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第A07版:行业观察    
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2020年06月19日 星期五
电网基建的数字化应用

    洪巧章 王雅倩

    在“新基建”的探索中,“新基建”的概念正在逐步明确,特别是在新冠肺炎疫情对于全球经济的冲击下,“新基建”作为当前新的增长点,对正在全面复工复产的各个行业注入了新的动能。电网基建行业亦然,正在“新基建”的影响下,逐步走上了数字化转型升级的快车道。

    “新基建”代表着生产要素转向数据资源,进而推动基建建设模式转变,在电网基建产业中,可从基础设施、管理模式两个角度开展数字化应用。

    基础设施数字化

    结合“新基建”的内涵,电网基础设施数字化可针对以下几个方面开展应用:

    传统电网数字化建设。进一步推动我国传统常规电网在输电、变电、配电等领域与“云大物移智”“互联网+”等创新理念和数字化技术进行深度融合和技改升级,进一步打造集成新能源、新材料、新设备和先进的传感器,信息、控制、储能等新一代数字化技术的融合智能数字化电网。在输电方面,可融合地理信息系统(GIS)技术、智能化运维技术、在线监测系统技术,推进形成无人自动运检输电线路的数字化建设。在变电方面,可开展研究融合地理信息系统数字化管理系统技术、5G技术、信息数字化共享管理平台系统技术,开展具备传统变电站信息的采集、测量、控制、保护、计量和检测等的基本功能,同时又支持智能电网的实时运行自动控制、智能自动调节、在线数据分析智能决策和变电站协同互动等高级综合功能的数字化变电站网络建设。在配电方面,可开展研究融合“云大物移智”技术的智能配电设计标准,建立智能配电站、智能开关站、智能台架变等标准设计,进一步推动配电网数字化。

    传统数据数字化建设。电网基建需进一步重视数据资源,大力推进数据共享平台等数据基础设施建设,促进数据增值变现,为打造形成数字电网提供基础保障。进而利用数字电网,充分释放数据价值。通过基础建设,促进电网所有数据组成的元素完全数字化,通过数字电网进行虚拟全仿真应用,实现电网精细化管理的优化提升,推动传统电网的管理向数字化、可视化的发展方向进一步发展。

    传统设备部件的数字化运用。在“新基建”的趋势下,特高压、充电桩项目将成为重点投资项目之一,利用采购需求引导传统设备部件生产端开展与“云大物移智”等新一代数字化技术的融合,如采购的特高压铁塔具备与5G建设进行资源共享、信息互通的基础,采购的充电桩具备数据收集上网,与数据中心互联,接入5G物联网的基础等,构建一个绿色智能、安全共享的数字化电网基础设备部件体系,进一步促进电网基建与“新基建”深度融合发展。

    管理模式数字化

    管理模式的数字化可从人、物、事三个方面进行应用:

    人员管理数字化。对“人”的管理,可分为进场前、作业时和作业后三个阶段。人员进场前,可通过大数据平台,分析各个施工阶段容易出现的安全质量问题,可结合数字化技术,新增更加灵活多样的培训方式:比如利用VR、BIM等新兴技术,根据各个作业区的作业内容特点、结合项目安全风险分析、作业指导书、安全质量常见问题、作业相关习惯性违章等内容,利用3D模型,重现违章现场,通过模拟视象、声音、文字、人体行为等四种不同实际感受,有针对性地对各区域作业人员开展安全事故场景式模拟培训,具体包括突发触电事故模拟、坠落模拟、突发火情事故模拟、桩机塔吊等大型机械倒塌模拟等沉浸式培训,带给培训者身临其境的视觉观感,从而更直接地提升员工学习效果;人员作业过程中,利用人工智能、实时定位等技术进行现场人员精细化管理。在实名制的基础上结合智慧工地融合人脸识别功能,对施工现场人员建立人脸信息数据库,将实时照片与入场实名制照片进行比对,记录工人考勤状况,并对无关人员进行识别预警。其次,可利用图像识别技术,借助人工智能设备(如智能安全帽、摄像头等),对员工移动轨迹进行采集与行为识别,实时了解工人现场分布情况,判断员工是否根据作业要求和施工任务穿戴服装、使用机械、实施工程作业;人员完成作业后,利用大数据平台将实时记录的各参建施工人员相关作业信息进行量化对比分析,根据分析结果落实项目奖惩措施,以数字化技术引导各单位管理人员加强履职意识、施工作业人员依据规范要求施工,进而形成一个施工全流程人员数字化管理模式。

    对物的数字化管控。“物”的管理,主要可从物资和机具设备两个角度开展数字化应用。在物资管理方面,利用区块链技术可实现工程材料跟踪溯源,利用区块链的不可篡改性,解决信任和共识的问题,提高物料到货质量和源头管控。然后,利用统一物联平台记录更新物资信息,对基建物资进行状态追踪、质量管控和损坏警告,并实现物资存储可视化实时监管。在机具设备管理方面,可结合数字化技术打造预警管理系统,实现现场机械设备的智能化安全监测与异常告警,及时提醒周边人员规避存在风险。如利用数字化技术进行机具设备运作全过程感知,比如加装传感器等感知设备实现吊车运作全过程感知监控,对可能发生的吊臂、吊件碰撞事故提前预警,减少相关事故。

    对施工全过程数字化监管。对于“事”的管理,主要是施工过程的环节监管,主要包括事前、事中、事后。在事前,通过数字化技术开展施工方案模拟和安全检查,利用区块链结合BIM技术整合各专业图纸,保证图纸可追溯。运用5G技术实现BIM信息模型实施共享编辑,减少因专业矛盾或图纸的理解不深而导致的现场调整等问题。在事中,可利用数字化技术实现实时的监督管理。传统的以人为主的监督管理模式,存在检查盲点多、效率低等问题。引入数字化技术,可以通过布置全方位的摄像设备,搭建移动智能视频监控系统,对施工现场进行全景监控,智能化识别违章现象。同时,引入无人机辅助开展违章行为监管和处理,利用无人机“小快灵”的特点,弥补人员检查高度不足等问题,并通过建立数字化监管信息平台,实时汇总各设备的监控信息。在事后,基于安全、质量巡查信息数字化,能够将检查问题、整改进度实时共享,实现大众监督。此外,可利用大数据技术分析、区块链技术记录,形成项目全过程信息的数字化数据库,以进一步提高问题分析的针对性和有效性,安全质量信息可追溯。

    在“新基建”背景下,电网基建产业的数字化应用正迸发出更多的可能性,探索应用数字化技术,将对建设全过程的各个环节进行数字化赋能,实现基建项目的数字化管理,提高建设效率。同时,也将促进传统电网基建产品的升级,为响应国家“新基建”相关政策,建设智能电网、数字电网注入新动能。

    (作者单位:南网能源院)

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