安全生產智能管控技術在光伏電站的應用

康宏

（國電電力內蒙古新能源開發有限公司，內蒙古 呼和浩特 010040）

一、光伏發電安全生產發展現狀

目前光伏行業雖然出臺了一些新制度、新措施，安全生產管理思路逐步清晰并得到提高，為全面提升光伏電站的作業效率、全面保障安全作業奠定了良好的基礎，但是現有的制度和體系很難做到統籌兼顧，安全生產安全事故卻仍然頻繁發生，造成巨大的人員和財產損失。光伏發電有些管理模式受行業管理模式的影響較深，結合光伏電站實際進行深度總結和提煉的程度不夠，尚未形成具有光伏特色的作業安全管理體系。問題主要體現在以下四個方面：

1.集團公司、分公司對光伏子站進行安全管控，當前主要采用專人匯報、人工統計方式，管理工作量大、任務重，管理數據的及時性和準確性難以保證。2.光伏站控制中心對生產作業現場生產過程、監測數據獲取困難，上傳給總公司、分公司的生產管理數據同樣有限，嚴重影響公司發揮大數據分析和科學決策的優勢。3.生產管理各系統之間存在信息孤島，信息流轉、共享不完善，特別在安全生產方面，不同專業人員在作業時缺乏協調、溝通不順暢，缺少整體性與系統性的安全生產管控技術措施。4.安全生產管理信息化手段缺乏，現場作業與管理制度結合存在漏洞，無法保證管理制度強制、正確執行，威脅生產作業過程安全。

二、安全生產智能管控技術在光伏電站的應用

為適應發電企業現代生產和管理更高效、更安全、更環保、更人性化的需要，提高生產效率、保證生產過程安全管理，本文以生產和管理智慧化為核心理念，結合光伏電站安全管理需求，從作業內容、作業環境、設備性質、人員素質等多個維度綜合分析生產過程危險因素，創新性地提出以設備管理為核心，操作、檢修、巡檢業務為主線的本質安全管理思想，結合先進的安全監測手段，依據國家有關安全的法律法規和發電行業安全管理標準，綜合應用大數據分析、互聯網+、VR、智慧視頻、智慧機器人、智慧診斷等先進的技術，提出了構建“智慧光伏電站安全生產管控一體化平臺”的理念，為光伏發電企業提供智慧化、全方位、全過程的智慧生產、智慧管理一體化解決方案。

三、光伏電站安全生產智能管控關鍵技術研究

（一）作業管理子系統

1.工作票管理。工作票制度作為保證電力系統安全生產的一項重要措施，在發電企業的日常管理工作中具有重要的地位。功能完善、性能穩定的工作票系統會提高業務處理的準確性和效率，有效地執行工作票制度。工作票流轉網絡化可以大大提高流轉、審核的效率，發現錯誤后能夠及時更正，降低工作人員的勞動強度，提高工作票填寫的準確率，優化管理工作，提高工作效率。用戶開票時只要在熱力系統圖/電氣圖上依次點擊需要檢修的設備，系統自動將內化的規則庫及規范術語內容反映到票面，從而生成規范的工作票。系統通過計算機網絡實現各類工作票（如：火車票、電氣工作票、機械票等）起草、簽發、許可、變動、延期、終結等各個流程環節的精細管理。在工作區域有明顯的物理斷開點，且裝有接地線，對安全措施不符合工作要求，系統自動給出錯誤提示，保證安全措施的完備性。系統在業務組織機構管理、業務人員分類管理、系統權限管理、設備圖形維護管理、人員崗位權限管理、術語管理等各方面進行豐富的設計開發，為系統方便的運行維護提供便利條件。

2.操作票管理。操作票模塊通過對操作票進行電子化管理、與防誤系統一體化集成，實現了開票過程高效化、操作過程規范化、操作結果安全化。系統實現了手工開票、圖形開票、調用典型票、調用歷史票、智能開票等多種開票方式。系統具有邏輯公式判斷和拓撲分析判斷兩種模式，實現對編輯票內所轄設備（包括一次、二次以及臨時接地等設備）的全面防誤。可對操作票包含的設備操作信息、人員信息、設備狀態信息等進行查詢、統計及分析。

3.交接班管理。交接班是確保光伏站連續不斷安全經濟運行的重要一環，因此，特別要求運行人員認真進行此項工作。交接班時必須嚴肅認真，實事求是，應做到“交接交的清楚，接班接的滿意”。對交接班過程進行規范管理，按交接班管理制定自定義報表格式，通過管控平臺相應模塊自動獲取交接班的數據信息和具體內容，實現交接內容電子化、流程化和規范化。

（二）設備管理子系統

1.巡檢管理。巡檢管理模塊輔助巡檢工作人員進行日常的巡檢工作，協助管理人員對巡檢工作進行實時在線監控，通過人員定位技術實現巡檢人員路徑、實時位置在3D 虛擬光伏站中顯示，使巡檢制度的落實得到有效的保障，同時提高巡檢工作管理的信息化程度，使設備缺陷管理、設備檢修管理有據可依，提高設備的運行可靠性。

2.缺陷管理。設備缺陷管理是光伏站設備管理的一個重要組成部分，是保證發電設備健康水平，保證發電設備安全，提高發電經濟效益的重要措施。缺陷管理模塊與光伏監控系統共享光伏缺陷信息，光伏缺陷自動啟動缺陷管理流程，并通知責任人，提高故障響應速度和故障處理速度，缺陷發現、鑒定、消缺、驗收全過程記錄在案，閉環管理。

（三）安全監測子系統

1.視頻監測及智能分析。視頻監控子模塊主要由高清智能網絡攝像機、網絡視頻服務器、智能分析服務器以及通信設備等組成。高清智能網絡攝像機部署在工作、安全隱患點以及危險環境周界，采集視頻圖像信號。網絡視頻服務器接收子系統范圍內的視頻信號并起到流媒體轉發作用。智能分析服務器支持視頻高級應用服務，如移動偵測、跟蹤拍攝、入侵告警等。

(1)視頻監控及部署。監控攝像頭部署在開關室、光伏發電單元等設備區域，實現功能如下：實時監測監控區域設備運行情況；方便管理人員對現場作業情況遠程監控、指導；進行視頻輪巡，按預先設置時間進行視頻輪巡。

（2）視頻智能分析。前端攝像頭采集視頻流，后臺智能分析軟件通過智能分析實現安全帽、火災、煙霧等智能識別，推送告警畫面，進行聲光告警。

（3）視頻聯動。當綜合自動化監控、安防、消防等系統產生告警或防誤系統操作設備變位時，系統自動控制攝像機切換到告警設備位置，彈出告警現場或設備操作變位視頻畫面同時語音提示告警。

2.人員定位。人員定位模塊實現光伏站升壓站、線路、光伏發電單元等區域的現場人員定位，及時準確地提供工作區域內人員的數量、位置、分布情況和每個人的任意時刻所在的位置及各時間段的活動軌跡，實現作業過程人員、位置、時間、區域、工作內容“五維”管理，為生產現場的安全管理工作提供了可靠的數據支撐。通過“室外GPS+室內UWB”方式進行人員全面定位，并且人員定位與作業任務相關聯，結合3D 模型，全面掌握作業人員作業、活動區域。

3.電子圍欄。光伏電站大多比較偏僻，為了保證設備和人員安全，在圍墻上安裝電子圍欄，對升壓站進行安全防護，一旦有人非法闖入，聲光報警，并觸發視頻畫面。

（四）安全生產智能管控預期效果

智慧光伏是在數字化和信息化的基礎上，運用物聯網技術，減少人工干預、增加的人工智慧處理能力，實現光伏發電安全生產過程的可視化和智慧化。智慧光伏發電重點從安全生產、經濟運行、智慧化決策管理等領域規劃智慧化的內涵，主要包括：設備智慧化測控、經濟運行與控制、生產管理、安全管理、經營管理等內容。預期效果如下：

1.生產管控系統化、一體化：集團公司、分公司、光伏電站之間的信息實時交互和業務高度集成，提升企業整體安全生產管理能力和集團化、精細化管理水平。

2.生產、管理信息化：光伏電站控制中心對生產和作業現場有全面、實時、強制性的安全管理手段，同時數據獲取完整，支持數據挖掘與分析，提高可靠性、效益及效率，降低成本。

3.業務整體化：應擁有統一的信息平臺，實現對生產、管理、經營等各種業務信息的集成和共享，徹底消除信息孤島。

4.作業標準化：應嚴格執行標準先行原則，制定統一的服務、信息、數據交換、模型管理等系列標準，保證生產制度正確執行、落實。

5.安全本質化：應以構建制度為先、細節為重、以人為本、文化為基的本質安全企業為目標，通過技術手段使各種危害因素始終處于受控制狀態，逐步趨近本質型、恒久型安全。

結束語

目前視頻智能分析在電力行業都處于一種剛剛起步階段，市場還沒有形成的大好時機，產品正處于其經濟壽命期的上升階段，具有非常廣闊的發展前景。相對于較大的視頻監控硬件（攝像機、視頻服務器、存儲硬盤等），視頻智能分析的投入很小，但是可以較大程度地提升視頻監控系統的功能和性能，保護了前期的投資，體現出較高的經濟效益。通過提高視頻監控系統，實現視頻監控系統被動轉化為主動，非智能轉化為智能，重追溯轉化為重實時，大大提高工作效率，為減員增效建立技術基礎。