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技术改造项目可行性研究报告项目名称：台山电厂机组智能安全监控系统建设建设单位：广东国华粤电台山发电有限公司编制：审核：批准：年月日：技术更新改造项目可行性研究报告项目名称台山电厂机组智能安全监控系统建设主要构成设备、施工、调试可研编制人负责部门生产技术部项目负责人丁健一、项目提出的背景及改造的必要性1、项目背景广东国华粤电台山发电有限公司（以下简称“台山电厂”）总装机容量5*600MW+2*1000MW机组。一期工程共安装5*600MW发电机组；二期工程共建造2*1000MW发电机组。一期工程#1～#5机组相继于2003年～2006年投产；二期工程#6、#7机组于2011年3月和11月分别投产。在全球经济、社会生活已步入数字时代的今天，智能手机、智能汽车、智能机器人、智能工厂、智慧城市、智慧地球等智能（智慧）概念及产品铺天盖地。人类历史发展在历经农耕社会及以机械化、电气化、自动化为代表的工业革命后，正步入工业化和信息化深度融合的工业4.0时代。这其中，电力工业领域也发生着惊人的变革，电力云、电力大数据分析、数字电厂、智能电厂等新概念、新技术如雨后春笋般层出不穷，2016年2月国家发改委发布了《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，明确指出促进能源和信息深度融合，在此转型背景下，“智能发电”和“智能电厂”应运而生。2、改造的必要性智能电厂建设顺应时代发展潮流。美国2012年《先进制造业国家战略计划》，意图重振制造业；德国2013年大力推进工业4.0的发展战略；2012年党的十八大报告中将工业化信息化深度融合提升到国家战略高度；中国制造2025，将数字化和智能化制造列为制造业强国战略的第一主题。党的十九大报告明确指出要建设科技强国、质量强国、网络强国、数字中国、智慧社会，深化供给侧结构性改革，加快建设创新型国家，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。智能电厂建设是发电企业发展的必然选择。在国家创新战略的大环境下，借助于工业4.0、工业互联网、互联网+、“中国制造2025”的推进实施，物联网、大数据和云计算等技术的普及应用，工业化和信息化的深度融合，以及相关设备制造企业的创新成果，使得建设智能电厂有了强有力的技术支撑。各发电集团公司降本增效提质的内在需求，要求提高设备安全可靠性、降低运行成本、满足环保要求、低负荷情况下提高机组运行灵活性，才能在市场竞争中占据优势地位。国家能源集团深入贯彻执行十九大精神，深刻认识能源革命的新趋势，提出了“1169”整体战略和工作布局。国华公司在指导思想、发展战略等方面与集团保持高度一致，积极推动和实施“五大工程”，强化顶层设计、统一规划、统一部署，统筹思考、长远谋划。国华智能智慧工程作为“五大工程”之一，旨在加快企业推动新一代信息技术与发电业务的深度融合，推进生产过程智能化，培育新型生产方式，全面提升企业生产、管理和服务的智能化水平。建设智能电厂是发电企业发展的未来方向。电厂智能化是发电企业信息化应用的高级阶段，更是多学科之间相互渗透、相互支持，实现信息化与工业化深度融合的必由之路。通过提升发电厂的感知能力、可视化能力、自动化能力及管理层面的数据分析能力、业务协同能力、决策支持能力来提升公司的整体价值创造能力。当前，台山电厂的运营管理制度已非常完善，但由于缺乏智能化的管理手段，传统的管理已达到瓶颈，运行、维护作业中普遍存在以下问题，威胁着安全生产。(1)设备状态及相关数据展示不够直观，操作模拟、培训缺乏直观可视的手段；(2)操作票执行过程中需要手工填写、记录，不利于信息化管理以及历史数据的统计查询，无法为日后操作分析统计提供依据；无技术手段保障监护制度有效执行，会出现监护人不到作业现场，设备操作脱离监护；(3)厂用电6kV无电气防误系统，电气操作存在误入间隔，误操作风险；(4)临时接地线无智能化管理手段，地线挂接状态无有效监测手段，存在地线误拆、误挂、漏拆、漏挂的风险，地线管理不受控；(5)保护压板投退状态无有效监测手段，操作中存在误投、误退、漏退的风险，操作效率低下；(6)检修作业中周界设备无有效的硬隔离手段，安全措施执行缺乏信息化记录，交叉作业安全难以得到保障；(7)各类机构箱门、屏柜门钥匙数量多，寻匙不方便，随意取用。综上所述，台山电厂宜以智能运维为目标，建设一套智能安全监控系统，用技术手段实现主机设备的三维数字化监控，两票无纸化，从开票、执行、记录到管理，全面保障电气倒闸操作和检修作业过程安全可控，提升生产运行和检修作业安全管理水平，最大程度降低作业风险。技术更新改造项目可行性研究报告二、国内外调研报告1.国外研究发展现状国外发电企业设备的自动化程度较高，人员素质相对较高，长期以来形成了比较规范的管理。美国EPRI（电力研究协会）提出了PDI&K（PlantDataInformation&Knowledge）的概念，强调建立知识库，以知识的演绎归纳辅助人员进行电厂的智慧运营；以艾默生、西门子为代表的公司主要致力于通过工业自动化控制和仿真，实现更高效、可持续和更清洁运营，如艾默生帮助Longview发电厂成为美国最清洁、最有效率的燃煤机组之一；以SAP、MAXIMO、BFS++、IFS等为代表的管理信息系统厂商，主要实现资产、安健环及生产运营业务的信息流及数据管理，近年来也在利用人工智能、机器学习、大数据、物联网、商务分析和区块链等技术方面做了相应的探索和实践。2.国内智能电厂研究建设情况2.1.智慧大渡河国电大渡河流域水电开发有限公司自2014年开始，其在业内率先开展了智慧企业建设，推动数字化、信息化、智能化和生产经营的深度融合，主动将云计算、大数据、物联网、移动互联、人工智能等先进技术，融入水电企业开发建设、生产经营管理之中，建设智慧工程、智慧电厂、智慧调度、智慧检修在内的四大基础业务单元。实现了生产管理由人工化向智能化转变、指挥决策由经验化向数据化转变、风险防控由被动式向预判式的转变，在高质量发展上迈出了坚实的步伐。2.2.国华北京燃气热电神华国华北京燃气热电以现代信息技术为支撑，充分借鉴“工业4.0”和“工业互联网”等先进理念和管理手段，以绿色环保、安全高效、集约共享、敏捷协调为目标，全面实现生产数字化、管理信息化、运营智能化，提出以“三环一体”、“四线融合”、“五向提升”为重点的一体化信息平台建设项目，打造以优化资源配置、规范运行秩序、保障安全生产为内涵的智能发电企业。2.3.国华惠州热电国华惠州热电于2018年建设实施了智能电子操作票及电气防误系统，建立了基于危险点信息，便于决策的、可操作性强的危险点分析预控管理体系，实现对设备动态危险点及静态危险点的自动分析和全方位管理；通过监护手持终端与设备智能标识牌以及解锁终端的应用配合，充分保证了监护人履行职责，用技术手段保证监护人监护权的有效执行，杜绝脱离监护的设备操作行为。实现了操作票执行的规范化、强制化和闭环管控，极大提升了运行作业的安全性和效率。技术更新改造项目可行性研究报告三、可行性方案按照国家能源革命的战略部署和国家能源集团对发电企业信息化管理要求，以《国华电力公司智能智慧工程实施方案》为标准，结合台山电厂发展理念和建设愿景，合理选择和进行智能电厂的建设，本项目拟以智能运维为主要目标，以风险预控为指导思想，以两票作业过程为主线，以两票作业中的“作业人员、作业区域、设备操作”为管控对象，综合应用物联网、互联网+、3D建模、视频监控等技术手段，以电厂三维模型及闭锁锁具、智能地线管理模块、智能工器具管理模块、检修隔离管理模块等一系列硬件设备，以“人防+技防+物防”的手段强制落实两票管理措施，防止人的不安全行为和设备的不安全状态实时监测。建立风险知识库，指导作业过程，风险管控与作业过程联动实现风险辨识、风险评估、风险控制和持续改进的闭环管理。建立健全涵盖设备系统、运行、检修和管理等全方位、全过程的安全生产风险管控体系。建立电厂三维模型，实现物理世界和数字世界的互联互通，通过整体点击某个建筑物，就能透视建筑物每层的三维信息，也可以动态展示设备的三维模型，通过与电厂SIS或DCS通信，将设备的状态和参数实时显示，可以显示设备的全生命周期的信息。操作票防误系统：采用电脑和移动终端通过图形开票和模拟预演，通过逻辑防误判断，保证开票正确，利用现场防误系统，确保操作人员按照操作票规定的流程和顺序进行现场操作，防止误操作发生；采用移动电子操作票不仅可以实现无纸化，也能全程记录操作过程，提高效率，保证安全。地线智能管理：通过物联网技术，对地线进行标定和闭锁，涉及地线挂接操作时，指定取用和挂接状态监测，防止地线误挂、漏挂、误拆、漏拆。实现压板智能管理：通过物联网技术、以及非电量感应原理实时监测各个压板状态，实现压板智能监视和智能定期巡检，同时与电子操作票结合，防止压板误投退和漏投退。检修隔离闭锁管理：系统根据工作票范围和工作内容，自动分析热机系统图和电气系统图，并自动推送相应的隔离闭锁附件（闭锁设备包括：各种阀门、按钮、开关等需要闭锁部位），工作人员通过锁具和附件，利用物联网定位技术，执行安措。保证闭锁设备在检修任务完成之前运行人员和检修人员没有同时交回权限的情况下，不能被误操作。智能锁控管理解决电厂内繁多的锁具和钥匙管理问题（临时电源箱、就地控制柜、控制室、端子箱、机构箱、汇控柜、栅栏门、测控屏柜），通过对用户授权，用户持智能钥匙能打开权限范围内的锁具，避免了繁琐的开锁寻匙过程，提升工作效率，同时记录开锁过程。视频联动：防误系统与视频监控系统接口，实现开票预演、远方/就地操作设备变位过程中，防误监控界面实时弹出操作设备预置位画面，便于确认、观察设备状态，发现异常情况及时处理。目前台山电厂分#1、#2机组，#3、#4、#5机组及#6、#7机组三个发电单元，前2个发电单元都为600MW亚临界机组，#6、#7为1000MW超超临界机组，从机组单元的人员配置及基础设施的完备性考虑，拟在本期对三单元#6、#7机组建设实施智能安全监控系统，#1-#5机组可根据本期实施效果做后期的建设考虑。技术更新改造项目可行性研究报告四、工程规模和主要内容：1.三维数字化应用三维建模技术建立2*1000MW机组整体及设备三维模型，以三维立体展示整个生产区域物理分布情况及设备部署情况，透视厂房各楼层的实景，构建出最自然、全景式、实体化、融合的三维虚拟现实工作环境，带来全新的交互体验和更高效的平台基础。建立设备信息数据库与三维设备绑定，通过三维建模全景展示设备信息，通过三维位置信息反映相关设备信息以及相关实时运行参数。查询设备时，设备健康状况、缺陷情况、部件变更情况、运行参数等实时刷新，实现设备台账的可视化及模型和属性数据的互查、双向检索定位，信息的集成度更高，在查询过程中体现方式也更加直观，使用户能够快速找到相应的设备，以及查看设备对应的现场位置、所处环境、关联设备、设备参数、相关资料文档（包括设计图纸、设备照片、视频文件）等真实情况。2.风险知识库系统建立基于设备、人员、环境和管理的风险知识库，结合作业任务、人的行为、设备状态、工作环境等动态和静态因素，生成动态风险预控措施，并在运行、检修等生产过程中对风险进行动态管控。通过设备管理、缺陷管理、工作票、操作票、危险辨识与评估等模块之间的信息互联共享，在两票执行“危险分析与控制”时，根据作业内容（操作/维护/保养的设备，设备所在场所，所使用的工器具等各种已有条件），自动分析危险点，并提供相应的控制措施。3.工作票与检修作业管控工作票制度作为保证电力系统安全生产的一项重要措施，是电厂开展检修作业的书面指导和依据。通过工作票、检修隔离闭锁、工器具管理等技术手段能够有效保证检修作业过程中安全措施执行的完备性，保障检修作业过程中设备及人身安全。3.1.工作票管理工作票管理模块实现工作票流转网络化，有效提高流转、审核的效率，发现错误后能够及时更正，降低工作人员的劳动强度，提高工作票填写的准确率，优化管理工作，提高工作效率。主要实现：开票操作多样化：系统不仅支持手工开票、调用典型票、调用历史票等开票方式，还支持