三维数字化电厂技术的研究与应用
赵长青苏乐廖万勇
（山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013）
厂建设过程中的信息孤岛问题，为运营期管理提供三维数字化支持. 摘要：本文介绍了全寿期三维数字化电厂各工程阶投数据的数字化、数据的集成及数据的应用，通过对电厂全寿期数据的数字化管理，解决电
关键词：编码数字化电厂数据集成
中图分类号：TM62 文藏标识码：A
文章编号：1007-9416(2013)07-0054-02
索，因此其使用范围，深度及准确性关系到数据的关联精度，我们根据&KKS标识系统编码规则3结合数字化电厂数据关联需求，进行模型编 码编制规则的研究，编制了《三维数字化电厂KKS编码实施细则，对工艺管道模型、工艺设备模型土建构筑物模型电控专业模型的编码 编制规则，编码命名规则进行了规范，保证数据关联的精度.
国家*十二五”规划提出，要把全面提高信息化水平作为加快转变经济发展方式的重点之一.作为国家基础设施产业的电力工业， 紧跟“信息化带动工业化，工业化促进信息化”的发展思路，正由传统工业向高度的集约化知识化.技术化工业转变，那么实现电力企 业生产运营的现代化、电力管理的数字化就变得追在眉睫了.
1.2研发文糖处理技术，实现电子文档数字化
在火电厂信息化建设进程中，业主通需将分散数据资料进行标准化与数字化的管理.EPC公司为满足业主的需求，积极投身解决 信息孤岛问题的研究中，以实现设计期，建设期工程数据的有效利用，为电厂的运行维护提供精确完整的信息，为业主从整体上提高 企业信息化管理水平，降低企业运营成本提供技术支持.
单位等提交的各类纸质或电子文档，为保证建设期数据的有效利 电厂建设期数据主要为各设备厂家.施工单位、监理单位、调试用，需要开发相应的数字化处理流程、文档存储结构以及数字化处 理工具，在保证数据的完整正确的同时，实现文档数据的数字化.
1.2.1开发建设期数据处理程序
1数字化处理技术的研究
规范了数据资料收集流程. 为保证数据的正确性及完整性，开发了建设期数据处理程序，
在火电厂设计、建设、运行全生命周期，会产生大量不同类型的数据，包括设计过程产生的三维模型和图纸，建设过程中产生的施 工调试文档，以及运行过程中产生的资产管理及实时运行数据.为的数字化处理技术，实现了火电厂全生命周期数据的数字化. 达到各类型数据在同一平台实现集成应用的目的，研究开发了相应
1.2.2开发结构化文格存健体系
为实现文档与三维模型的关联集成，需对基础文档实施结构化存储，面科学的结构化文档存储体系，是文档数字化的研究重点，我证，研发了按工程阶段、文件类型、对象类型、系统区域进行组织的 们结合不同类型的应用需求，对文档存储结构进行了充分的试验论四维结构化文档存储体系.
1.1研发三维数字化设计技术，实现三维模型数字化
模型结构以及三维模型编码技术是实现三维模型数字化的核心.我 三维数字化系统以三维模型为数据集成的载体，数字化的三维们先后进行了三维模型数字化和编码技术的研究工作.
（1)按工程阶段，将数字化电厂中的数据检索方式按照工程阶段进行检索，分为：设计、采购、施工、安装调试、运行、技改，每个阶段按照不同的专业和系统进行下级分类，使数据的分类更习惯电厂 专业的应用.
1.1.1研发三维数字化程型络构
三维模型结构的细化程度直接关系到数据展示效果，我们针对数字化项目制定了《三维数字化建模规范》，主要从管道类模型、设 备类模型、土建类模型等方面进行模型层次的划分、模型的命名规则、属性信息进行了统一的规范，保证三维模型结构的合理化.
进行分类，分为：三维模型、施工图、厂家资料、管道安装图、系统图等. （2）按文件类型.的文档资料数据按照文档本身所属的类型
（3）按对象类型，数字化电厂中的数据检索方式按照对象资产等，按照这些大类，再往深层次分每个大类的子类. 的分类进行检索，分为：设备、阀门、管道.管段、管嘴，结构、建筑类
1.1.2开发三维模型隔码技术
数字化电厂系统中的各类数据通过编码进行信息的传递与检
分类检索，由设计院各专业划分的系统来进行层次架构. （4）按系统区域，以设计院的三维模型的结构为核心进行数据
1.2.3开发建设期数据处理工具
图1建设期数据处理流程示意图
图2集成厂级监控系统
据处理工具，主要包括文件夹分类、文档格式转换、文件名管理、文对设备进行检查，导致大量的人力、物力浪费. 产生的错误.为减少此类错误，提高处理效率，我们开发了建设期数件存储四个功能.
1.3研发数据接口技术，实现生产数据数宇化
运行期数据来自电厂各运维系统，数据类型及格式由各系统生成，互相独立.针对电厂实时监控、资产管理等电厂运维系统供应商提供的接口数据类型，开发数据接口，将运行期不同类型、不同格 式，不同来源的数据进行筛选分解后，按照三维数字化系统要求的统一格式进行本地化处理，实现了运行期生产运维数据的数字化.
2数字化集成技术的研究
火电厂各阶段数据主要包括三种类型：设计期二维图纸、施工期文档、运行期实时数据，我们针对三种不同类型的信息开发了相 应的关联技术，实现了与三维模型的集成.
2.1研发二维图纸与三维模型关联技术
规则定制，生成xml关联文件，实现三维模型与设计数据的关联检索. 开发图纸，文档热点提取工具，按照工艺编码规则进行热点提取
2.2研发三维模型与建设期文档关联技术
调试单位等提交的各类纸质或电子文档，此类数据不包含具体项目 火电厂施工期文档主要包括各设备厂家、施工单位、监理单位、对象，无需矢量化，与三维模型的关联仅限于文件与模型的关联.针 对此需求，开发了基于文档的关联技术，实现了建设期期文档的三维集成.
2.3研发三维模型与运行期数据关联技术
火电厂运行期数据主要包括火电厂厂级监控，资产管理等信息系统数据，通过集成运行期数据，可以实现电厂对象的全生命周期管理.
3数字化应用技术研究
3.1辅助检修应用
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网设备及参数包括：一、二次设备以及与设备相关技术参数，设备模型 数据是调度一体化运行智能系统标准代码的核心b电网运行数据主要包括电网运行的量测，水情、煤情和脱硫监测等各类采集信息，c调度业务数据主要包括调度各专业的业务工作及管理信息，如计划、检 修等.运行数据和大多数业务数据通常与电网设备有关联，
方便系统中进行交互. 通过对系统中各一、二次设备及其它相关参数进行统一编码，
数据平台基础数据参数编码原则如图1所示.
实时库中，通过数据平台提供的各种实时库访问接口，各个应用能 编码完成后数据平台将该部分数据初始化进数据平台自身的实时更新实时库中的模型信息. 方便快捷的进行数据调取，并且数据平台提供方便的模型更新服务
2.2故障信息系统实时数据
通过采集检测装置的信息，能够实时获取到电力设备的运行数据， 在电网运行中，由于外界环境的多变，随时可能是会产生故障，该部分数据由于定时采集，会多而且难以解析，但故障的分析又必 须通过电力设备运行时数据的采集才能分析出电力设备的运行状数据的断面区城， 况，为了润足这部分数据的需要，在数据平台中专门设计存放最新
对于每一个时刻从装置中采集的数据被定文为信息断面，在数据平台中通过预先配置好的断面矩阵，数据平台进行初始化，从装 置采集上来的断面按照预先的设定别新到实时数据断面相应的区城.
实时数据断面配置结构如图2所示.
2.3故障信息系统录波数据
伴随这电网故障的产生，各种电力一次设备监测装置都会对电
3.2 员工培训应用
4结语
3结语
参考文献
以往电厂检修要查阀很多厂家资料、规范，还要深人现场逐一
针对上述问题，利用三维数字设计技术，进行地下管线及电缆有模型与设计图纸、安装图纸、参数信息进行数字化关联，通过系统 沟的三维设计，按照现场设备组态进行三维设备拆分工作，并将所提供良好的人机交互界面（通过网络浏览器）实现检修所需工程信息不依赖于专业系统的可视化润览和查询.
通过三维数字化电厂系统，进行电厂隐蔽工程数据一站式检索，并结合可视化三维模型，具有关联属性的工程图纸，可在短时间 内对地下设施进行集中管理，结合电厂检修计划，利用可视化三维模型进行检修路径、操作空间的模拟工作，快速确定检修方案，实现模拟检修的可视化管理.
习，要深人了解其本质，必须要进行现场参观，用时比较多，导致不 以往电厂对于员工进行培训，只能单纯地从理论原理上进行学必要的时间浪费.
字化系统中建立各专业知识库（例：汽机专业、热控专业），通过热点 根据电厂业务特点，综合整理电厂员工培训知识点，在三维数关联技术，将培训教材中所涉及到的电厂设计数据、建设数据进行 关联检索，并结合三维模型进行智能标记，实现知识点的固化和共享，便于员工随时进行自主学习.
期数据展示调用平台，实现工程数据的可视化管理及智能检索查 通过三维数字化电厂技术的研究与应用，构建了可视化的全寿询，实现不同来源、不同类型数据的集成，解决管理中存在的信息孤 岛间题，满足电厂对设计、建设、运营管理数字化的需求，为电厂运营期管理提供三维数字化支持.
力故障产生的故障录制波形，通过对录波曲线的绘制能够直观表现生的过程非常重要，数据平台首先要将的波形信息以索引的方 出电力故障发生的一个完整的过程，因此故障录波对于研究故障产径、录波产生的时间等信息，方便外界的调阅. 式记录在索引库中，包含装置的编号（已编码）录波存放的物理路
同时，随着时间的推移，故障录波数据在磁盘上存放越来越多，但实际上有很多是无用的过期数据，对于这些数据可能从没有被调 阅或者很少被调阅，数据平台对于该部分数据采取清理或压缩的逻辑（可通过平台的设置界面进行设置），节省磁盘空间消耗，充分利 用有限的硬件资源.
国内保护信息故障信息系统从2000年初开始建设，到目前为止经无法满足当前发展需要，系统的升级换代也迫在眉睫，数据平台 已经过去十年，部分早期建设的系统受当时各种技术条件限制，已作为本系统研发设计和实际应用中的核心之一，涉及许多不同应用原有标准的可用性，同时也要着眼未来的发展性. 润的交互的接口，在传统电网向智能电网过渡之际，必须既要保证
目前存在的数据元余、故障信息数据访问效率低下、应用各种操作 本文给出的故障信息系统数据平台的设计与实现方式，解决了故障信息系统数据快速采集、分析和系统间数据交互的功能要求. 系统、提高开发效率等关键技术间题，能够满足过渡阶段的新一代
[1]王梅义，电网地电保护应用[M].北京： 1999.[2]王维俭电气主设务继电保护原理与应用[M]北京：中国电力出版 社 1998.
