基于VNET数字化电厂现状与应用

2022-12-15

当市场经济的浪潮席卷全球, 电力行业无可厚非的被卷入这场洪流。要在竞争中占一席之地, 就要不断探索高新技术, 在创新中谋求更大发展。当新的信息技术不断涌现并快速渗透于电力行业中时, 我们在同一时间对数字化电厂这个全新概念的轮廓逐渐清晰。

一、数字化电厂的概念

数字化电厂从宏观科学角度分析:首先, 它不是一个项目, 也不是一个软件或系统, 而是一种理论和方法;其次, 它所研究的对象是电厂的物理对象和工作对象, 是从整个生命周期出发研究如何对其进行量化、分析和决策;最后, 目的是提高电厂的价值。数字化电厂从微观科学角度分析:首先, 主要目标是实现工程设计数字化移交, 建立全寿期数字化电厂;其次, 建立电厂数据库将设计期、建设期、运维期数据信息用编码连接, 利用三维模型作为表现形式, 图文并茂的展现在管理者和操作者面前。

二、数字化电厂的现状与解决方案

(一) VNET数字化电厂现状

数字化电厂采用国际通用的AVEVA NET平台, VNET架构基于ISO15926标准, 主要应用于火电厂设计和EPC总承包项目管理。数字化电厂采用设计与数字化实时同步模式, 从电厂设计阶段对电厂的相关信息进行跟踪控制, 经过建设期, 并预留运维期数据接口。在不影响正常工作的情况下, 无风险的实现电厂全员信息共享。通过统一界面进行协同工作, 实现电厂信息全面管理。

(二) VNET维数字化电厂系统组成

VNET数字化电厂系统基于三维数字化设计、通过编码连接将设计期、建设期、运维期的数据、资料进行整合, 它不仅是一个软件系统, 更是容纳工程技术的数据库, 提供实时信息检索服务。

1. 数字化电厂系统数据范围

VNET数字化电厂系统的数据范围包括:设计数据、三维模型、设备信息、材料清册、厂家资料五部分。

2. 数字化电厂系统的硬件配置

(1) VNET服务器:存储及发布电厂三维模型数据。 (2) WEB服务器:提供数字化电厂WEB访问及数据导入服务。 (3) 数据库服务器:用于配置及运行数据库系统。

3. 数字化电厂系统的软件配置

(1) 数字化系统软件:AVEVA NET+VIZ STREAM。 (2) WEB集成发布软件:WSS。 (3) 数据库软件:ORACLE 10G。 (4) 操作系统软件:WINDOWS 2003 SP2 SERVER。软、硬件平台由三层体系构成, 程序可维护性好、便于安全管理。

(三) VNET数字化电厂解决方案

依托VNET平台, 逐步形成“从整体规划, 分阶段实施”的数字化电厂项目实施模式, 即:设计期数字化移交;设计期+施工期数字化移交;设计期+施工期+运维期数字化移交;通过建设期、运维期的协同工作和信息集成管理接口等, 实现项目组态配置管理, 从而实现“数字化项目”和“数字化企业”, 最终为业主提供一个物理电厂的同时, 移交一个数字化电厂。

(四) VNET数字化电厂解决方案主要实施过程

VNET数字化电厂移交实施过程主要分为四个阶段:数据收集、数据整理、数据发布、数据移交。每个过程既相互独立, 又相互联系, 保持上下游的紧密关系。 (1) 数据收集:项目数据收集对象为三维模型、设计院图纸资料、技术协议、合同、厂家资料等各类设计过程中的资料文档。 (2) 数据整理:完成相关数据收集, 为保护数据安全, 需要对数据进行必要的格式转换和固化处理, 处理后的数据只能查看, 不能修改。 (3) 数据发布:项目模型、资料通过VNET配套数据软件发布。发布的数据资料, 通过KKS编码, 各类数据间建立关联, 从而实现数字化电厂浏览查询功能。 (4) 数据移交:数据完整的存储在数字化电厂数据库中, 可进行智能检索和查询时, 将数据平台完整地移交给业主, 即数据移交。

三、数字化电厂的应用及关注问题

(一) 数字化电厂的应用

数字化电厂按设计期、建设期、运维期三个阶段: (1) 设计期:将三维模型、设计资料、施工图成品及施工与运行信息集成, 实现三维模型与信息文档的有机结合, 形成完整的可视化电厂三维信息管理系统。 (2) 建设期:业主及施工单位利用VNET查询设计信息, 直接抽取与模型关联的设计图纸、设备材料清册、模拟施工进度、检修起吊预留空间, 以三维设计指导现场施工。通过网络为现场提供可视化异地协同设计服务。 (3) 运维期:业主通过数据库平台查询各阶段信息, 以P&ID图、三维模型及数据库为核心, 辅助运行、检修以及运维期的数据维护、档案管理、人员培训等。

(二) 数字化电厂的应用思考

(1) 信息统一规划、统一保存。VNET数字化电厂的应用将电厂从设计、采购、施工、运维各阶段所有信息, 在设计之初进行统一规划, 统一保留在一个数据库之中, 可实现电厂的设计、建设、运维一体化管理。 (2) 推进三维设计深度。加强三维小管道预制、设计。由于主厂房内设备、管道密集, 设计院对于DN80以下的小管道一般只提供系统图, 由施工单位根据现场情况安装, 造成小管道布置不能满足工艺、运行操作要求。这部分三维模型的缺失, 数字化电厂数据将不完整, 直接影响应用效果。 (3) 统一编码标识系统。根据电厂全生命周期的要求, 设计时建立电厂编码标识系统, 并在设计、采购、建设、运维期内均采用统一编码系统。 (4) VNET应用与开发并进。VNET数字化电厂应用系统属于三维设计系统在电厂建设、运维期的延伸。在三维设计的基础上, 充分发挥三维模型独有的空间概念和实体效果, 进一步深化三维成品, 同时针对建设、运维期的应用, 进行二次开发, 提高管理水平和效率。 (5) 完善MIS、SIS等信息系统的接口。信息系统是电厂生产运维期的主要组成部分。在MIS、SIS系统中, 根据三维模型应用系统需求, 进行接口开发和完善。同时, 将数据接口提供给三维模型应用系统, 便于三维模型应用系统调用、读取数据。