水电厂智能智慧化建设整体解决方案综述

水电厂智能智慧化建设整体解决方案综述

摘要：随着我国现代化建设进程的逐渐推进，智能化、数字化已经成为水电厂

建设的时代主题。近些年来，大数据技术、人工智能技术、云计算技术不断涌现，为新能源领域的繁荣发展奠定坚实的基础。纵观我国新能源发展趋势，基于智能

一体化平台的水电厂智能智慧化整体解决方案的构建刻不容缓。由此，本文将简

要介绍水电厂智能智慧化的系统应用设计，并提出智能智慧化水电厂整体解决方

案建议。

关键词：水电厂；智能智慧化；整体建设；解决方案

引言：随着水电厂智能化建设水准的与日俱增，各领域对于水电的新能源专业系

统智能决策水平的提升均予以高度重视。结合我国现阶段的水电厂智能化建设情

况来说，相关单位部门将更多的精力聚焦于技术手段的创新方面，反而忽略了其

智能化、数字化建设的实际应用需求。所以，相关企业单位方面应该尽快给出系

统的研究开发工作解决方案，打造智能一体化平台，加强对水电站业务的集中管控。

一、水电厂智能智慧化应用设计

在进行智能智慧化水电厂建设时，应当充分针对水电厂智能智慧化的总体目

标以及实际投入应用情况来设计，并且应当走出重点关注技术手段的系统设备思

维误区，从而可以真正意义上的站在用户角度进行智能智慧化建设设计思考，在

进行设计过程中，应当明确建设重点在于生产运行、设备检修以及管理决策这三

方面的智能化升级需要，而不是单纯的提高技术手段。在进行智能化设计时，应

当设立统一的标准与信息建模等来辅助进行实现智能智慧化可选的技术方案，从

而更好的贴合工作实际需要、适应各种突发情况，更好的完成全场智能一体化平

台的设计方案与建设工作。在进行智能智慧化水电厂建设的过程中，主要需要注

意以下几部分：

（一）智能运行

通过物联网信息技术实现智能设备相互协调、远程控制，从而实现在生产运

行工作过程中设备互联，对工作场所全局有效感知、及时反应、远程调动，实现

自动化系统与智能设备间的迅速协调互动水平。并且可以通过构建数字模型进行

数据统计，并且判断工作过程中的安全状况，预测工作局势，并且可以在危险情

况发生前实现智能预警，从而实现水电站生产过程中控制平台的智能化，提高工

作过程设备的稳定运行以及工作人员的生命财产安全。在进行水电厂智能智慧化

建设的过程中，应当在汛期与非汛期进行分别的策略制定，进而优化各时间段内

水电站的正常安全运行，提高运行水平以及综合效益。

（二）智能安全防控

在水电站智能智慧化建设的过程中，人员的安全是一项重要的问题需要解决，在智能智慧化设计的具体过程中，应当构建智能安全系统，负责具体工作过程中

的安全防控功能。应当通过定位技术，实现巡查人员、工作人员、指挥人员实时

位置的智能显示与实时位置追踪，以便在特定位置危险来临时可以实现相关人员

的及预警知并通知撤离。除此之外，还可以依靠智能互联系统实现防火报警系统、工业电视系统、消防系统、门禁系统与通风系统多设备间的智能互联、互相协调

以及安全联动。

（三）智能检修

在进行智能智慧化建设设计的过程中，应当充分利用智能化设备的自我检查

诊断机制，并且充分结合大数据技术，对设备运行过程中进行关键参数的深度，

挖掘测量以及综合分析诊断，来实时监测判断设备的具体运行状况，并且可以做到，在出现设备异常时自我诊断，自动生成诊断评价报告，并能进行检修策略制定。除此之外，还要求在设备完成检修后可以，进行设备自检，并且生成检修后

的详细评价报告，确保检修完成后设备可以安全正常运行，达到工作需要。

（四）智能管理决策

在水电站工作运行的具体过程中，将会出现很多突发事件，此时对于突发意

外情况的迅速反应是十分关键的。然而迅速反应、快速协调恰恰是智慧智能设备

相较于人工控制的优势所在。因此在进行智能智慧化设计的时候，可以充分利用

数据中心与智能一体化平台，在实现水电厂的运营、设备、生产、检修与安全各

方面的相关管理，实现各个系统之间的数据共享，从而达到迅速反应，及时协调，并且可以通过大数据交流，实现业务交互融合与分析挖掘，从而可以为水电厂的

管理经营决策者提供更加科学的技术支持与帮助。通过主机数据平台，对水电站

所在位置的河道水体环境进行准确详细的三维数字建模，并且与相关位置的天气

系统进行结合，将一定时间内的水体情况进行快速模拟与迅速生成，实现突发事

件的提前预报、快速检测、迅速判断以及及时预警，为快速指挥与应急处理部门

提供相应的信息参考与技术支持。

二、智能智慧化水电厂整体解决方案

在制定水电厂智能智慧化解决方案之前应该充分了解目前现有水电厂运行的

方式以及工作过程中的具体应用需求，着眼于整体，制定实现全厂一体化平台的

解决方案，并且可以做到基于全厂一体化平台得以实现水电厂分层、分区、分布

的系统总体结构。

（一）厂站层解决方案

智能一体化平台的交付使用可以使水电厂基于面向对象进行模型设计，实现

与面向服务架构的跨平台应用集成，从而实现水电厂生产运行、管理决策、设备

检修等领域的智能智慧化需求。一体化平台的构建应当首先取得足够的规范信息

模型与完整的通讯规约库，并且要求在符合国内相关专业标准的同时，继续支持

现有主流plc通信规约以及常用Iec国际标准通信规约。在进行一体化平台构建时，应当注意避免进入以下两种误区。首先一体化平台的构建是将原来各个系统中的

数据采集处理数据库的构建通信，以及人机接口功能进行统一整合，实现平台化

对应用与设备提供强大的互联技术支撑，进而满足监控系统的应用需求，实现更

多的业务应用，而并不仅仅是在原有系统结构上增加一个层次。再者一体化平台

投入使用也并不是要完全取代全厂其他系统，其主要目的仍然要取决于水电厂的

实际应用需要，其他系统仍然需要通过统一的接口接入一体化平台，从而在最大

限度的保证控制系统的实时性与可靠性，满足保护系统的规范需求，提高场内工

作的规范性、高效性与安全性。

（二）单元层解决方案

在目前水电厂的三层结构中，现地单元层负责着承上启下的功能，架构种类

又有按单元分布式和扁平式两种。其中单元分布式架构是相对较为完整的线地单

元控制系统，其具有较强的系统管理能力，可以脱离场站层网络进行独立稳定运行，系统较为可靠。但是其接入单元的调速、励磁、辅控等设备容易形成系统通

信瓶颈。变频式系统架构中所有的设备，等则直接接入场站层网络，更加适合采

用测控单元的应用场景，并且其更有利于实现系统间互联互通，可以最大限度的

消除系统通信瓶颈，但是当机组台数较多时，此方法将导致单元层功能弱化。因