国能四川天明电厂：基于5G云边协同的电力人工智能物联网关键技术研究与应用

项目案例简介：

国能四川天明发电有限公司拥有两台大型燃煤机组（2*1000MW）、国能宁夏鸳鸯湖第一发电有限公司拥有四台大型燃煤机组（2*660MW+2*1000MW）、国家能源聊城发电有限公司拥有四台大型燃煤机组（4*600MW），虽然规模不同、位置不同，但几个电厂面临着相似的困境：在运行中频繁启停和负荷波动对机组设备产生大量损伤，影响正常运营的安全风险日益加剧；生产现场智能化物联设备繁多，缺乏统一管理，存在数据孤岛，协议不统一、数据分析困难等问题，难以进行高效智能化的分析，设备维护困难，且网络安全防护薄弱；厂内智能物联设备普遍存在“散、乱、杂、小、远”的问题。

为响应国家能源集团公司《打造一批电力产业数字化智能化绿色化转型发展典型企业和项目专项方案》的号召，促进电厂智慧化转型，各公司纷纷通过基于5G云边协同的电力人工智能物联网关键技术研究与应用，实现电厂和变电站等生产区域的全天候、全自主智能监控，有效降低劳动强度，降低电厂运维成本，提高安全巡检作业效率和管理的自动化、智能化水平，为电厂提供创新型的技术检测手段和全方位的安全保障，更快地推进智慧电厂少人值守、安全生产的进程。

案例专题：2024年热电产业绿色低碳科技创新优秀案例汇编

选送单位：国能四川天明发电有限公司

项目名称和内容

项目名称：基于5G云边协同的电力人工智能物联网关键技术研究与应用

项目主要科技内容：

生产区域安全风险智能识别算法研究；基于5G+通信的国产自主可信可控的边缘计算芯片定制研发；火电厂物联业务系统统一标准的制定及物联系统的融合；基于深度学习的智能物联AI模型开发。

改造总体目标

实现设备及人员安全监测及电力生产现场作业安全的高效管控；促进火力发电行业安全管控的水平与效率；满足智慧电厂多类管理要求，降低管理及巡检人员工作强度。

主要创新点概述

（一）生产区域安全风险智能识别算法研究

针对全厂生产区域的部分生产设备，对“跑冒滴漏”形态及人员违章情况，研发一套高精度在线计算数学模型，结合深度学习算法，实时分析设备状态和行为，自动识别“跑冒滴漏”形态和人员违章行为，并进行定位和研判。

（二）基于5G+通信的国产自主可信可控的边缘计算芯片定制研发

定制研发基于5G+通信的国产自主可信可控的边缘计算芯片，通过自建5G+通信专网实现数据交互，并利用混合算法技术，在边缘端实现气态泄漏、明火、人员违章行为（安全帽佩戴、突发倒地、高空坠物、违禁吸烟等）等风险的精准识别和预警。

（三）火电厂物联业务系统统一标准的制定及物联系统的融合

制定火电厂物联业务系统接入标准、数据采集标准、技术架构标准等，建立统一的系统标准，形成统一标准化的“泛在感知、多源异构”电力物联网平台，与DCS等系统做好安全对接，通过告警信息推送或者处理，为安全作业和生产提供有效的数据依据。

（四）基于深度学习的智能物联AI模型开发

整合深度学习与AI模型进行预测、优化和自动化控制，如设备故障自动检测等。未来将进一步发展系统自我学习和调整能力，通过AI算法进行自我优化，如自我校正和预测性维护等。

应用情况及可推广前景简述

项目通过建设一套人工智能物联网络管理系统，构建了安全预警体系，实现设备及人员安全监测及电力生产现场作业安全的高效管控，促进了火力发电行业安全管控的水平与效率，满足智慧电厂多类管理要求，降低管理及巡检人员工作强度，减少设备损坏事故，节省设备运营费用，减轻非停损害，节约采购运维成本，提高全厂智能物联设备管控及使用的效率，具有巨大的直接与间接的经济效益与社会效益。

经济效益及社会效益情况

项目通过建设一套人工智能物联网络管理系统，构建了安全预警体系，实现设备及人员安全监测及电力生产现场作业安全的高效管控，促进了火力发电行业安全管控的水平与效率，满足智慧电厂多类管理要求，降低管理及巡检人员工作强度，减少设备损坏事故，节省设备运营费用，减轻非停损害，节约采购运维成本，提高全厂智能物联设备管控及使用的效率，具有巨大的直接与间接的经济效益与社会效益。

保守估算，电力人工智能物联网的建设可减少管理及巡检人员1人/每机组，合计每机组节约人员工资10万元/年；减少设备损坏事故2次以上，约10万元/每机组；降低设备运营费5万元/年，共节支额为每机组约25万元/年。

通过对生产人员进行安全管控、减少设备的跑冒滴漏情况，预计每年减少机组非停0.2-0.3次/每机组，减少人身伤亡0.1-0.2次/每机组，减少一类障碍0.25次/每机组，减少二类障碍2次/每机组，以单机容量660MW，按照当前机组平均负荷80%左右计算，单机每天约发电约1260万KWh，机组非停后处理及恢复按最短2天计算，损失发电量为2500万KWh，如上网电价按0.2元/KWh计，加之设备损坏及机组启动等各项费用，合计每台机创造经济效益约130万元/年。

同时，灵活可扩的技术架构保证了信息资源配置方案可根据智能物联设备类型和业务需求按需调整，电厂后续非必要不再单独增设独立子系统，压减全厂服务器、存储、网络等设备的数量，节约后续采购及运维成本，提高全厂智能物联设备管控及使用的效率；从而节约人力成本、设备采购成本及运维成本约为10万/每年。

综上所述，保守只按单台机组估算，项目总体投资回报率约为35.87%，静态投资回报周期约为2.78年。