“互联网+”风电行业智慧安全管控应用案例

发布日期:2020-11-30

1.概述

中国风电产业历经多年快速建设,装机总容量达2亿千瓦,超过美国成为世界第一。与此同时,也面临来自“安全、效率、节能、环保”等方面的挑战,其中风险防控困难、运维管理粗放、生产各系统之间信息不通畅等问题尤为突出。风电行业提出“智慧风电”建设发展战略,旨在采用智能的传感与执行、控制和管理等技术逐步解决这些问题。

风电行业生产管理一般分为集团公司、分公司、风电场三级结构,安全监督管理职能在分公司和总公司占有很大比重。“风电场分布区域广、风机设备位置分散、作业空间受限危险点多、人员素质参差不齐、作业环境复杂多样……”诸多因素,引发安全风险难以把控、安全制度难以落实、运维作业过程难以监管等问题,制约风电的安全、高效、稳定运行。

珠海优特电力科技股份有限公司与时俱进,积极响应和探索国家及企业“智慧风电”建设战略,结合30多年电力行业安全技术沉淀和实践经验,深入研究风电安全管控业务需求,以思想观念创新为主导,以人员和作业风险管控为研究对象,以加强安全监督和风险预控为立足点,提出“‘互联网+风电’智慧安全管控系统”解决方案。

2.解决方案

“智慧安全管控系统”通过“互联网+”平台打通安全管理业务之间信息孤岛,丰富安全对象监测手段、加强安全管理制度落实、提升人员行为管控能力,对风电作业过程进行精准化、数字化、可视化、主动性、智能化管控。

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3.应用案例

“UT-F600D智慧安全管控系统”经过多年研发和应用,已在众多发电企业投入运行,取得业界很大反响和良好口碑。本文以XX风电分公司智慧安全管控示范项目为例,陈述该系统的功能和实际应用情况。

XX风电分公司下属8个风电场,分公司与风场、风场与风场之间的距离均超过180kM,位置极为分散,给安全管理造成很多不利因素。该公司积极推进“集中控制、分级管理、少人值守、无人值班”的集控运维管理新模式建设,创新管理方法、提升管理效率。项目实施前分公司安全管控状况和存在问题如下:

1)集中监视困难、关键数据缺失:面对多风场、大容量、多维度的数据监视,集控中心SCADA监视模式面临巨大挑战,存在抽象不直观、呈现能力差等问题;集控中心缺失各风场作业人员行为、作业过程动态数据,作业风险预控、人员行为远程管理缺乏抓手,属于盲人式的管理;讲授式的检修、操作技能培训存在内容不形象、质量差、效率低等问题。

2)安全制度难以落实、把控困难:传统ERP、MIS系统的工作票、操作票功能不能适应风电行业的分散部署、集中管理模式,体现在“票面内容准确度、逻辑性、完备性检查靠人工,票单审批、签发、许可环节严重受地域限制,两票内容与实施执行缺乏强制性联结”等方面,两票制度的落实较多依赖当事人素质、责任心以及其它不确定因素。

3.1网络拓扑架构

XX风电分公司“智慧安全管控系统”集成智能传感、执行、分析、管理技术,加强作业现场与集控中心的数据互联、互动能力,达到风电企业运维作业提质、增效、安全的要求。其网络拓扑架构如下:

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3.2项目功能介绍

3.2.1三维动态展示、作业仿真培训

应用三维建模技术建立风电场物理空间与虚拟空间的真实映射,通过智能装置采集生产现场人员、设备、环境状态并数字化,构建具备感知、判断、自适应、执行等功能的数字孪生风电场。通过虚拟数字世界真实反映风场生产运营的各种活动和状态,为管理人员提供动态可视化的安全管理数据窗口,降本增效,提升风电安全管理和发展竞争能力。

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1)空间数据可视化展示:通过三维可视化风电场模型,集中、分层、多维度展示作业任务、人员行为、设备运行、违章作业等信息,丰富作业现场监视和监控数据交互窗口,加强管理人员与现场作业的信息互通和互动能力。

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2)智能预警和远程指导:三维环境自动展示人员闯入告警虚拟画面,实现人员进出区域智能化、主动性、可视化预警;管理、专家人员通过智能安全帽与作业现场人员进行实时语音对讲,并获取现场作业过程视频数据,进行可视化的远程调度指挥。

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3)检修仿真培训:通过三维虚拟平台模拟检修工作,对新员工检修维护培训,对故障处理难点仿真模拟,危险点、风险点智能提醒,提升作业人员维护技能和安全意识。

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4)操作仿真预演:基于三维实时渲染和仿真技术,实现倒闸操作、安措操作等作业模拟,并对错误操作智能提示和事故真实模拟,防止操作人员误操作事故。


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3.2.2运维作业强制性、主动性管控

作业安全管理子系统包含智能两票、微机防误、隔离闭锁、智能锁控、智能安全帽、人员定位、三维建模、视频分析功能模块。两票信息流贯穿整个业务过程,物联网、互联网、人工智能等技术保障作业过程安全可控。

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1)“图形化开票”有利于提高开票效率、落实标准化管理;“拓扑逻辑判断”实现两票正确性、完备性、精确性的智能校核和风险提示。

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2)“移动审批流转”打破传统地域因素对工作的限制,实现随时随地开票、签发、许可、查询等业务,提高两票流转效率;与定位相结合,实现两票签发的定人、定点强制管理。

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3)“智能防误、智能地线、智能压板、智能验电、智能工器具”等装置保证操作按照操作票正确、精准执行;“检修隔离闭锁”有利于为检修人员构建一个安全、可靠的检修区域;“智能锁控”对现场作业人员的作业范围进行远程授权管控。

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4)“智能锁控、智能门禁、智能安全帽、人员定位、视频分析”对作业人员进出区域、作业内容进行在线记录和强制管控,对活动轨迹、人员习惯性违章进行智能识别和预警,消除人员不安全行为的安全隐患。

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 3.2.3设备巡检标准化、智能化管控

1)移动终端巡检:通过移动APP终端进行巡检作业标准化管控,巡检结果在巡检APP中记录和查询。通过录音、录像、照相等辅助手段记录设备异常数据,对缺陷设备设定强制巡检、重要设备定时间巡检,提升巡检效率和过程管控。

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2)自动在线巡检:应用摄像机自动轮巡、视频智能分析技术,对生产区域内设备的录音拍照、仪表读书识别、火灾识别、烟雾识别,预期达到自动定时智能巡视、自动抄录数据、自动生成报表、自动上送分析、自动实时预警的“五自动”功能。

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3)数据统计分析:通过长期的巡检数据积累,建立设备静态数据库,将这些数据科学、直观、形象化展现。管理人员能够进行签到率、到位率、工作量、漏巡漏检等搜索查询,根据严谨的数据分析和把握设备状态变化规律,预知、预判设备劣化趋势。

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4.应用效果

1) 落实安全制度、规范作业过程:该平台应用“技防”手段使作业过程的操作和安措按照票单强制执行,并且作业过程记录留痕,达到“有章可循、有据可查”的目标。

2) 提升作业效率、优化管理模式:“互联网+”技术打通业务和装置之间信息孤岛,预警信息、业务审批等数据主动推送;对作业过程进行动态监视、控制和管理,变盲人管理为可视管理,确保作业各个环节的安全性和稳定性。

3) 提升安全指标、加强监管水平:该平台应用期间,现场误操作事故为0、两票合格率100% 、及时消缺率99%、巡检到位与巡检合格率100%、钥匙使用节约时间75%,极大提升管理人员对作业现场习惯性违章、位置分布、作业内容等的远程监管水平。

4)  解决行业难题、响应企业战略:该平台应用互联网+、物联网、大数据、人工智能、智能锁控等技术手段解决风电行业长期以来存在的安全管理难题,同时也是对行业“智慧风电”建设战略思想的响应和实践。


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