山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城电厂 山东省济宁市 272000
摘要：在20世纪70年代，电厂进入到电气自动化时代，此时的电厂已经有了智慧电厂的雏形。电气自动化在火电厂的应用有效实现了对火电厂的全方位管控，对交流采样施以全面的监控与保护；同时利用计算机技术，实现了对数据采集、信息反馈的自动化管理。主要优势体现在自动控制、集中控制、就地控制、故障控制。
关键词：智慧电厂；环境监测；风险预警系统
引言
智慧电厂的系统架构通常可由智能传感器与智能硬件、数据接入、数据融合、应用基础服务、功能应用和交互等多个层次构成，不同火电厂根据自身需求可建立相应的应用架构。考虑火电厂的典型应用场景划分以及目前典型火电厂的组织机构设置，推荐将智慧电厂应用架构划分为智慧数据、智慧安全、智慧生产、智慧经营、智慧综合五大技术领域。
1智能电厂的内涵与意义
智慧电厂就是通过大数据、云计算等各项技术进行应用，构建的数字化电厂，从而完成对电厂在具体运行的调控、管理等多项操作，通过这些操作可以保证智能电厂能够稳定运行。通过对智能电厂进行应用，能够为人们提供安全、稳定的电能，满足人们对电能的需求。设计智慧电厂的原理就是将智慧电厂在运行期间产生的信息、信号，以及管理等各项内容的数字化，从而使电厂能够更加稳定运行，然后对网络技术进行合理应用，对数字化信息中的各项信息内容进行适当交换，这也可以实时共享各项信息内容，在此基础上，利用专家系统，使电厂在运营期间遇到的各项问题都能够得到解决，并且对管理决策目标进行优化。在对智慧电厂进行分析过程中，主要的研究对象就是工作和物理对象，在建设的智慧电厂时，要从电厂设计到最终报废的整个生命周期出发，进而完成对电厂中产生的每一项信息内容的分析、控制，进而使电厂在具体运行期间的成本能够得到控制，减少电厂在运行过程中，各项不同类型设备故障的发生几率，保证电厂安全管理，减少电厂能源消耗量，提高电运行期间的经济效益。总而言之，智慧电厂就是在保证电厂运行安全稳定基础上，将数字化信号作为载体，通过合理方式对云平台、计算机、信息技术等各种不同类型的先进技术的应用，对电厂中的人力资源配置情况进行合理优化，进而使电厂中劳动生产率能够得到进一步提升，减低电厂投资，减少电厂运行维护成本，从而使电厂运营过程中的经济效益能够得到进一步提高。
2智慧电厂环境监测系统研究与应用
2.1水域分析
通过在大坝上部署智能视频设备，对大坝关键位置（如大坝上游、大坝下游、溢洪道、闸门、水尺等）进行实时监控，报告水尺数据并分析雨水流量。通过在水域周围部署高清智能摄像机，配套后端智能分析服务器和AI智能分析平台，可实现河道上漂浮物的检测预警。保障了水域航道通畅，船只安全通行，闸门正常开闭。漂浮物检测系统由前端高清智能球机、传输网络、漂浮物智能检测服务器及综合管理平台组成。前端摄像机负责定时抓拍，漂浮物检测服务器对接收图片进行分析。若检测出有漂浮物，则将报警信息推送至平台，平台接收告警弹窗后，可进行人工审核。环境监测系统采用热成像双光谱云台摄像机，兼具热成像机芯与可见光机芯两种机芯，可采集热成像视频图像与可见光视频图像。在能见度情况良好情况下，利用可见光视频查看大坝详细情况。在能见度较差的天气情况以及夜间低照度环境下利用热成像视频图像查看漂浮物轮廓及动态信息。其中，可见光图像分辨率为1920×1080pixel，热成像图像分辨率为640×512pixel。
2.2船舶监控
2.2.1进出船流量监测
利用热成像镜头对船舶目标进行全天候检测抓拍，将采集的船舶流量信息上传至管理中心，管理系统的智能分析算法可对采集到的流量信息进行数据查询、统计与分析。进出船流量监测具体统计功能为：①过往船只的数量统计；②区分进闸船只和出闸船只数量；③为第三方业务软件提供平台信息接口。观测型热成像双光谱云台摄像机能够对船舶进行运动侦测。当船只进入检测区域、经过检测线以及离开检测区域时，摄像机两个通道可分别对船舶进行抓拍并单独记录保存。在夜间可见光画面失效的情况下，可以通过热成像镜头先检测移动的船只，再联动可见光镜头进行激光补光。
2.2.2船舶智能检测分析
为减轻闸门室值班人员工作负担，同时减少因船只过高、船只过宽、值班室工作人员判断不准引起的诸多安全隐患，采用智能热成像技术实现河道水面来船检测、船只高度与宽度检测。船舶流量信息检测系统主要由热成像双光谱云台摄像机组成，内置船舶数量检测计数模块、长高度估算分析模块、速度估算模块、距离检测摄像机等智能分析算法。可对采集到的热成像视频信息进行分析，并对上行船舶与下行船舶进行区分。船只出现在水域时，通过热成像探测并将报警信息推送给闸门室值班人员，提醒船只经过，做好启闭闸门的准备工作。尺寸超出闸门时能及时远程喊话并制止船只靠近。
3智慧电厂风险预警系统研究与应用
3.1AR全景可视化告警
全景可视化是水电厂实现“无人值班”管理模式的一项重要保障。通过在集控中心部署AR全景摄像机或AR球机，将集控中心的监护电脑桌面通过高清编码器编码成一路IP信号输入摄像机中。用户通过访问平台客户端或手机客户端即可在一个监控画面中详细查看所有接入电脑桌面的画面，实现对集控中心以及各水电厂桌面的远程监护，达到降本增效的目的。AR全景可视化告警系统由AR标签叠加、告警联动、大范围全景监控3个功能组成。
3.2智慧消防物联网
为助力智慧电厂建设，推动安防系统与生产系统的联动融合，帮助管理人员轻松、快捷、规范操作，通过各类传感器，自动采集、处理和发送被监测状态信息，并利用深度学习算法的视频智能识别技术，构建了智慧消防物联网系统。平台业务主线自下而上依次分层，包括支撑层、服务层、应用层及表现层。支撑层分为硬件支撑平台和软件支撑平台。硬件支撑平台包括传感器设备、物联网设备、视频监控设备、服务器、网络等；软件支撑平台包括操作系统、数据库、Web应用中间件等。服务层提供传感接入、监测、事件分发、设施巡查、电子地图、视频接入、视频解码、消息队列、远程抓拍、第三方接口等服务。应用层提供报警中心、状态监测、历史报警、视频应用、GIS应用、消防巡查、图墙展示、数据分析等业务应用功能，并提供日志管理、组织管理、设备管理、用户管理、权限管理、单位管理等完善的系统管理功能。展示层为客户提供B／S客户端、App、大屏图墙等多样的展示方式，满足客户多样的操作体验需求。智慧消防物联网可用于仪表智能读取与设备温度在线检测。与SCADA系统联动能提高电厂的生产自动化水平和安全生产水平。
结语
智慧工程是近几年兴起的新型管理概念，已在科学和工程的许多方面完成一系列研究。以水电站厂房环境及其设备为研究对象，采用智能监测与预警方法，对水电站厂的智能化发展方案进行深入分析。非专业人员可以直观、形象地观察到整个系统的动态变化过程，减少传统监控劳动成本，降低设备故障风险。
参考文献：
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