解決方案

SOLUTION

新能源發電站智慧運維解決方案


一、方案簡介


隨著新能源行業的發展建設,新能源發電站的規模越來越大,對運行穩定性和可靠性的要求越來越高,因此,對運維人員掌握的技術要求也不斷提高;由于發電站內設備種類多,管理自動化程度不足,勞動強度大,因此,需要投入數量龐大的運維人員隊伍才能支撐相關的運維管理工作;此外,由于新能源發電站多遠離城鎮、遠離交通干線,加大了運檢工作的難度,無法有效對現場作業進行實時監管,容易造成作業安全隱患。

目前新能源場站的監控系統建設多集中在運行領域,如SCADA系統,風電機組或光伏陣列在線監測,功率預測、電力主設備在線監測,能量系統等,各系統相互的聯系較少,數據較多,卻難以相互共享,無法為運維決策提供有效的數據支撐。

新能源發電站智慧運維平臺,能夠強化新能源設備運行安全及作業人員安全,保障發電系統穩定可靠運行完成發電計劃,提升發電量,實現智能高效的設備數字化、精細化管理,確保各項運維檢修作業高質量完成。


二、方案特點


新能源發電站智慧運維平臺擁有1+7+N智慧運檢體系,包括1個智能運檢全場景解決方案平臺、提供7個智能化微服務和N個智能應用建設思路。

111.png  1個智能運檢全場景解決方案平臺 

實現智能實時全景監控巡視,設備運維、設備故障應急、設備作業管控、人員安全管控等多維度立體管理。

提供7個智能化微服務

全景監視、智能管理、遠程智能巡視、主動預警、設備狀態評估、智能決策、安全作業管控。

  N個智能應用建設思路

利用高清視頻配備智能設備,結合視頻監控技術,無人裝備,機 器學習技術移動作業技術,物聯網技術,大數據分析實現全景實時智慧化監控;以數字化信息技術變革為根本,運用數字可視化化區塊鏈5G關鍵技術,更智能更安全更統一管理,實現一體數字化智慧管控。

 

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三、方案關鍵技術


以視頻監控技術、機器學習技術、實時通信及定位技術、運用物聯網大數據分析等為底層業務模塊,實現場區全景總覽、變壓器升壓站全景監視、斷路器全景監視、作業過程全景監視、視頻監視、動環監視,人員安全規范等業務功能。主要關鍵技術如下:

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1.全景監視技術

全景監視數據橫向分布于管理信息大區和互聯網大區。在管理信息大區側,應用業務中獲取設備臺賬、運行狀態、運檢作業等數據,實現升壓站全景總覽、變壓器全景監視、斷路器全景監視、作業過程全景監視、視頻監視、動環監視等業務功能模塊。

                          全景監視技術                                                             全景拼接


2.機器學習及圖像分析技術

以數字信息智能化為基礎,采用機器深度學習及圖像分析技術,自動判斷指示燈、儀表、壓板、開關、刀閘的分合開、閉狀態以及引線接頭的狀態。同時,根據預置的信息條件判斷工作狀態不符的相關異常,自動識別表盤模糊、表盤破損、絕緣子破裂、硅膠變色、油封破損、掛空懸浮物、鳥巢、部件表面油污、地面油污、金屬銹蝕等設備缺陷,分析圖像中是否存在異常,實現設備監測預警。

                                                    機器深度學習圖像解析




3.全維度在線監測技術

系統可對采集設備相關的振動、聲紋等信息,同時實現對氣象、壓力、溫度相關信息的測量,通過紅外熱像不僅能夠測量設備的溫度,同時能夠辨別相關設備的具體部位,實現快速故障識別。

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紅外測溫熱成像監控設備


4.物聯網技術、大數據分析

使用數字信息化物聯網技術,軟硬件相輔相成,智能聯動人機交互,實現數字一體化。

物聯網大數據分析技術



四、方案平臺功能


新能源發電站智慧運維平臺特點為:監測感知自動化、作業流程標準化、生產指揮集約化、項目管控數字化、分析決策智能化、運檢現場可視化。

平臺系統功能主要由七個模塊組成:全景監視、智能管理、遠程智能巡視、主動預警、設備狀態評估、智能決策、安全作業管控。

系統主要功能如下:

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1.可視化智能全景監視

宏觀全景監視:主要通過GIS地圖、圖表等可視化方式,為生產管理人員提供構建信息,滿足指揮人員掌控生產全局的需求。

微觀全景監視:基于數字孿生技術實現對主輔設備運行狀態進行實時監視,包括運行數據、狀態數據、負荷數據、故障缺陷、修試記錄、預警信息等,快速檢索設備,自動在可視模型定位關鍵數據。

可視化智能全景監視:通過監測數據、設備工況(報警預警)、視頻總覽,實現對光伏區、風場、升壓站等地方的監控,同時監控發電站內的安消防,系統支持數據融合,實現實景三維模型展示。

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2.智能巡視

智能巡視是指以大數據分析及人工智能技術,利用高清視頻監控、(機器人、無人機、)設備監測傳感器等裝置,實現隨時高頻的智能巡視,實時高效的巡視,盡早發現發電設備缺陷,保證設備運行安全。智能巡視功能特點:遠程巡視可視化、設備缺陷智能預警、主輔設備智能聯動、巡視缺陷智能識別、主輔設備智能聯動、一鍵順控視頻雙確認等。


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3.智能設備管理

智能設備管理系統主要功能:確保作業過程標準化,保證作業的準確性、高效率,智能化,倉庫全流程跟蹤、備案、復核,以實現降本增效。智能設備管理包括電力安全工器具及備品備件統一管理、運行主設備及備品備件統計和輔助設備統一管理。

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4.智能作業

智能作業基于電子圍欄和精準定位人員管控系統,三維電子圍欄通過配備智能穿戴設備或終端,通過融合5G技術的室內精準定位網關提供低延時、大連接通道,實現對作業人員的三維立體空間多層次的精準定位、目標追蹤、軌跡查詢、越限告警等功能。全流程作業智能化在系統監測出設備故障預警后,結合智能數據化評估給出維修方案、工具等操作流程,并在高難度系數故障維修狀況配備技師專家,線上視頻語音指導。實現簡單操作易上手,無專業限制無強制培訓要求的高效率低成本化。

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5.智能聯動

針對新能源發電的程序化操作,實時采集現場視頻進行開關、變壓器等位置的識別分析,結合在線監測和本地監控系統的信息,實現視頻聯動操作,對操作進行視頻驗證。

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6.主動預警與智能決策

主動預警是指通過獲取SCADA、主/輔設備集中監控、智能巡視等系統的電站設備運行狀態等數據,應用智能推理模型,對變壓器、斷路器、GIS、隔離開關、避雷器及互感器等變電主設備進行缺陷的早期預警和動態跟蹤監視,實現設備故障前的主動預警和防御決策建議。智能決策是指通過獲取SCADA、主/輔設備集中監控系統、巡視系統感知的狀態數據及各類設備故障信息為基礎,應用智能推理技術構建的規則模型及故障案例庫,對變壓器、電抗器、斷路器、GIS、隔離開關、避雷器及互感器等變電主設備進行故障數據關鍵信息的快速提取、分析和研判,生成故障應急處理參考方案、運維輔助決策建議、診斷性試驗建議及檢修輔助決策建議,輔助工作人員進行設備故障后關鍵環節的處理工作。

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7.智能設備評估

新能源數字化智慧運檢管控平臺,以全場景數字智能多維立體可視化監控監視巡檢為技術集成,圍繞主設備運維、設備故障應急處理,聯動智能作業檢修、設備管控等為閉環的一體全流程平臺。而主設備及備品備件的運作管理、物料管控是業主及站所重中之重的核心,系統具有全局性、預見性、預估預判等特點,對站區所有設備實現全方位滲透掌控。從設備的整體使用層面、發電產量收益、運作效率、故障壽命評估及健康管控等維度為數據甄別出發點。

1) 設備健康管理

以智能大數據為技術支點,從設備的定檢養護巡視維修效益等數據,為主設備及備品備件等做健康評價和等級,實現風險預估風險防控,設備全生命周期定點跟蹤,達到收益可見,運維精簡,設備可控。將傳統的只有設備損壞報廢停運故障發生后、故障出現時的被動轉變為全局可控的主動。

2)設備壽命評估

以設備健康管理數據為出發點,實現不同設備專項定制的壽命周期畫像,以科學的數據分析結果為明確運檢目標導向,主動有效的養護、更換、迭代設備,為達到場區不故障、不停運、不應急的理想化“輕”運維做變革性推動。通過設備健康管控壽命評估為新能源發變電行業帶來質的飛躍,讓運維走在風險與故障前,讓產量收益和效率成本預見未來。

 

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