Page 93 - 电力与能源2024年第一期

宋 涛，等：智慧电厂基础建设研究与应用分析 87

待考量。 体，实现了全厂信息共享，还提供了及时、准确、完
2.3 人员定位 整、可靠的原始数据信息和经加工、运算、分析后
人员定位主要有 WIFI、蓝牙、卫星、UWB 等 的辅助决策信息。它们对电厂各种主辅设备的运
4 种技术路线。 行进行全面管理，以提升企业安全、优质、经济运
（1）WIFI 的定位精度在 10 m 以上，建设成本 行水平为目标。运用度电成本分析、循环水系统
低，但精度较低，易受干扰，延时较长。 运行方式优化等运营优化管理功能，实现了运行

（2）蓝牙的定位精度在 3～10 m，成本较低， 寻优操作指导、机组运行性能分析等生产的智能
功耗也较低，但需要高密度安装信标，且传输距离 化管理 。
［2］
有限。 2.5 数字孪生
（3）卫 星 的 定 位 精 度 在 1～10 m，覆 盖 范 围 在闵行燃机项目中，数字孪生系统按照“分布
大，在全球范围内，只需要搜索到 4 个基站信号即 建模、联合调试”的思路逐步建立燃气-蒸汽联合

可定位，但信号无法穿透建筑物，故基本实现不了 循环机组热力系统中管道、阀门、换热器、泵与风
室内定位，且定位精度受天气及观测到的卫星数 机、汽包、除氧器、汽轮机、凝汽器、余热锅炉、压气
量影响较大，另外定位标签耗电较快。 机和透平、风烟系统、电气系统、区域供热、供冷系
（4）UWB 的定位精度在 5～30 cm，精度高、 统等设备和子系统的机理仿真模型，并依据现场
实时性好、穿透性强、抗干扰强、覆盖面广、功耗 实时生产过程中的稳态历史运行数据和典型设备
低，但建设成本较高。 的变工况特性曲线对仿真模型的参数进行联合调

发电企业可根据自身智慧电厂整体规划来决 试，从而开发出高精度的联合循环机组全流程数
定采用何种技术路线。若需要人员定位配合进行 字孪生系统。
虚拟电子围栏区域告警等精度要求较高的功能开 以 2 号机为例，具体实施情况如下。
发，建议使用 UWB 技术。闵行燃机全厂规划共 （1）仿真系统建模：完成了余热锅炉、汽轮机、
有 600 个定位基站，基站与基站间通过算法相互 凝汽器 3 个热力系统的仿真模型，同时建立了高

协同来确定人员的具体位置。这就需要根据现场 中低压汽包水位、凝汽器水位、轴封加热器水位等
实际情况多次优化修改点位布置。针对较小的室 11 个控制系统仿真模型，实现了对联合循环机组
内空间，安装 1 个定位基站，满足 0 维感知的效果 部分负荷工况的准确实时动态仿真模拟。
即可；针对道路、走廊等线性区域，在基站有效辐 （2）SIS 数据采集：采集 SIS 系统的数据，合计
射范围内布置 2 个，满足 1 维定位需求。若空间较 140 个测点，实现了数字孪生系统生产实时数据
大，且精度要求较高，则至少需要布置 4 个基站， 的采集及存储。
人员在定位时，其周围每个能辐射到的基站都在 （3）仿真数据采集：采集仿真系统的仿真数

参与辅助判断，包括高度上的定位。所以尽可能 据，合计 140 个数据点，实现了数字孪生系统实时
地利用好每一个基站，达到满足全厂人员定位的 仿真数据的采集及存储。
需求，尤为重要。 （4）状态预警；包含对压气机设备状态、燃气
2.4 智能生产一体化 透平设备状态等预警。
智能生产一体化无论是从建设角度还是从生 （5）运维指导：包含离线水洗优化指导功能。
产管理角度来说，一直都是发电企业的必选基础 利用可视化平台的前端展示功能，绘制了 2 号

模块。其中，5G 补网和一体化平台支撑硬件部署 机组数字孪生画面 4幅、 设备状态监测画面 3幅、设
涉及较多弱电设备安装，其内线、外线的铺设在基 备状态预警画面 2幅、水洗优化指导画面 1幅，实现
建期更为便利。SIS 系统、智能两票、智能运营等 了热力系统数字孪生、状态监测和预警、运维指导
子系统，集生产、经营、管理和辅助决策信息于一 和历史查询等功能。