项目案例简介：
国能惠州二期工程以云技术、大数据、物联网、人工智能及5G网络等高新技术为支撑，在国家能源集团智慧企业建设“一中心两平台三网络”的整体构架，提出了“一中心八模块六要素”的思路打造基于国产BIM的数字化示范工程，作为集团“数字化”和“国产BIM”双示范电站管控的重要抓手，为工程建设提供有效决策支持，提升工程管理质量和管理水平。
案例专题：2023综合能源服务暨数智化转型创新优秀项目案例汇编
选送单位：国能（惠州）热电有限责任公司
数字化基建管理系统“186”的整体架构模式，即统一的基于国产BIM数字化电厂管理中心，涵盖基建项目管理过程中的安全管理、数字工地、质量管理、进度管理、造价管理、调度管理、物资管理、调试管理等N维模块，实现“人机料法环测”六要素数字化管理，构建新一代基建工地智慧化、数字化管理的解决方案。
针对火电基建过程中的管理难点和痛点，渐进式建立基于WEB的云渲染三维信息化模型，建模颗粒度包括土建、设备、管嘴、管道、管件（阀门、法兰、过滤器等）、支吊架、地下管网、桥架等设计对象。基于三维模型实现图纸校验分析、三维碰撞检查、三维进度分析、三维模拟施工、文档管理等可视化应用。利用二/三维信息模型及管理平台开展全过程多专业综合碰撞检查和二三维校验，确保设计成果的有效性，避免施工现场存在的“差”、“错”、“碰”、“漏”，节约工期，降低成本。以三维模型为核心载体的数据关联体，可以实现数据、知识（设备台账、工程图纸、设计属性、焊口信息、工程文档等）的连续积累，服务于电厂运维期的运行、检修和改造等工作中。
为了解决基建过程中多源异构数据的融合分析，开发了针对火电基建多源异构数据（涵盖基建期产生的图纸、文档、表单、规格参数、工作流、视频流、管理流、门禁、人员ID等）的高效识别、关键字提取功能，利用数据标准自动形成关联体，实现由点带面的数据管理机制，突破了传统基建管理各系统、不同结构数据之间的壁垒，提高火电基建管理智慧化水平。
火电基建过程中参建单位多、人员集中、工程难度大，风险点多，通过在后台智能分析服务器上部署适应火电基建的违章行为模型识别违章行为，依托5G网络和前端智能设备，开发了集预案、视频、图片、语音、位置等信息为一体，各类安全子系统有机互连的的火电基建主动安全管理体系，实现现场违章行为自动识别，联动违章现场语音播报进行及时阻止。为了保障各参建方协同工作，科学、有序组织施工，提出了火电基建全专业施工过程协同综合管理模块，集成视频监控、施工作业区域划分、施工人员管理、特殊工种管理、施工任务信息、施工进度、工地大型机械设备使用情况、现场风险作业管理于一体的火电基建管理方法，实现通过作业点位对现场施工信息的数字化管理。
在智慧电厂运营期，以国产BIM的数字化电厂管理中心为底座，实现基建期数据与运营期数据的平滑过渡，从基础设施与智能装备、智能发电平台、智慧管理平台、保障体系几个方面开展智慧企业建设。侧重以智能发电平台为基础，集成智能的传感与执行、控制和管理等技术，达到更高效、环保、智能运行，通过运行自趋优、故障自恢复等智能控制，实现“黑屏运行、远程值守、少人操作”的引领型卓越电站。
项目案例实施
一、技术原理
项目是以国产BIM技术为核心，融合应用数字化技术，搭建三维数字化交付平台，集成工程全生命周期、全要素的数据，通过“全专业可视化协同设计、全要素智慧化工程管理、全系列数字化三维交付、全过程智能化生产运营、全寿期大数据数字孪生”五个过程，建设基于国产BIM数字工程全要素的孪生电站。
1、基于国产BIM的数字化关键技术研究
以国能惠州电厂二期工程为示范项目依托，围绕燃气电站工程“设计-施工-运维”全生命周期应用场景，开展基于国产自主可控BIM的火电工程（燃气）数字化关键技术研究和示范应用建设，建立发电工程国产BIM全过程应用平台，旨在通过基于国产BIM的火电工程（燃气）数字化关键技术研究和应用验证。在燃气电站工程领域形成一套信息模型应用规范、一套基础技术应用研究报告、一系列数字化示范应用，实现国产BIM技术在燃气电站工程全生命周期中的推广应用。
（1）国产BIM标准体系研究。编制燃气电站工程信息模型交付规范、发电工程信息模型通用数据规范、火电工程信息模型数据规范等交付标准和数据标准编制，以及信息模型应用导则、设计阶段应用规范、施工阶段应用规范、运维阶段应用规范等应用导则编制。
（2）国产BIM关键技术研究。完成《燃气电厂三维设计成果校审技术研究报告》《燃气电厂三维可视化施工建管技术研究报告》《燃气电厂三维可视化运行监测技术研究报告》《惠州电厂国产BIM技术数字化示范应用报告》等4份高质量技术研究。
（3）数字化技术示范应用。依托工程建设开展燃气电站模型创建、燃气电站模型导入、燃气电站模型校审、燃气电站施工数据融合、燃气电站运维数据融合。同时开展二三维联动、设计审查、碰撞检查、设备拆解、施工5D模拟、施工工艺模拟等BIM应用，促进国产BIM技术应用于燃气电站全过程建设，为燃气电站的数字化、智能化应用提供了生动的实践样本。
2、发电工程全要素数字化基建管理系统
惠州二期项目作为集团公司“数字化示范”和“国产BIM示范”双示范电站，数字化基建管理驾驶舱，是旨在解决常规工程“数据分散、信息孤岛”等问题，采用“云大物移智链边”等数字化技术，实现“人、机、料、法、环、测”全要素管控目标，而提出的新一代全生命周期数字工程解决方案。数字化基建管理系统采用“186”的整体架构模式，即统一的基于国产BIM数字化电厂管理中心，涵盖基建项目管理过程中的安全管理、数字工地、质量管理、进度管理、造价管理、调度管理、物资管理、调试管理等内容，构建基建工地智慧管理体系。
（1）全方位主动安全预控管理体系建设。构建立体式的视频监控与分析系统，将安防与生产视频监视系统、门禁系统、电厂周界防护及电子巡更系统集成，实现安防一体化，使得各系统之间可以实现安防联动等的功能，为人员管控、AI违章分析、风险库、安全教育等功能进行本体化管理。与三维模型深度融合，实现对重点区域人员、设备安全状态的智能识别，风险监控，实现工程管理的智能化、立体化安全监护。
（2）全要素工程管理的BIM化技术应用。
工程管理中BIM化技术应用典型场景包括：安全管理BIM化、进度管理BIM化、质量管理BIM化。通过BIM模型数字化技术，直观展示模拟安全、进度、质量的问题、对问题进行管理与跟踪，及时发现问题和闭环问题。
安全管理BIM化：通过BIM模型中直观显示风险点位置和属性信息，直观地展示现场安全状态，帮助安全管理人员及时发现和闭环安全问题，实现安全状态BIM化。
进度管理BIM化：通过设计进度、施工进度、采购进度差异检测、采用动态演示、3D模拟等方法，实现BIM进度综合进度预警。
质量管理BIM化：通过质量管理的BIM化，实现质量管理与跟踪，提高工程建设的质量控制效率，从而提高整体质量管理水平和质量保证效果。
（3）构建基于F5G+5G电力物联网平台建设。按照集团智慧企业建设“一中心两平台三网络”的总体构建，在工程基建阶段开始构建了基于F5G+5G电力物联网平台建设，是厂区唯一专用的非生产专用物联网平台，集成高支模、塔吊、深基坑等工程管理数据，集成视频监控、无人机、执法仪等监控设备，集成门禁、人员定位、智能照明、智慧消防和火灾报警、全生命周期金属检验、智能电梯预警等数据，通过构建云网基础底座，打造数据底座、平台底座，构架大数据中台。
（4）双千兆全光网网络激活数字转型价值。
双千兆全光网网络架构的搭建，从数字化转型亟待解决问题痛点出发，提出“1+2+3”模式双千兆助力智慧电厂信息互联、工业PON+5G双千兆固移融合打造低时延高可靠智慧能源专网、“可视、可维、可管、可用、可控”五可自研千兆光网智能管理平台、创新业务融合助力电厂“黑屏运行、无人值守”新示范、打造基于国产BIM高安全数字孪生电厂六大创新应用亮点。
5）基于视频监控的高、中风险作业违章智能识别与考核，开发一套受限空间作业管控系统，系统与与现场音柱进行联动，及时有效地停止违章行为。
人员违章视频识别系统进行融合开发和集成，以及高风险区域违章自动抓拍系统等进行集成，对自动识别后生成的违章记录，自动生成安全监督考核通知单，并通过流程自动发送给安监部门进行人工判断和审核。
3、基于国产BIM的三维正向协同设计
三维正向协同设计平台采用国产BIM技术，基于基础数据库定义的工艺、建筑结构、电气等基础元件数据，实现设计过程成果和设计最终成果正向协同。三维正向协同设计最终成果流转至工程大数据中心、设计管理信息系统，用于支撑实体物理电厂和数字化管理、数字化控制、数字孪生电厂建设。采用BIM正向设计，利用BIM模型开展碰撞检查、结构化数据提资、抽取清单、一键出图等功能应用，提高了设计效率，出图时间减少了20%，现场主要管道安装过程中实现零碰撞。
首创燃气电站渐进式数字孪生交付
基于物理电厂，通过渐进式数字孪生交付建设过程中的设计、施工、安装、采购、调试和监理等全过程的数据、资料、模型、数据、信息以以三维数字化平台进行渐进式交付，实现交付数据从设计-基建-运维阶段有序传递，形成全生命周期数字孪生电厂底座。
主要创新点概述
本项目以先进能源环保技术为基础，通过工业互联网、人工智能、大数据、虚拟现实等数字化技术赋能，运用全局观念和系统思维，对电力热力生产过程进行全过程智能化协同管控、系统融合、综合集成，确保电力热力企业实现系统安全、减污降碳、高效生产的目标。具体创新点如下：
1）建立了针对燃煤锅炉、脱硝、除尘、脱硫等关键装置的污染物生成/脱除机理与多工况分段机器学习协同驱动的混合模型方法，实现了变工况条件下多断面污染物浓度及环保装置关键运行参数的精确预测，解决了超低排放大时滞系统中关键调控参数的实时准确获取难题。
应用情况及可推广前景简述
本项目处于应用推广阶段，目前已在40余套超低排放环保系统上得到工程应用。自应用该技术后，在保证NOx、SO2、颗粒物排放浓度全时段稳定达到超低排放要求的同时，出口污染物浓度波动幅度和直接运行成本显著降低。出口污染物浓度控制方面，氮氧化物脱除装置出口NOx浓度波动和硫氧化物脱除装置出口SO2浓度波动范围均减小60%以上；节能降耗与运行成本优化方面，氮氧化物脱除装置氨耗量节约25%以上、颗粒物脱除装置能耗降低20%以上、硫氧化物脱除装置循环泵能耗下降25%以上、氧化风机能耗下降30%以上，应用效果显著，具有很好的应用推广前景和市场推广价值。
经济效益及社会效益情况
1、经济效益
通过基于国产BIM技术的三维碰撞检查、三维图纸校验、三维施工模拟、综合预警等数字化的运用，以及施工过程协同综合管理，缩短工程建设周期，预估可节省建设造价成本1,047.5万元；通过AI视频分析与语音广播、门禁、摄像头的联动，管理人员通过计算机、移动终端等对违章事件进行主动的预防和制止。
2、社会效益
提升燃气电厂装备技术和产业水平，在传统火力发电厂向智慧型电厂跨越转型中起到引领作用，助力火电能源的清洁高效利用，有力推动了国内发电行业智慧企业建设，切实发挥智慧企业示范引领作用。 项目案例获专利及奖励情况：
(1)国能惠州二期《基于国产BIM的数字化》成功入选工业和信息化部2023年物联网赋能行业发展“智能建造”典型案例（《工业和信息化部办公厅关于组织开展2023年物联网赋能行业发展典型案例征集工作的通知》（工科函〔2023〕210号）），起到行业标杆示范作用。
(2)国能惠州二期《中国联通双千兆全光网驱动国能惠州电厂数字化转型发展》案例荣膺由中国信息通信研究院、中国通信标准化协会、工业和信息化部主办的第二届“光华杯”千兆光网应用创新大赛南部大区一等奖。
(3)国能惠州二期《中国联通双千兆全光网驱动国能惠州电厂数字化转型发展》案例荣膺由中国信息通信研究院、中国通信标准化协会、工业和信息化部主办的第二届“光华杯”千兆光网应用创新大赛智慧园区专题赛全国二等奖。
(4)预期产生行业标准1个、集团标准4个、发明专利30项（已拿到受理通知书10项）、实用新型专利35项、著作权40份、国内核心期刊发表论文30篇、省部级科技进步奖10项。
选送单位简介
国能（惠州）热电有限责任公司（简称惠州电厂）注册成立于2021年10月26日，注册资本金28.9067亿元，为中国神华能源股份有限公司全额投资，直属国家能源集团广东电力有限公司管理。
京公网安备 11011502004515号
