架构上，在纵向上增加设置集控层。此时，厂站层在部署一体化管控平台时可适当简化配置，满足基本的运行监控和网络故障数据缓存功能，并部署厂内安全防护管理系统即可。而在集控层中，安全I区完成流域各水电站远程集中监控业务，以及流域经济调度控制（EDC）功能；安全II区完成流域水调自动化业务、保护信息管理、电能量计量、故障录波等业务以及洪水预报、中长期水文预报、发电计划、防洪调度、风险分析、节能考核等高级功能；管理信息大区完成大坝安全监测与分析评估、主设备状态监测与状态检修、生产信息管理等业务。国内外智能水电厂发展现状面临的挑战从上世纪80年代初开始进行水电自动化技术研究和产品开发,受到计算机、网络技术水平及系统规划、集成能力的限制，难以对水电站及集控中心自动化系统进行整体的规划。因此，采用了“分而治之”思想，按照不同的业务划分为多个相对独立的子系统，从而有效降低了各个子系统的研制难度。由于当时水电厂自动化系统的数量十分有限，实际应用中也大多注重完成基本的测量和控制功能，对数据挖掘、分析评估、决策支持等功能的需求并不强烈。因此，上述系统架构适应了当时技术发展水平和业务需求，是科学合理的。经过三十余年的发展，已经形成了以现地自动化、厂站计算机监控、流域远程集中监控、流域水情测报、流域水调自动化和大坝安全监测为主的水电自动化技术体系及产品系列，基本满足了水电厂“无人值班（少人值守）”的运行要求，在水电工程的运行管理中曾经发挥了重要作用。但由于不同的业务系统在不同的时期、由不同的厂家承建，数据来源各异、通信方式多样、数据接口不同，导致各个业务系统数据信息共享困难，智能化分析难以开展。此外，受制于技术发展水平的限制，智能化的业务需求及应用场景尚不清晰，导致系统重数据汇聚管理、轻挖掘分析的情况，智能分析还未有效开展，智能化水平亟待提高。近年来内外部环境均发生了显著变化，使得传统的水电厂自动化系统架构越来越难以满足新的发展形势。从外部环境来看，都不约而同地将目光集中于发展智能电网和各类新能源，以解决全球气候逐步恶化、温室效应加剧、传统能源日益短缺等问题，抢占未来经济及科技发展的制高点。智能电网及大规模间歇性新能源的快速发展，输电网的运行调度日趋复杂，电力系统的稳定安全运行面临着更大的挑战，需要电厂和电网以更加智能的风险预判和更加灵活的运行控制来响应这种变化。在智能调度和运行控制领域，亟待解决的问题包括电网功率平衡控制、大电网状态的及时感知和自适应决策、广域分布的控制和保护的协同作用，以及大电网的风险抵御能力和自愈机制。水电厂作为大电网的重要组成部分，承担着调峰调频任务，水电机组智能控制能力以及源网协调能力均面临更大的挑战。此外，传统水电厂自动化系统缺少对水电厂主设备健康状态的在线监测和分析评估技术，现地测量信号线缆易受现地强电磁场干扰从而影响控制调节的可靠性，通过脉冲方式增减机组有/无功的方式难以满足电网频率调节要求。此外，云计算、大数据、物联网、移动终端、虚拟现实、人工智能等新兴技术逐渐成熟，在水电行业外的应用日益成熟和广泛，正引发水电厂自动化系统架构以及业务流程革新。从内部环境来看，随着水电企业新投产电站的日益增多，人力资源不足的问题日益突出，加之新电站建设成本、人力成本以及其它各类型成本的逐年上涨，使得水电企业普遍面临利润不断下降的严峻形势，需要通过精益化运行管理和集约化生产管理，实现降本增效，确保水电企业可持续健康发展。在此情况下，传统水电厂自动化系统逐渐显露出子系统体系架构各异、通信标准不统一、信息共享困难、业务协同能力不足等缺点，制约了各业务智能化的快速发展和应用，无法很好地满足水电厂进一步提升信息综合评估能力、深入实现信息集成与综合应用、提高运行管理水平与转变管理模式的客观需求。技术发展趋势随着信号传感技术、计算机测控技术、网络通信技术等的发展与成熟，以及“大云物移智”等新兴技术的发展，水电厂自动化逐步向传感数字化、设备智能化、通信网路化、管控一体化、业务智能化、决策智能化的方向发展。从水电站自动化的信息来源来看，趋势是实现传感数字化，即通过采用数字化的智能传感器实现对水电站运行态势的感知。采用新原理、新技术、新工艺、新材料的智能传感器，具有信息检测、信息处理、信息记忆、逻辑思维和判断功能，集信息感知、信息处理以及通信于一体，自身具有数据通信交互功能，具备自描述、自校检、自诊断功能。通过传感数字化，有利于减少电缆数量，有利于系统集成，有利于降低运维难度。水电站的一、二次设备是自动化系统的重要载体，趋势是实现设备智能化。通过应用先进传感技术和边缘计算技术，使传统设备在被动接受指令基础上，融合网络、计算、存储、应用等核心能力，就近提供边缘智能服务，使设备具备采集、分析计算、诊断以及通信等功能，成为智能设备。同时，智能设备要求能够全面支持xx通用的自动化技术标准，能够更加安全、快捷地支撑设备实时业务的处理与执行，设备自身具有实时分析、故障诊断和预测预警等自监测自诊断能力，具有基于大数据的自我学习能力，并在现有自动控制技术具有感知能力、执行能力基础上具备思维能力。在自动化系统的信息传输方面，通信网络化是必然的发展趋势。在水电厂自动化系统中，构建统一的通信网络系统，借鉴“工业互联网”的思想，采用xx主流的标准网络通信协议，实现各类传感器、装置及软件平台之间的高速可靠数据传输，有利于大规模的系统集成，也为设备的互换和互操作提供了可能，能够提高电站各类数据的集成及信息共享性能，为消除电站信息孤岛提供数据保证。在业务系统的平台软件方面，趋势是实现管控一体化。通过构建统一的消息总线和服务总线，实现各专业自动化系统、生产管理信息系统和各类决策支持系统业务的统一集中管理，消除信息孤岛，提升系统的整体性和协调性，实现各类业务应用之间数据信息共享，实现业务流程之间的协同互动，降低后续系统运维成本。在业务系统的应用场景方面，趋势是实现业务智能化。通过采用物联网、移动互联网、人工智能等技术，实现业务场景的全自动化、无人化处理，实现业务流程的标准化、规范化闭环管理，优化人机交互方式，降低人工劳动强度，减少人为操作失误对系统安全稳定运行的干扰。在业务系统的辅助决策方面，趋势是实现决策智能化。通过积极采用人工智能、专家系统、大数据分析等新兴技术手段，在自动化系统获取的海量数据基础上，充分挖掘各类业务数据的潜在价值，建立并持续丰富水电企业专家知识库，从而不断提高系统的优化决策支持能力，实现系统的自主运行管理与自治维护管理。关键技术发展现状国内智能水电厂建设情况智能水电厂的概念自2008年提出以来，经过多年的发展和应用，目前已在xxxxx等多个工程进行了应用，取得了良好的应用效果。xx公司现有信息化基础信息化和数字化是智慧化的基础，也是建设“智慧水电”的起点，因此有必要对xx公司现有信息化基础水平进行全面的审视，为后续工作思路的确立奠定基础。组织架构和职能组织架构xx公司现有的业务组织架构如下图所示：主要业务域的职能经营管理（总经理工作部）经营管理主要是根据政策法规和上级的有关规定，制定和推行公司制度，组织公司行政事务管理、文秘工作、档案管理、会议管理、公务活动，法律事务、信访稳定及保密管理等工作。具体业务过程如下图所示：设备管理（设备部）设备管理主要是根据行业、上级和公司的标准、制度，负责生产设备点检，技术监控、科技管理、设备可靠性、技术改造，承担自动化和继电保护设备检修维护工作。负责公司所辖电站主机及其附属设备的日常维护、检修、事故抢修和技改。具体业务过程如下图所示：发电管理（发电部）发电管理的主要职能是根据行业、上级和公司的标准、制度，组织发电设备运行管理工作，包括运行管理、涉网管理、工器具管理、施工用电管理等。具体业务过程如下图所示：水工管理（水工部）水工管理的主要职能是根据行业、上级和公司的标准、制度，组织水工设施设备运行管理工作，协调发电、防洪关系，确保水库安全运行。具体业务过程如下图所示：采购和物资管理（计划供应部）采购和物资管理的主要职能是根据行业、上级和公司的标准、制度，组织物资采购和库存管理等工作，包括采购计划、招标询价、合同管理、供应商管理、仓储管理、物资报废、报废物资处置等。具体业务过程如下图所示：电力营销（计划营销部）电力营销的主要职能是负责公司全面计划、市场营销、生产统计、生产经营合同管理等工作。具体业务过程如下图所示：核心系统建设经过多年建设，xx水电已形成了以生产任务管理系统、生产管理系统、财务管理系统、物资（EAM）管理系统、投资计划管理系统、合同管理系统、安全监控系统、大坝安全管理系统、水情水调自动化系统、主要设备在线监测系统、技术监督管理系统、安全隐患排查治理系统为核心的业务支持环境，有效支撑了公司核心业务运行和管理（财务、物资、项目、设备、人力资源、安全监察等），并在组织层面覆盖了本部及下属3家电厂。经过持续不断的信息系统实用化推进，xx水电通过应用核心系统功能，管理水平也获得大幅提升，信息系统为电厂管理均带来效益提升。支撑平台建设xx水电在核心系统建设的同时，也完成了各类支撑平台的建设，包括提升公司综合管理能力的协同办公系统、档案管理系统、培训管理系统。协同办公平台：作为基础办公系统，功能包括公文收发、流程固化、文档管理等，实现政策法规、网站信息的统一发布，使公司基本实现了无纸办公，为公司工作管理发挥了重要作用。另外，支持移动终端，进一步提高工作效率，改善办公体验。档案管理系统：实现本部及下属电厂的档案管理信息资源共享；通过统一的平台和标准收集归档协同办公系统产生的电子文档。培训管理系统：实现本部及下属电厂的培训管理信息资源共享；通过统一的平台和标准，实现员工的培训计划、培训过程、培训评价等管理工作。人员准入管理系统、车辆物资出入管理系统：实现本部及下属电厂的人员准入、车辆物资出入的信息统一管理。基础设施建设xx水电遵从xxx集团规范，建立健全数据中心、终端、网络、备份容灾和信息安全等基础设施体系。xx水电基础设施建设主要内容如下图所示：数据中心：建设已具备一定规模，基础软硬件环境配备基本满足目前使用需求。其中，服务器硬件部署基本满足高可靠性及高可用性要求，性能基本满足日常业务开展所需；采用SAN存储网络进行数据传输，无IO瓶颈；虚拟化采用主流技术及产品，初步实现了资源动态分配及按需调节。终端：终端设备总体管理较规范，已制定终端管理规范，终端软硬件标准化程度较高。信息网络：局域网络建设较为完备，完成安全区域划分并配置相应访问控制策略。同时积极配合集团公司开展广域网升级改造，在带宽扩容的同时增设冗余链路和接入设备。备份容灾：完成备份系统专项规划及实施，已建立起集中备份体系，采用业界成熟的专业备份系统及硬件设备，并基于SAN网络构建了LANFree备份环境，并统筹制订了较为完备的备份策略及配套管理机制。容灾建设处于起步阶段。信息安全：信息安全技术防护体系基本建设形成，按照信息安全等级保护规定，组织开展系统等保测评，并完成公安备案。信息化管控在信息化管控能力方面，xx水电公司管理层牵头推动公司信息化变革，并借助电厂信息团队，实现对信息化规划、建设、运维等全过程管控。公司管理层承担信息化全过程组织与管控职责：在规划与建设阶段，负责战略与规划（包括规划类业务关系管理）与项目建设（包括建设类业务关系管理）。电厂信息团队主要包括设备部信息化班，以及其他部门信息化专责人员，在运行维护阶段，负责服务管理和安全管理、技术运维和安全运行；另承担IT综合管理职责，包括知识、标准、绩效、人才、供应商管理。在信息化管控地位方面，伴随公司信息化的建设，电厂信息团队正逐步从办公自动化支持中心演进为支撑企业运营决策的信息支撑中心。智慧水电建设目标与思路建设目标“智慧水电建设”是一个系统、长期、动态的过程，细分具体的建设目标是：（1）提高电站数字化水平，实现管控一体化以网络化、信息化、数字化和标准化为基础，以电站数字化、智能化建设为契机，实现全厂数据共享互动化、二次系统设备网络化和数字化、生产数据信息平台一体化。通过统一的数据标准体系和通信标准，提高电站各类数据的集成及信息共享性能，消除电站信息孤岛，减少系统调试及后期运维的成本。（2）提高电站智能化水平，满足智能电网发展要求在电站数字化、设备智能化的基础上，电站自动化系统采用扁平化的网络设计原则，各系统、设备、设施信息数据实现共享、融合，应用大数据技术，深度挖掘生产实时和历史数据，使电站自身具备智能控制、智能分析等能力，二次设备和各系统具备自诊断、自恢复和自愈能力。深化一次调频、电力系统稳定器（PSS）的控制和安全策略，加强AGC/AVC与调速器系统、励磁系统协调控制，提高机组快速响应能力和源网协调的能力，以更好地适应智能电网智能调度和运行控制的要求。（3）提高设备安全性和利用率，降低运维成本应用设备实时在线状态监测技术，提高水电站机组的可观性、可用性和可调性。建立主设备状态分析与检修决策专家系统，逐步实现电站设备状态检修，节约检修成本。实施主设备全寿命周期管理，提高主设备安全性和利用率。（4）提高经济运行水平改变单一技术经济指标模式，综合分析水库水情信息、设备状况、调度方式等相关因素，加强机组优化运行辅助决策能力和智能优化控制能力，科学合理地控制水库和机组运行，实现水电站的优化经济运行。（5）提高管理集约化水平以数字化、信息化、标准化为基础，整合生产业务流程，优化管理模式，提高业务流转和处理效率，减少系统安装调试及后期运行维护阶段的人力成本，实现水电站及水电站群的集中运行管理的全景数据、业务协同、智能决策，推动水电站的管理创新。（6）提升电站安全保障和管理能力加强气象、水质、工程与地质等要素的监测，提高针对气象及洪涝灾害、泥石流等次生灾害、水质污染的保障能力。提升各类自然灾害和突发事故的预测预警能力、应急响应能力和快速决策指挥能力。（7）促进水电管理方式变革采用智能化系统和设备，设备与人、设备与设备之间能够实现互动化。以电站设备数字化模型、智能化设备及一体化管控平台为基础，降低设备对人的依赖。（8）促进国产化，实现自主可控通过智能水电厂技术研究和工程应用，建立技术标准体系，促进行业技术发展和国产设备的应用，实现核心关键设备的国产化，实现系统的自主安全可控，降低运维成本和应用风险。建设思路为实现公司智能水电厂建设的目标，既要立足于水电厂自动化、信息化建设现状，借鉴传统的水电厂生产运行管理的宝贵经验，借鉴智能电网调度及控制系统的优秀设计思想和理念，同时也要注重突破传统水电运行管理方式的束缚，积极应用“云大物移智链”（云计算、大数据、物联网、移动应用、人工智能、区块链）等新兴技术，探索新技术在水电厂的应用方式和实现途径。具体来说，智慧水电建设应该从以下三个方面入手：理顺管理目标，补齐信息化短板信息化是实现业务智能化和管理智慧化的基础，xx水电公司当前应用了多个信息系统用于支撑日常的管理业务，但根据xx水电当前情况来看，信息化对业务的支撑能力还有不足，突出表现在业务系统缺失或者业务系统本身功能已具备，但未能有效应用。例如技术监督管理在生产管理系统中已经具备，但实际上该模块并未使用，技术监督网络、技术监督相关标准和规范、设备试验的报告等信息均未能在系统中有效记录，数据的查询和应用存在困难；又例如缺少对安全风险管理的系统支撑，难以体系化落实风险识别、违章监督、安全检查等安健环管理工作的要求。打通系统壁垒，打破信息孤岛，实现系统间互联互通系统的互联互通是电厂智能化的典型特征之一。xx公司当前信息系统，由于建设时缺乏统一规划，系统来源复杂，系统间的信息孤岛现象仍比较明显。例如以设备资产为例，设备管理系统、物资管理系统、资产管理系统等相关信息未能实现有效贯通，数据来源于多个环节的录入，不但增加了工作量，还极易造成信息的不一致；又如人员信息在档案管理系统、培训系统和生产系统中的人员基本信息、资质等未能打通，数据需要多方录入和多头管理。积极运用新技术，提升公司智能化管控水平以大数据、云计算、物联网技术为代表的新一代信息技术的发展为智慧电厂的建设提供了良好的契机。xx公司应当积极尝试新技术与电厂管理和生产经营活动的融合，着眼于解决现有系统一体化程度低、通信标准不统一、信息共享困难、业务协调工作量大、网源协调能力差等问题，广泛采用智能传感器、智能设备、智能测控装置、一体化管控平台及智能应用等，建成“设备状况一目了然、风险管控一线贯穿、生产操作一键可达、决策指挥一体作战”的生产管理体系，实现“智能装备、智能运营”，强化设备的管控力和管理的穿透力，提升公司智能化技术和本质安全水平。在总体建设落地思路上，按照“整体规划、稳步实施”的实现步骤，明确公司智能化建设的重点领域、重点任务以及阶段性目标，有组织有计划地开展智能化相关的研究和建设工作。选定生产控制智能化、业务管理智能化、支持保障体系为重点建设内容，+智慧水电蓝图整个智慧水电的蓝图设计如下：智慧水电重点建设任务支撑平台和基础技术大数据平台建设研究内容研究贯穿水电厂规划、设计、建设、运维等全生产过程的数据信息管理平台，结合运用“云、大、物、移、智”等新技术，研究私有云和公用云的应用，研究建设生产数据中心和应用中心，打通数据流和业务流，实现数据的全面贯通、集成共享与全景展示，挖掘信息和数据资源价值，提升水电站精益管理、精细服务、智能决策支撑能力。详细研究课题数据模型与编码标准统一数据模型和存储格式，解决规划设计、工程建设、生产运维全过程等不同环节不同平台的各类信息、数据和资料的数据融合问题。基建期依托基建智能管控系统，整合设计、施工、设备各类数据，生产期按照统一的数据标准整合电站生产实时数据及运营管理数据。建立统一的、标准的数据访问接口实现电站全生命周期信息的共享访问，打破信息孤岛。实现电站全过程全范围的数据共享、数据融合。建设具有高安全性、高可靠性、高扩展性特点的电站级数据中心。建设基于云计算技术的数据中心将物理中心和逻辑中心相结合，对业务系统提供统一的应用服务平台，更好地管理既有业务系统，提升IT系统的运行效率。实现自动部署和运维，实现对资源的统一化及动态化分配和管理。提供统一的数据资源管理、分析及服务。开展分布存储技术研究采用分布式存储技术，解决电站大数据在存储、处理、管理和分析等方面所面临的挑战，在不依赖SAN、NAS等特殊硬件设备的条件下，提供高安全、高可靠、高性能、易扩展的数据存储模式。构建网络资源池通过软硬件集成实现网络虚拟化SDN，灵活调度与管理虚拟网络，构建网络资源池。将逻辑网络连接设备和服务（逻辑端口、交换机、路由器、防火墙、负载平衡器和VPN等）提供给工作负载。并且通过安全设置可以保证虚拟资源的安全性和独立性。以按需方式，通过网络访问数据中心的可配置计算资源共享池(包括：网络，服务器，存储，应用程序和服务)。应用微服务化改造对应用进行微服务化改造，并通过虚拟的负载均衡器，达到高可用性、负载平衡的运行环境，保障业务连续。建设公司数据中心建设公司级数据中心，作为存储公司设备状态数据和其他分析所需生产管理等数据的中心，数据包括设备状态数据、台账信息、资产信息等所有相关生产数据，完善设备资产全景数据模型。同时研究合适的数据编码规范，数据中心内的所有数据均要求以标准化编码规则进行定义。建设公司应用中心建立具备开放的、标准的设备状态数据分析软件的接口服务标准的应用中心，使各个厂家的数据分析应用能够以统一的接口标准使用数据中心的数据进行分析，并能够一次开发，多次使用，满足数据分析要求。项目建设评价评价项目结论技术就绪水平★★★★☆项目必要性★★★★★实用性评价★★★★☆经济性评价★★★★☆技术就绪水平大数据平台已经在国内外电力行业进行了广泛的商业化运营，数据接入、数据存储、数据治理、数据服务等应用平台已经经过多次验证，国内外也有大量的产品可以支撑项目建设。总体来说技术成熟度非常高，具备推广条件。项目建设必要性大数据技术是的核心组成部分，开展大数据平台建设，实现电力企业生产运行和运营管控数据的统一汇集，并在此基础上开展深度的应用是实现电力企业智慧化的必由之路。按照本次规划，未来设备故障诊断、水情趋势预测等多项应用均需要基于大数据平台进行建设，因此开展大数据平台建设是实现“智慧水电”最重要的任务。实用性评价大数据平台是智慧水电的基础，也是未来智能化应用的通过管控平台，具有较强的实用性。经济性根据xx公司的实际情况，开展大数据平台建设，完成数据治理体系的建设，完成数据汇集接入和统一应用管控平台建设，初步估算费用约需要XXX万元。基于5G的工业互联网建设研究内容基于5G技术建设公司级的工业互联网、物联网平台，为后续智能设备的广泛接入和数据平台建设奠定基础。详细研究课题5G提供定制化的端到端网络切片服务，更好满足“行业专网”的需求。网络切片整体包括接入、传输、核心网域切片使能技术，网络切片标识及接入技术，网络切片端到端管理技术，网络切片端到端SLA保障技术4项关键技术。其中，接入、传输、核心网域切片使能技术作为基础支撑技术，实现接入、传输、核心网的网络切片实例；网络切片标识及接入技术实现网络切片实例与终端业务类型的映射，并将终端注册至正确的网络切片实例；网络切片端到端管理技术实现端到端网络切片的编排与管理；网络切片端到端SLA保障技术可以对各域网络性能指标进行采集分析和准实时处理，保证系统的性能满足用户的SLA需求。技术标准体系建设研究内容在梳理现有智能水电厂相关技术标准体系的基础上，结合公司的业务现状，以及新技术发展情况，提出企业标准体系建设的目标，提出标准申报的步骤和计划，为公司的技术标准体系建设提供可行方法。详细研究课题提出技术标准制修订计划全面梳理水电厂现有的业务现状，在充分梳理现有标准体系的基础上，提出新技术应用、新业务领域的待申报标准。开展标准体系建设规划研究标准体系短期、中期、长期的建设目标研究。结合公司的智能化建设步骤，提出标准的可行性建设计划。网络安全态势感知系统研究内容针对现有电力监控系统网络安全检查结果，研究部署电站网络安全态势感知厂站装置，构建公司网络安全态势感知系统，实现对公司各电力监控系统全方位、全天候的网络安全态势感知，及时发现各类网络安全风险以及非法访问事件，实现电力监控系统网络安全的态势感知及预警，在实现内外网隔离安全策略保障的基础上，保证电力监控系统网络安全。详细研究课题研究部署基于最新网络技术的内外网隔离安全策略研究在目前网络基础设施的基础上，实现内外网隔离的安全策略保障措施，并实现内外网特殊情况下基于安全策略的灵活配置。研究部署电站网络安全态势感知厂站装置研究各电站网络安全态势感知厂站装置的功能及部署架构，实现对监测范围内的三类设备（主机设备、网络设备、安全设备）的运行状态、流量、代理、日志数据的采集，以及网络拓扑成图、事件告警、资产发现等功能。构建公司电力监控系统网络安全态势感知系统在公司构建网络安全态势感知系统，研究态势感知系统的组成以及网络部署架构，研究实现态势感知系统的数据采集、安全监视以及综合审计等功能。视频会议系统研究内容视频会议系统实现了语音、图像、数据等综合信息的远距离传输，使异地交流时既可以听到声音，又可以看到对方活动图像和PPT等会议材料，大大增强异地交流的亲切感和临场感，提升异地沟通的效率。目前xx水电公司与三个水电厂工作现场以及xxxx公司之间的及时沟通的需求日益重要，亟需通过建设视频会议系统覆盖xxxx公司-xx公司-电厂三级机构，实现管理的灵活调度和措施及时部署，提升企业管理能力。详细研究课题通过软硬件设备的采购集成，完成视频会议系统的搭建，实现公司总部会场与电厂分会场的通讯调试。设备选型和采购完成会议终端、摄像机、模拟大屏、中央控制主机、视频矩阵切换器等关键设备的选型和采购。软硬件集成完成软硬件系统的集成和调试。智能装备智能装备是智能生产运行的基础和前提，智能装备主要体现在装备自身具备智感、智测、智控的能力，达到减少人工干预、提升自身性能、减少数据处理成本、提升数据处理质量和效率的目标要求。因此，未来智能装备应用发展方向是数字化、集成化、标准化、模块化，使用成熟、先进的智能装备对电厂进行建设和改造，大力推进智能装备和技术的使用。智能设备智能设备由设备本体、传感器及智能组件组成，可就近提供现地智能服务，使设备具备采集、分析计算、诊断以及通信等功能，全面支持xx通用的自动化技术标准，满足数字化智能型电站在实时业务、数据优化以及应用智能等方面的关键需求。研究内容设备智能化研究结合公司基建及电站设备升级改造需求，本着“依据现有技术、分布逐步实施”的原则，针对主设备及其辅助设备特点，开展发电电动机、水泵水轮机、调速器、励磁、主变、GIS等系统设备智能化以及先进传感技术和高级应用的应用研究，实现设备运行状态的实时监测、故障诊断和预警，智能化维护及调试，用户培训仿真等高级应用功能，提升电站整体的自动化水平及源网协调能力，为电网的安全稳定提供更有力的支撑。详细研究课题构建智能设备数据接入物联网络平台结合电厂各类智能设备的通信终端类型，推进物联网技术的应用，构建电厂智能设备数据接入物联网平台，为电厂各类智能设备提供合适的物理链路（可根据智能设备通信终端的接口类型，以及对链路带宽、时延、抗干扰性等技术参数要求，提供合适的通信通道），为装备技术智能化、业务管理智能化、技术保障智能化提供数据收集基础平台。本平台包括有线接入网（可选择光纤通信、RS485、M-BUS、以太网）和无线接入网（可选择WiFi、LTE、NB-IoT、公网3G\4G\5G）。自我感知运行状态设备的应用推进智能传感器、物联网技术和边缘计算技术的应用。联合主流设备企业开展发电设备相关智能传感器在水电厂的应用研究，采用物联网技术架构，利用边缘计算等分布式数据采集技术，通过智能设备数据接入物联网络平台，从源头提升水电厂生产数据采集效率和质量。设备状态监装置应用研究开展变压器局放在线监测、SF6气体密度微水在线监测、断路器分合闸线圈电流在线监测、断路器机械特性等新型监测技术试点应用。推进发电厂状态监测装置标准化落地，试点应用发电机光纤测温、发电机局部放电监测、机组出口开关状态监测等新技术。发电机及水轮机智能设备应用研究在现有的水轮发电机振摆保护装置及状态监测系统的基础上，结合水电厂智能化及新技术发展和应用需求，进一步研究和开发满足“智能水电厂”要求的智能组件、智能变送器以及高级应用功能，研制支持厂站层IEC61850MMS和过程层GOOSE网的振摆保护及状态监测装置，研制用于发电机定子测温的光纤光栅一体化温度变送器、发电机转子红外测温变送器，结合智能设备数据接入物联网络平台，研制具备智能化网络接口，能够实现自校准、自补偿、自诊断及数据处理功能的振动、摆度、压力变送器，研制具备“即插即用”功能和现场总线接口以及IEC61850标准网络接口的多通道多功能传感器采集装置，并通过智能设备数据接入物联网络平台回传到后台。水轮发电机组调速器及励磁系统智能设备应用研究在现有的调速器及励磁系统的基础上，结合水电厂智能化及新技术发展和应用需求，进一步研究和开发满足“智能水电厂”要求的调速、励磁系统以及高级应用功能，研制支持厂站层IEC61850MMS和过程层GOOSE网的调速器及励磁装置，研制调速及励磁系统的实时状态监测、设备性能评价、故障诊断及预警、远程维护及智能化调试接口、嵌入式培训及仿真系统等。研究针对电网公司异步联网、孤岛系统的调速器、励磁控制策略，源网协调控制技术，研究针对xxxx电网水电高占比系统的调速器控制策略等。主变压器及GIS智能设备应用研究在传统的主变压器及高压开关设备GIS设备基础上，结合水电厂智能化及新技术发展和应用需求，进一步研究和开发满足“智能水电厂”要求的主变压器及GIS高压开关设备状态监测智能组件以及高级应用功能。主变压器智能组件包括主控组件和测量组件，应具备油中溶解气体监测、局部放电监测、高压套管监测、绕组温度监测及侵入波监测功能；GIS设备智能组件包括主控组件和测量组件，应具备局部放电、机械状态等功能。研制主变压器及GIS传感器模拟信号数字化、数据分析计算和存储管理、IEC61850-MMS通信上送等功能。智能巡检机器人研究内容高效利用无人机、巡视机器人等智能工具，完善机巡管理模式，推广机器人自动巡视，利用人工智能开展数据分析处理和巡视结果，通过智能设备数据接入物联网络平台智能自动推送到上层智能业务。详细研究课题推进水电站智能巡视利用巡视机器人和3D激光导航、机器视觉与图像识别等技术，结合红外、紫外、可见光监测等新型感知装置，实现水电厂地下洞室内智能巡视。积极推动水下机器人技术的应用研究应用封闭水道自主航行的水下观测机器人，降低设备退备影响、降低工作人员风险、提高劳动生产率。智能作业装备研究内容研究适合于作业人员穿戴的智能装备（包括智能安全帽、智能眼镜等），实现现场作业情况实时监督、设备远程运维以及人员监控等内容，提升作业人员的工作效率，规范作业人员的现场行为。详细研究课题研制可穿戴的智能设备主要是通过利用传感器技术、视频识别技术、无线通信技术，将作业人员常用设备进行集成改造，研制高度集成的可穿戴设备如安全帽和眼镜，方便现场作业施工人员使用。通信网络及后台信息管理系统建设构建5G等通信网络及后台信息管理系统，能够将作业现场的各项信息通过高速无线网络实时传送给信息管理系统，也可以实现现场作业人员与后台专家进行远程连线，对现场的故障进行预判，或者指导现场作业人员进行作业操作，提升工作效率和操作的安全性。人员定位系统研究内容优选比较5G、WiFi、UWB、GPS等常用定位技术，通过人员定位管理及门禁系统对人、车、物进行定位、跟踪，并结合三维画面实时显示，及时了解人员、车辆的流动情况，了解当前区域内人员、车辆、设备的数量、统计与考核人员的出勤情况，为实时掌握作业人员工作状态，保障人员安全、以及提高电厂智能化管理水平提供基础支撑。详细研究课题多种定位技术应用研究，构建公司定位系统管理平台根据xx公司3个水电厂的地形与建筑特点，研究不同智能化业务的差异化定位需求，提出适用于xx公司水电厂未来发展的空间定位系统建设需求，包括定位系统的技术体制、总体容量、电厂定位分区、各分区定位精度、定位信息实时性与可靠性要求等，同时针对水电运行期智能化管理模式，研究适用于水电运行期的定位技术及定位基站设备，开展定位算法及实施方案的研究与选择，满足不同时期、不同部位的定位需求，构建统一的定位系统。研究并制定统一的定位系统API接口标准，包括数据格式与交互信息内容，统一定位数据上送公司人员定位管理平台，有效掌握人、车、物的位置信息，提高电厂智能化管理水平。构建水电站智能电子围栏基于人员、车辆及设备定位装置的研究，结合BIM（建筑信息模型）技术、RFID技术、人脸识别技术等，构建水电厂敏感区域、关键设备的电子围栏，实现人员身份识别、作业行为管控，防误入带电位置、防安全距离不足、防误操作等；并研究定位系统与安防系统、门禁系统、应急广播系统的应用和联动，实现对电站内人员、车辆行为的智能化管控。厂房动力环境监测研究内容研究水电厂各系统设备运行环境的电源、温度、湿度、漏水等诸多环境状态及UPS、空调等诸多设备运行状态的具体监测内容和监测方式、信息传输途径（结合智能设备数据接入物联网络平台）以及报警预警方法，研制动力环境监测智能测控设备，实现对厂房动力环境24小时实时监测与智能化调节控制，保证厂房内设备的安全，为智能水电厂安全运行提供环境保障。详细研究课题研究明确厂房动力环境监测对象、内容及系统构成。研究智能水电厂厂房相关的温湿度监测、漏水监测、精密空调监测、UPS监控、烟雾监测、视频监测、门禁、人员监测等监测对象的具体内容、采用的传感方式或监测手段，以及数据传输方式，研制环境监测智能测控设备，构建监测内容全面、通信稳定可靠、反应实时快速的动力环境监测系统。研究智能化的报警预警方式和应对措施。结合厂房及动力环境的标准要求和实际需求，提出各监测对象的报警或预警具体的阈值指标和超限判据，根据系统运行数据自动生成正常运行曲线并自动修正报警指标，研究厂房动力环境监测系统与安防系统、消防系统的联动策略，实现报警预警后的智能化应对处置。智能运行控制智能报警研究内容通过智能设备接入物联网平台，全面感知电厂生产运行状态，采集监控、辅控、励磁、调速、巡检机器人等各系统及智能设备数据，通过历史数据自学习建立设备正常运行特征曲线，智能分析与评估设备当前运行状态并给出报警，通过人工智能设备分析运行趋势给出预警，替代原电厂通过运行人员通过监视各系统实时信息，结合人为经验评估设备运行状态给出报警与预警的方式，提升水电厂运行的安全稳定水平。详细研究课题设备正常运行特征曲线自学习系统自学习不同工况下的设备运行的特征，系统实时采集、计算各设备的参数包括油量、流量和温度、辅设运行时间、辅设启动间隔时间等数据，利用大数据技术，通过历史数据自学习生成设备健康运行特征曲线。采用人工智能算法预测设备后期运行趋势系统实时采集设备的各项参数，计算各数据变化速率。利用人工智能技术，预测设备后期运行变化趋势，结合设备健康运行特征曲线，给出设备运行趋势预警。流程智能报警技术研究应用用设备机理仿真模拟设备间互相影响，实现控制流程智能报警。研究、建立水电厂设备机理仿真模型，分析设备间互相影响因素，智能分析当某一设备故障时对相关设备或控制流程的影响，给出预警。设备告警三维展示。研究可视化技术，三维数字厂房系统与智能报警的接口，使报警信息可以通过三维展现，更好分析设备本身故障状态与原因，也可展现故障设备与相关设备的关联，及在电厂的三维位置，后期更可通过VR、AR等技术是故障信息与实体设备结合，辅助运行人员对设备检测与分析。机组智能控制技术研究内容结合新能源大规模接入的电力系统新特征，研究常规水电站全工况全过程自动控制技术、紧急支援技术和孤网运行控制技术等厂网协调控制技术，显著提高水电厂控制自动化和智能化水平，提升电网新能源消纳能力，为构建清洁低碳、安全高效能源体系重大举措的落实提供有力技术支撑。详细研究课题研究水电站全工况全过程自动控制技术改变当前AGC/AVC不参与机组启停，只进行负荷调节的控制方式，进一步提高控制的智能化程度，研究以AGC/AVC为核心的电厂全工况全过程自动控制，实现水电站发电的全自动开停机操作（含SCP自动开机）。研究水电站经济运行智能控制技术，推进水电厂智能控制水平的提高，提升水电厂对系统安全稳定、经济高效的支撑水平。研究经济运行的控制策略，优化水电厂AGC/AVC控制策略，在满足负荷要求和调峰调频要求的基础上，减少水电厂运行损耗，提高水电厂的运行经济性。进一步提高控制的智能化程度。同时研究制修订水电厂AGC/AVC相关企业技术标准，规范厂家开发符合xxxx电网需要的设备。研究水电机组效率-出力曲线修正技术通过分析电站机组多年运行数据，利用大数据分析技术，研究水电机组效率-出力曲线修正方法，修正结果可用于AGC功能，提高水电机组发电能力整定的精准化处理，提升水电机组对电网安全稳定运行的保障作用。安全防范多系统联动研究内容研究计算机监控与工业电视、巡检、五防、门禁、消防等安全防范系统之间的联动技术，通过水电站安全防范多系统之间的联动，解决目前各电站普遍面临的安全防范能力不足问题，提升工程运行的安全性和可靠性，提高电站运行人员的工作效率以及操作的安全性、可靠性。详细研究课题安全防范系统多业务逻辑分析分析水电厂各安全防范相关设备及系统之间的内在业务逻辑关系，制定相关设备及系统的联动模式及联动策略标准，提出水电站安全防范系统框架。开展基于应用中心的联动策略管理智能应用组件应用研究对计算机监控、工业电视、巡检、五防、门禁、消防等安全相关的系统进行统一监视、管理，并实现上述多系统之间的自动联动功能。在上述安全防范系统联动的基础上，后期考虑增加与公共广播系统、出入口控制系统、入侵报警系统、电子巡查系统、人员定位系统、照明系统、通风空调系统之间的联动，实现整个厂区各相关系统之间的有效协同互动。针对常规水电厂，实现防洪优化调度、闸门自动控制系统、公共广播系统之间的互动，提高洪水调度及泄洪过程的安全性和及时性。水情趋势预测与自适应系统研究内容针对公司3个常规水电站，在实时、全面、准确掌握水电厂运行信息的基础上，研究并掌握影响水电厂运行的主要因子及其误差规律和校正方法，提高水电厂来水预测的精度和预见期。在此基础上，深入研究以物理原理和成因分析为基础的预测方法以及深度学习和大数据分析为基础的智能预测方法，依据水电厂水库来水预测和发电运行计划等信息，实现对水电厂运行的精准分析。详细研究课题分析指标体系及评价规则建设对于预测过程，研究并建立分析指标体系及评价规则，根据评价结果启动相应的告警，并实现水电厂运行计划自动调整。水情测报模型库建设及应用建立适应水电厂水位过程、发电量或发电过程、出库水量或出库过程等目标控制与调整的模型库，以历史运行和决策信息为基础建立水电厂运行调度专家知识库，依据水电厂运行目标、状态和预测趋势，自动选择相应的模型和方法，分析计算出调整方案，并根据设定流程自动或人工执行。通过趋势预测与自调整，快速、客观、精确掌握水电厂未来运行趋势，能够主动和提前处理水电厂运行过程中可能发生的各种异常，确保水电厂始终处于安全、经济、高效的状态运行。设备故障智能分析研究内容开展专家系统在水电厂故障快速分析的研究与应用，构建基于FMEA(FailureModeandEffectAnalysis，失效模式及效应分析)的专家知识库，开展人工智能机器学习算法研究，利用获取的大量实例数据，进行模型训练及迭代，强化设备缺陷学习能力和识别能力，实现各类典型缺陷的智能快速识别与判断。详细研究课题研究以知识库为基础的故障智能分析技术。根据FMEA的故障分析模式，由专家协同工作做出分析决策，并且将分析决策导入智能分析系统的故障分析知识库，不断丰富和优化其知识库，故障分析程序将根据决策库的判据结合实际故障信号，模拟技术人员思维和分析推理，从而给出可靠的分析和故障处理方案。模型训练及优化在FMEA知识库的基础上，结合人工智能机器学习算法，不断根据实例数据进行模型训练，训练故障分析模型，提升故障智能分析的准确度。调度运行风险分析研究内容在完备的水电厂运行监测、技术参数和相关调度运行规程等信息基础上，通过分解分析等方法，研究并确定水电厂运行的各风险点及其影响后果，并对其按照风险来源、影响程度、后果类型、确定性程度进行分类。详细研究课题水电站调度运行风险量化计算在风险识别的基础上，通过统计、概率论、回归分析、蒙特卡洛模拟等方法，研究风险定量计算方法，如电量不足风险、弃水风险、出力受阻风险、调峰能力不足风险等计算方法。水电站调度风险决策支持在风险识别、风险定量计算的基础上，进一步研究和建立基于各风险点及其风险率为基础的方案选择和决策的评估体系，实现对运行方案和决策的定量分析与评价。智能运维管理智能巡检研究内容研究RFID、二维码等物联网技术和多种定位技术在巡检系统的应用方式，研制相应的智能巡检终端和设备，研究智能巡检系统的整体技术架构，构建自动化、标准化的巡检业务管理流程，实现巡检数据的分类管理和应用分析，提升巡检系统在水电厂智能化运维中的作用。详细研究课题智能巡检的系统架构组成研究通过研究RFID技术、二维码等技术的特点，结合多种定位技术，以及WiFi、4G、NB-IoT、LoRa等物联网通信技术，研制相应的巡检手持终端、固定读写装置、巡视机器人数据管理平台等，构建智能巡检系统。智能巡检的业务应用研究结合具体业务需求，实现巡检业务的规划、管理、分析、考核功能的标准化，实现巡检业务流程的智能化配置。结合智能水电厂智能运维的要求，研究巡检系统与资产管理系统、安防系统、设备状态监测及检修决策系统的联动方式，实现智能水电厂设备的全生命周期管理和运行环境的全景监控。智能两票管理研究内容研究RFID、二维码等物联网技术、多种定位技术、APP移动应用技术在工作票、操作票管理中的应用方式，研究两票闭环管理智能应用组件，研制相应的智能两票管理APP，智能电子钥匙、智能物联锁等硬件装置，研究与智能工器具、人员车辆定位系统等业务系统的联动，实现过程可控的两票闭环管理，保证人员和设备的安全。详细研究课题研制智能两票管理系统通过RFID技术、移动应用技术、人员定位技术的应用，研制相应的智能两票管理APP、智能电子钥匙、物联锁等，构建智能两票管理系统，实现通过手机及APP便捷进行两票的签审开出和结束、工作区域或操作对象的钥匙出借和归还、相应的工器具领取归还以及隔离锁具的使用开启等。两票闭环管理流程研究结合水电厂两票操作管理规定，通过两票管理系统与人员车辆定位系统、工器具管理系统、安防系统、作业环境监测系统等业务系统的联动，实现对两票工作或操作过程的闭环流程管理，以及各种风险提示和告警预警，确保两票执行的标准化和规划范、作业过程的全流程跟踪和监视，防范作业危险，保证人员和设备安全。智能仓储管理研究内容研究基于RFID技术的智能水电厂资产全生命周期管理体系，构建智能化仓储系统，实现水电厂资产的生产制造、运输调拨、库房管理、安装调试、运行检查、维护维修、以及闲置报废等全业务链条的状态信息的跟踪管理，实现高效、准确的物资使用情况管理，提高工作效率，提高资产使用效率，降低劳动强度，降低运营成本。详细研究课题建立“一套设备、一个标签、一套标准”的资产全生命周期管理体系研究智能水电厂资产的编码体系，为所有资产分配唯一的设备编码，建立生产日期、入库检验、所有权信息等设备基础信息，并与业务应用系统（包括数据中心、资产财务、资产监控等）的设备台账关联对应。研究构建智能水电厂资产物联网运用RFID、二维码、无线通信等物联网技术，建立物联网数据采集渠道，拓展资产数据的接入能力，构建资产智能感知与汇集体系，构建智能水电厂智能仓储物联网。研究构建智能仓储系统基于智能仓储物联网以及立体货架、有轨制导车辆（RailGuidedVehicle，RGV）、堆码垛机器人等硬件设备，构建物资全过程的动态信息管理与服务，实现自动化、信息化的库存盘点、货架管理、出入库管理、计划调拨、质检管理、定额管理等功能，提升仓储管理的智能化水平。研究资产的全生命周期管理途径在智能水电资产全生命周期管理体系的基础上，对物资的采购、入库、库存、出库、使用、维护等全生命过程进行计划、组织、协调和控制，对物资的状态和使用实现动态化、规范化的管理，提高物资利用率和管理水平。研究物资仓储管理系统与发电生产管理系统、水电站监控系统、主设备状态监测系统等进行联动的机制，开发相应的业务接口，实现系统间的联动，提升企业资产管理的智能化水平，降低库存积压，提高企业的资金利用效益。智能工器具管理研究内容研究工器具的全生命周期管理系统，实现工器具预约、定位、领用、使用、归还等全业务流程的智能化服务，提高工作效率，保障电力企业在生产过程中的人身和设备安全。详细研究课题构建工器具的全生命周期管理系统基于水电厂工器具的全生命周期管理体系，构建覆盖工器具采购、入库、领用归还、检验、维修、报废的全生命周期的信息化记录和管理平台。构建工器具领用的闭环管理流程通过一体化管控平台，研究操作工单生产、工器具预约、工器具领用、位置查询、现场应用、归还等业务流程和场景的联动，实现工器具的闭环智能化管理。构建智能化无人工具库通过人员身份识别技术，构建无人工器具库数据采集网络，支持自动识别工器具及人员出入，实现工器具的自动化无人值守管理。研究工器具的智能化报警预警功能，实现对领用过程中人员异常信息和工器具异常信息的报警功能。智能图纸文档管理研究内容研究水电厂图纸文档的统一编码方式，实现对已归档图纸文档的信息化存储、查询、检索等管理功能，研究图纸文档管理系统主设备状态监测、水电厂设备故障诊断等业务系统的联动策略和方式，实现智能化的图纸的关联和推送。详细研究课题构建图纸文档的信息化管理系统统一制定的图纸文档编码方式，将水电厂规划、建设、运行中涉及的各类已归档图纸进行电子化，并进行分类存储与管理，构建图纸文档的信息化管理系统。实现图纸文档管理系统与其他业务系统的联动研究设备图纸文档与主设备状态监测、设备故障分析诊断等业务系统的联动策略，以及故障出现时候，与设备故障相关的图纸文档自动推送给用户或提供关键信息供用户查询检阅。三维可视化运行仿真研究内容应用三维建模及三维GIS技术，构建流域水流动态模型、洪水淹没动态模型、汛线水位报警动态模型，建立水电站机械装置，电气一次设备、二次设备、仪器仪表等三维动态仿真对象，研发三维可视化运行仿真平台，实现电站各运行设备工作状态、故障及事故现象的三维动态模拟，支撑水电站运行仿真、应急演练和检修仿真等业务。详细研究课题三维模型建设研究与应用。建立电站运行仿真模型库和场景库，并在虚拟三维平台上展现运行设备或系统的故障或事故，实现运行人员与三维现场场景的互动操作。基于流域及水电站静态模型、动态模型、事故故障模型，开发三维虚拟现实系统与运行仿真平台的数据接口，即可在静态模型上展现动态运行效果，也能在三维虚拟现实中对设备进行操作，实现仿真数据的三维展示及三维互动操作。构建沉浸式水电站仿真培训系统建立标准化的水电运行人员仿真培训体系，仿真水电站被控对象的各种运行工况，并将其运行状态以开关量、电气量和非电气量模拟量等形式进行数据采集处理，将学员、教练员、高级应用软件等发出的控制与调节指令下达到有关被控对象，实现仿真闭环控制与调节，指令执行情况可通过被控对象数学模型的响应和实时数据采集的实现反馈，使受训者可以通过虚拟人化身与环境交互，并利用体感动作捕捉设备对受训者的肢体运动进行捕捉，得到运动轨迹数据来驱动虚拟操作员的动作，模拟虚拟运行操作人员在三维场景中完成设备巡检、倒闸操作、故障处理动作行为等，在具备高度沉浸感的虚拟水电厂环境中，真实地模拟水电厂运行中的各种操作，增强受训人员的直观感受，提升培训效果。构建时空数据管理平台建设公司统一时空数据管理平台，集中管理公司下属各电厂的统一地理信息数据标准（形成统一坐标体系），包括各种二三维电子地图数据和BIM数据，并提供基于位置服务、室内外导航服务、路径分析服务、距离/位置量测服务、密度分析服务等。并通过软件接口提供给其它上层业务平台调用和分享。智能运营驾驶舱和应急指挥中心研究内容研究在大数据平台上实现智能水电厂生产运行信息的全面感知、采集、分析及应用，实现水电厂监控、水情测报、机组状态监测、大坝安全监测等各业务的远程集中监测和控制，实现专题数据信息多维度的集中展示，实现对重要工程节点三维全景的虚拟仿真和模拟分析运行。详细研究课题智能运营驾驶舱研究应用在应用中心中部署智能运营驾驶舱，综合多类智能技术的应用，构建多层级“设备状态可知、执行过程可视、作业环境可见、绩效指标可现”的智能化运营驾驶舱，提高设备风险管控力，提升生产指挥穿透力，提高应急处置响应力。未来的发展方向是：现场场景的全息展示、决策过程的全程可视、风险成本的全程可控、指挥决策的高效穿透，实现设备状况一目了然、风险管控一线贯穿、生产操作一键可达、决策指挥一体作战。智能化水电厂计算机集中监控系统应用根据行业内发展和设备使用现状，制定公司水电厂计算机集中监控系统建设方案，全面采用智能水电厂通讯、监测、控制、分析等规范，融合多系统设备检测、控制功能的集合，实现多维度设备数据实时监测与状态控制，满足水电厂集中监控智能化发展要求。研究计算机集中监控系统相关智能应用的开发，如智能报警，配备能够代替值班人员的报警判据，辅助值班人员进行监盘；智能控制，根据预设的算法，结合设备运行状况对各电厂设备进行集中控制。基于物联网和多源信息融合的设备状态监测研究内容基于先进的智能传感技术和物联网技术，研究水电厂水轮机、发电机、变压器等主设备状态在线监测方法，研制水电厂振摆保护、主设备状态监测智能应用组件，建设设备状态监测管理系统，实现水电主设备状态数据的采集处理、特征计算、监测预警、统一汇总和存储，为加强水电厂设备健康状态管理提供技术支撑详细研究课题公司状态监测分析管理系统建设以公司数据中心和应用中心为依托，开展设备状态分析管理系统的开发，制定公司水电厂设备状态监测相关技术标准，采集公司各电厂设备状态数据，存储于数据中心，开发相关应用部署于应用中心供公司范围技术人员使用。通过数据标准化与集成应用、主设备状态在线监测与分析、设备智能运行趋势分析、水电机组运行特性识别等功能，为对运维策略管理和故障诊断业务的开展提供数据支撑和技术支持。数据标准化与集成应用。采用统一设备信息参数编码标识技术，建立支撑“两级部署，三层应用”的统一设备状态监测与评价系统基础数据的技术框架，有效融合来自于监控系统和在线监测系统的设备生产运行在线数据、来自于生产信息系统的巡检/缺陷等离线数据以及设备台账等静态数据。主设备状态在线监测与分析。集中实时监测并分析全厂水轮机、发电机、电容型设备的状态在线监测参数，分析各项参数的变化趋势并提供预警，对设备状态在线监测参数进行横向和纵向对比，引导运维人员分析不同机组间各主要设备的运行数据差异原因，进一步优化或改善设备运行工况。设备智能运行趋势分析。采用大数据技术对历史数据进行挖掘，自动分析设备在不同运行条件下的合理参数范围及参数分布规律，实现设备不同运行工况下的参数阈值（如固定阈值、动态阈值、梯度阈值、函数阈值等）自率定，结合实时监测信息和参数分布规律进行智能化的运行趋势异常报警。推进物联网技术的应用基于物联网技术，开展基于IoT物联网技术的统一通讯平台研究，构建智能设备数据接入物联网络平台，实现智能设备数据的统一接入和管理，为装备技术智能化、业务管理智能化、技术保障智能化提供数据收集基础平台。平台包括有线接入网（可选择光纤通信、RS485、M-BUS、以太网）和无线接入网（可选择WiFi、LTE、NB-IoT、公网4G\5G），统计分析电厂各类智能终端，根据智能设备通信终端的接口类型，以及对链路带宽、时延、抗干扰性等技术参数要求，选择合适的通信方式，为电厂各类智能设备终端提供必要的物理链路。建立发电设备的多维度、多场景信息模型对发电设备(资产)的功能位置、参数、品类、风险等维度，以及规划、设计、制造、运行、维护等场景(生命周期)的完整信息模型进行研究和在线定义。完善公司设备台账规范，建设统一数据模型和传输规约，建立符合水电厂业务需求的设备公共模型，实现各专业数据统一描述格式、统一传输、统一配置和管理。完善一二次设备连接关系，实现水电厂多专业统一建模的源端维护。全面推广应用水电厂智能数据综合处理单元，按照南方电网相关标准开展水电厂数据系统建设，通过智能数据综合处理单元实现厂站端统一数据出口。基于大数据的生产及运营数据分析研究内容基于数据支撑平台，汇聚多系统全局生产过程与运营管理的信息与数据，研究人工智能与大数据技术的应用，实施全厂设备及调度运行的实时监测及生产数据、运营管理数据的综合分析，以实现多层次、高效地分析分析对象或模型，辅助智能决策，为优化提升整体运营管理水平提供重要分析决策依据。详细研究课题大数据分析方法的研究研究关联分析、趋势分析、偏差分析、数字特征分析等分析工具的应用，研究基于海量监测数据构建综合数据分析挖掘机制，研究针对生产运行过程中的不同监测对象及对象集合进行有效、合理的分析的模型和方法。生产数据分析的应用研究通过大数据分析方法，研究实现对设备和调度运行的测量信息进行实时监测和定性定量分析，深入发掘海量数据的内在联系和规律，通过人机交互和图形展示分析结果，实现对生产设备和调度运行的管理优化和预测性维修提供有用的综合信息，并通过高效可靠的智能报警分析，将预警信息发送，帮助电厂运行维护人员尽早发现设备潜伏性故障，减少机组非计划停运时间；同时，通过对调度运行数据的分析，优化机组运行工况，优化调度运行策略，提高电厂经济运行水平。智能安全风险管理技术监督管理系统研究内容按照标准规范要求，以化学、绝缘、热工等专业监督为标准，研究运用现代信息化专业技术，构建技术监督管理信息化系统，实现技术监督全员参与，全过程管理，提升技术监督工作系统化、流程化、规范化管控水平，为电力设备运行趋势分析、状态检修提供有力支撑。详细研究课题构建技术监督管理的信息化系统研究构建技术监督管理信息化系统，为各水电站日常技术监督工作提供管理平台，监视发电设备的主要监测参数、化验、试验项目数据异常变化或超标情况，及时预警；并实现各类工作报表自动生成、报表流程化审批，提高人员工作效率。建立技术监督管理历史库建立专门技术档案、管理档案、规章制度、资质管理等历史库，以供全厂人员查询；利用实时信息系统的数据，建立技术监督历史数据库，以便技术监督人员进行设定和分析处理；汇总原有信息系统中的各类技术监督信息，使技术监督相关人员全面掌握技术监督工作状况。作业风险监督管理系统研究内容提高作业风险评估质量和输出运用。建立公司统一的作业风险数据库，基于运用目的优化作业风险评估的字段，并明确各个字段的标准填写方法，同步开展信息化建设，建立作业风险库的动态更新机制，提升作业风险评估质量。完善作业风险评估的输出运用，将作业风险控制措施有效运用到作业指导书、作业安全交代和作业管控监督工作中，同时具备收集作业风险管控最佳实践和检查项目的输出功能，提升作业风险管控能力。研究作业风险监督管理系统与人员身份识别融合，通过液晶屏在特定区域和关键设备处展示作业风险和操作规程。详细研究课题作业风险数据优化建设建立公司统一的作业风险数据库，基于运用目的优化作业风险评估的字段，并明确各个字段的标准填写方法，同步开展信息化建设。作业风险数据输出应用研究制订《作业风险评估输出应用指导意见》，完善作业风险评估的输出运用和应用。作业风险提示展示研究通过作业监督管理系统与人员定位系统或人员身份识别装置的联动，针对特定人员，进行相应设备和区域的风险提示。智能违章识别研究内容研究水电站作业现场人员违章的智能识别方法，实现对现场作业人员未佩戴安全帽、误入危险区域等情况的自动化、智能化识别，并给出告警信息，辅助纠正人员违章现象，保证作业安全。详细研究课题研究智能化的图像识别系统通过智能摄像头视频识别技术，对作业人员的行为进行监控，当检测到未佩戴安全帽、进入限定区域等行为时，能够自动将信息发送到信息管理系统。构建智能化违章告警和预警系统通过配置相应的联动策略，一旦接收到现场违规信息，则联动相应的系统（如广播系统、安防系统、门禁系统等），对违规行为进行现场的广播提示或启动报警装置等联动操作，发送告警预警信息至运维管理人员等相关人员。智能作业环境监测系统研究内容研究作业环境监测对象、监测系统的构成以及系统预警机制等内容，实现对作业环境的全面监测，并实现与其它系统的联动，保证作业环境的安全，避免人身伤害。详细研究课题构建环境监测系统通过分析作业地点的主要危险环境因素，对环境空间内的有毒气体、含量氧、噪声、温度、湿度、电磁辐射等对象进行监测和预警，构建安全环境监测系统。构建作业环境联动控制系统研究监测系统和其它通风系统、消防系统等的联动处理策略和接口方式，实现对监测点及相关系统的综合控制系统，通过分