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了不起!这个智慧电站要让机器具备“专家头脑”
作者:  来源: http://bdtwht.com/hyxw/n756.html   发布时间:2019-06-04

北极星水力发电网讯:三峡电厂提出了“全面感知、共享整合、智慧管理、智能展示”的智慧电站建设规划。

在三峡智慧电站建设中,将利用“专家经验+机器自学习”的方式,让机器逐步具备“专家头脑”。三峡电站在十几年的运行过程中,积累了丰富的运维经验,培育了大批的专家。将这些人脑中的经验提炼、固化为文本,转化为计算机可识别的规则,形成三峡运维经验从人到机器的时空汇聚叠加输出,从而实现机器“用脑子”进行智慧分析。

用更智慧的方式运行好大国重器

——记三峡智慧电站建设之路

“三峡 ‘数字机组’建成后,它能实时反映机组运行情况,并且直观地展现在我们面前。”接受采访时,长江电力三峡电厂副总工谢秋华如此描述三峡智慧电站建设的一个场景。

当然,这并不是全部。

“智慧电站建设是要实现数据——信息——知识——智慧的有效转变,从而实现智能分析、智能协同,让人工智能成为电站运维的一个重要环节。”谢秋华说。

谋定后动,争当排头兵

党的十九大报告指出,“加快建设制造强国,加快发展先进制造业,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”。在工业转型升级的外在推力和水电企业“创新驱动”内生动力的双重推动下,“智能/智慧电站”建设成了水电行业竞逐的又一方向。目前水电行业在水电站智能化的探索实践中主要分为两个方向:一是依托智能水电站建设系列国标而开展的智能水电站规划与实践;二是全面应用工业互联网、云计算、大数据、物联网、移动技术而展开的智慧电厂、智慧企业建设探索。

三峡工程是世界上规模最大的水利枢纽工程,三峡电站是世界上最大的电站。2018年4月24日,习近平总书记视察三峡工程,给予三峡工程“一个标志、三个典范”的高度评价,指出“真正的大国重器,一定要掌握在自己手里”。

运行管理好三峡工程,是三峡集团、三峡人义不容辞的责任。在如今能源互联网技术高速发展的背景下,如何以创新驱动发展,引领世界水电行业?“借助‘云大物移智’等新兴技术,让电站‘神经发达、思维敏锐’,运行管理更加高效、精益,真正实现将大国重器掌握在我们自己手里。”三峡人将目光转向了未来发展趋势,向科技要生产力。

其实,在系统规划智慧电站建设之前,三峡电站已经在进行相应的尝试。电站相关支撑系统如在线监测系统、数据集中与整合、趋势分析等高级应用,在国内起步较早。这些积累下来的经验与数据,让三峡高起点地进入了智慧电站建设领域的探索与实践。

运行管理好巨型水电站,是三峡集团和长江电力的核心能力之一。做世界水电行业的引领者,是三峡人一直坚持的理念。在这股水电智能化建设的热潮中,三峡智慧电站建设也正有序向前推进着。值得一提的是,由于三峡电站机组的多样性以及三峡电站的特殊性,ABB、西门子、GE公司等水电行业比较有实力的国际厂商,在进行数字化转型的过程中,都将三峡当成了他们的首要选择。这也在一定程度上推动了三峡智慧电站建设。

“在这个领域,谋定而后动,争当排头兵。”谢秋华表示,“三峡智慧电站近期的建设规划到了2020年,到那时可以再来谈谈在行业中的地位了。”

高起点的进入、有成效的推进,在这个尚无标准的领域,三峡人满怀雄心壮志再出发。

坚持问题导向作规划

针对智慧电站建设,三峡电厂坚持问题导向,提出了“全面感知、共享整合、智慧管理、智能展示”的建设规划。

全面感知是基础,解决数据采集、获取的问题。运用先进的传感技术完善在线监测系统建设,通过管理数据结构化来补充大数据中缺失的“运维数据”,应用先进的在线监测、物联网技术,为高级应用提供“充分且必要”的数据。

共享整合是关键,解决数据共享、开放的问题。全面构建符合水电站网络安全规定的分区数据传输网络,建成数据传输的高速公路,Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区数据可以就近接入、分区安全传输;形成规范的大数据平台建设标准,在统一、开放的规约下实现数据集中与应用。

智慧管理是难点,实现信息化到智能化最后“一公里”建设。应用模型+大数据、专家经验+机器自学习,建设设备健康运行样本,实现对水电站运维“痛点”问题的智能分析。

智能展示是亮点,积极探索新技术在水电站重难点领域的应用,抢占新技术的制高点。应用先进的机器人、虚拟现实、增强现实等新技术实现人机交互,创新工作流程和工作方式,切实降低运维人员劳动强度,提高风险防控能力。

“全面感知、共享整合是基础建设,智慧管理、智慧展示是高级应用。这四个方面一脉相承,让数据变得有智慧,最终实现智慧化管理。”谢秋华说,“这就是三峡智慧电站建设。”

在这个过程中,全面感知是重中之重。全面感知不仅仅在于海量数据的收集,更在于数据的“充分且必要”。分析一个设备问题,目前已有数据是否可做支撑?如果没有,能否通过技术手段有效地把数据采集上来?“这里就涉及到众多技术的整合与创新了。”三峡电厂生产管理部监控/信息安全设备管理主任杨云说,“三峡智慧电站建设为自主、合作科研提供了一个大平台。”杨云具体负责的是三峡左岸监控系统改造,“科技创新驱动发展,这对于相关行业、技术研发来说也是一个很好的契机。”

除了利用新技术、新应用收集数据,管理数据的结构化也是全面感知的一个重要内容。一台机组在长时间的运行过程中,曾经发生什么缺陷,缺陷是如何进行处理的?把这些管理数据补充出来,形成真正的全面感知,这对后续的应用有着重要的价值。“这也是为什么国内外众多公司愿意和我们合作的一个原因。”谢秋华解释说。

真正实现机器有智慧

智慧电站要让机器设备“长脑子、会思考”。要实现这一步,智慧管理是重中之重。

在某一运行工况下,机组各个部件的温度、应力、电磁场怎么样?什么样的数据对应何种工况?“重点需要从海量数据中,运用云计算等先进技术,实现高级应用的真正落地。”谢秋华说,“这对于数据的有机整合至关重要。”

首先是“应用模型+数据”的方式,针对水电厂建设设备模型,关联相关数据,通过多年的历史数据让机器实现有效学习。同时在三峡智慧电站建设中,还将利用“专家经验+机器自学习”的方式,让机器逐步具备“专家头脑”。三峡电站在十几年的运行过程中,积累了丰富的运维经验,培育了大批的专家。将这些人脑中的经验提炼、固化为文本,转化为计算机可识别的规则,形成三峡运维经验从人到机器的时空汇聚叠加输出,从而实现机器“用脑子”进行智慧分析。

“专家经验是三峡电站的宝贵财富,也是三峡智慧电站建设一个大的优势。”谢秋华说,“在智慧电站的建设浪潮中,众多厂家对三峡伸出橄榄枝,其中最重要的是因为三峡电站拥有十多年的运营数据和运维经验。”三峡智慧电站建设规划了15个项目,每个项目组都有一个具体建设目标,就是把相关的经验形成可供机器识别学习的规则,应用到后续智慧电站过程中去。“可以预见的是,机器的智慧会在学习过程中不断补充、增长。”

这种“机器智慧”反映到高级应用上,则是可见的智慧电站建设成果了。比如全息化的机组“数字模型”,能结合运维实际对水轮发电机组关键部件开展评估,实现运行工况与设计工况的实时比对,形成数字机组与实体机组的动态镜像关系,指导设备始终处于最优工况。基于虚拟现实情境下的人机交互巡检,通过数字化厂房监控探头,运维人员可直接进入探头视角,实时查看“三漏”重点部位、消防重点区域以及机组进人门等远距离巡检部位的实时场景,减轻人员巡检劳动强度。智能巡检机器人代替人到电缆廊道、GIS室等进行电气设备红外测温、智能抄表、超声检测、瓦斯气体检测等。水电站压力钢管检测维护机器人和混凝土流道检测机器人可用智能化方式实现水电站流道快速、安全、高效的检测和维护……

“技术层面上,这些都是能实现的。”谢秋华对此信心满满。