数字化移交平台在电厂移交阶段的应用

数字化移交平台在电厂移交阶段的应用

邵凯飞魏亚静唐玮

（中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司河北石家庄050031）

摘要：通过数字化移交平台，有效整合电厂全生命周期设计模型、设计信息、采购信息、施工信息、项目管理信息、项目竣工资料、试运行信息等，实现电厂建设过程中各阶段数据的完整移交。

关键词：数字化移交平台；全生命周期；云协同；系统集成；移动办公

1引言

随着电厂数字化设计的普及，数字化移交工作越来越受到工程业主的重视。为了能够使运行维护系统更好地继承建设过程产生的数据，需要在工程建设前对数据的内容和形式做出规定，以减少信息的缺失，充分发挥信息化的社会效益。将工程中产生的、计算机能够处理、且运行维护需要使用的数据，以便于系统实施的方式移交给业主/运行方。

工程数字化电厂移交是实现电厂全生命周期信息管理的重要环节，它是贯穿电厂全生命周期各个阶段的一根重要纽带。它将目标、实现方式、执行内容在发电厂建设的各不同阶段，通过维数字化模型联系起来，使发电厂工程从项目之初到投产运行实现管理优化。每个后续阶段不仅能通过数字化手段继承前阶段的成果，而且能在前阶段的工作基础上，用数字化手段实现管理和运作，继续发展、积累数据信息，用先进的数字与智能技术，实现向电厂移交一个物理工厂的同时，移交一个完全一致的数字化工厂，服务于电厂投运后的生产和检修维护。

数字化移交不仅仅是一个模型、资料和数据收集和交付的过程，更是“电厂全生命周期”的重要组成部分，它重点研究解决了发电工程参与各方，如何能够及时采集需要的数据，并根据规则进行数据移交，确定各阶段需要移交的内容，使数据在电厂生命周期后续阶段有效发挥作用，同时也为在运电厂的信息化提供数据整理和加工参考，是电厂设备资产信息全生命周期集成管理的体现，是后续电厂运维的中流砥柱。

2方案设计原则

在本系统规划实施中，将遵循如下原则：

（1）系统通用性原则

采用产业标准技术，采用可扩展的系统架构，开放式语言，保证系统可在异构的平台系统之间方便移植；

（2）低耦合、高内聚原则

本系统与发电厂其他系统有机集成，采用低耦合，经过扩容的集成管理平台，保持统一数据存储库，统一操作风格界面，统一的安全控制机制，以及统一的开发接口标准。

（3）符合国际标准的原则

本系统为方便与设计系统、施工系统的集成，在系统开发过程中遵循

ISO15926数字化移交国际标准。

3数字化移交平台设计方案介绍

3.1设计总体需求

数字化移交平台分数据采集和数据移交两大部分，包含在此过程中所有的三维模型及数据资料，满足电厂基建期和运维期的使用要求，还要集成现场其他应用系统。

3.2系统特点

1）支持多平台设计模型及属性能够批量导入到系统中。

2）支持竣工图、属性信息、厂家资料等能批量导入系统，支持且不限于MSOffice、PDF等文件的批量导入。

3）支持直接浏览三维模型、PDF、SVG文件格式，并具备平移、缩放等功能，而不需要额外的查看软件。

4）支持测量、旋转、缩放、消隐、半透明、剖切、独立显示三维模型的相关操作。

5）通过KKS编码实现属性表自动填写、资料自动挂接，智能系统图与三维模型之间的二三维数据关联。

6）支持精确查询，模糊查询，支持自定义的组合查询以及报表功能，并能实现一键式信息查询，即：选择某个设备时，可快速关联查看该设备全生命周期的各种数据资料。

7）移交平台具备与电厂生产运行系统的集成功能，满足电厂生产及管理需要。

8）为便于维护管理，支持具备分权管理功能，即不同的用户查看不同级别的信息。

9）数字化移交平台开发阶段使用云协同平台，以保证业主、施工单位、设计院能够通过开放的权限和网络快速访问数字化移交平台，项目完成后部署在电厂，使用企业内网进行工作，从而保证数据安全。

3.3数据采集功能

数据采集的定义为生产运维前的各种信息录入。包括数字化模型、设计图纸、采购信息、施工信息、调试信息、监理信息等。本功能需要保证数据安全。

3.3.1KKS编码创建与管理

KKS编码采用国标《电厂标识系统编码标准》（GB/T50549-2010），涵盖全厂全专业。以KKS编码为纽带，以数字化模型为中心，建立全电厂的数据框架和各类属性台账，对设备管道的基础信息、检修历史、成本信息、零件清单等信息进行综合管理，使设备管理达到自动化、信息化，以满足多方工作需求。

为了满足KKS编写的规范性和准确性，数字化移交平台内置KKS编码管理工具，在编码过程中通过逐位验证的方式对输入的编码进行判断，确保了编码的准确性、唯一性。

3.3.2数字化模型管理

确保设从设计软件中导出的数字化模型及属性信息能批量导入到系统中。平台内置的模型解析程序，可兼容目前市面上广泛使用的设计软件、计算软件里导出的模型，从而确保全厂模型的完整性。

所有设计平台模型统一转换成平台格式，模型文件的信息，如上传人、版本号、模型坐标、模型方位等，与设计模型文件保持一致。模型提交后，需要进行数据处理工作。

数字化移交要求全厂模型全部移交，这对平台性能提出很高的要求，既要能存储数字化模型，又要能在视图窗口完美展示。平台内置轻量化引擎对模型进行处理，拥有超高压缩比技术，最高可达72倍，同时采用实时渲染技术，使得模型更逼真，更接近现实场景。

3.3.3数据资料管理

数据资料涉及电厂设计、采购、施工、调试、移交、运维等各个环节，来源从设计院提供的图纸，到厂家提供的设备资料，再到电厂运维期的巡检记录，所有这些资料都要求按分类批量导入平台。为此，依据《火电建设项目文件收集档案整理规范》对资料进行分类、整理，通过建立不同文件夹，把各种资料分类存放。

图：资料分类管理

3.4数据移交功能

3.4.1模型目录重构

为了减轻模型重量，提高模型加载效率，开发目录重构功能。用户可以生成自定义的目录结构，并可共享给指定用户使用。系统管理员也可预定义目录结构，供所有用户使用，用户选择后，系统按需载入模型文件。

3.4.2模型、资料浏览

平台采用WEB形式，在浏览器进行工作，所有模型及资料可直接打开浏览，而不需要额外的查看软件。

图：模型与资料在线浏览

3.4.3对象关联属性、资料

通过数字化移交平台，以模型为载体整合和关联电厂设计、施工、采购、项目管理、调试、运维等阶段资料，为电厂运行维护提供数据支持，实现电厂全面信息化的优质管理。

（1）对象属性自动关联

从设计模型以卷册为单位抽取属性表，设计院、供货方、施工方等参建单位分别完善设计信息、物资信息、调试信息等，形成完整的属性表。通过软件工具批量导入属性表，以KKS编码作为唯一有效性标识，实现对象属性的自动填写。尤其对业主普遍关心的地下管网及四大管道进行精细化建模，建立焊口模型，整理“焊接施工记录单”，通过焊口编号实现焊口属性自动填充。

（2）对象资料自动关联

厂家资料、施工信息及调试资料是基建信息重要组成部分，此类信息的录入不仅保证了移交的完整性，还对日后的运维、扩建、升级改造提供了数据保障。平台支持通过KKS编码、模型名称、模型描述的方式自动批量与数字化模型建立关联关系，实现热点链接的自动创建。

图：对象关联属性、资料

3.4.4二三维交互关联

使用COMOS系统设计软件绘制系统图，为设备、管道、阀门等编写KKS编码，批量转换成SVG格式的智能系统图。给模型挂接智能系统图，可以在线直接浏览，点击智能系统图上的KKS编码，可以跳转到其相对应的三维模型，实现二三维交互关联。

3.4.5集成电厂运维系统

移交平台拥有良好的开放接口，能够与电厂其他系统进行集成，实现一个平台，多系统管控。

（1）与SIS系统集成

移交平台能够显示设备所对应的测点信息，并读取测点实时数据及静态数据。支持调取测点趋势图，跳转至SIS系统控制页面。

（2）与视频监控系统集成

根据视频监控布置图建立摄像头模型，为每个模型制定编号，名称，并整理出编号与视频监控地址对照表，在后台进行关联。选中单个摄像头模型，调取其实时监控画面，实现电厂设备、人员安全生产。

图：集成SIS系统、视频监控系统

（3）与DCS仿真培训系统集成

将DCS仿真培训系统每个培训模块上的模型进行整合。实际使用中，培训人员可在DCS仿真培训界面直接跳转到其所对应的三维模型系统，配合阿凡达模型，实现沉浸式仿真就地操作，设备拆装、检修培训。

图：沉浸式仿真就地操作

3.4.6移动办公系统

开发移动终端工作系统，不但可以在移动端进行模型浏览，还可以通过扫描设备二维码进行设备巡检工作。在移动端填写巡检单，上传数据库，在PC端可进行数据同步。

图：移动办公系统

4应用案例

本系统在神华国华宁东发电厂2×660MW二期扩建工程得到实际应用，得到了业主单位的高度肯定，并荣获2017年度工程建设行业互联网发展优秀实践案例，相关QC成果获得多项国家级和省部级奖项；移交平台经过中国电力规划设计协会的软件评审鉴定，技术水平处于国内领先，具有良好的推广价值。目前已确定的二期开发项目包括与智能安防、智能巡点检、3D水平衡、智能两票系统的集成。

5总结

在当前工业4.0、大数据、云计算、物联网时代背景下，以数字化设计为基础，以数字化移交平台为载体，有效整合电厂全生命周期数据，加强对数据管理和利用，挖掘数据价值，从而科学地制定生产计划，集成电厂生产管控系统，实现电厂数字化运维，信息化管理，从而构建高效节能、绿色环保、环境舒适的智慧电厂。

参考文献：

[1]《ISO15926国际标准》

[2]《火电建设项目文件收集及档案整理规范》DL/T241-2012

作者简介：

邵凯飞，男，汉族，籍贯：河北省石家庄市，从事电厂数字化设计工作

工作单位：中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司