智能泵站技術導則

智能泵站技術導則范圍本文件規(guī)定了智能泵站的基本要求、系統(tǒng)架構、智能設備、系統(tǒng)功能、測試與評估。本文件適用于泵站智能化建設和改造。規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2900.50電工術語發(fā)電、輸電及配電通用術語GB/T2900.57電工術語發(fā)電、輸電和配電運行GB/T2900.94電工術語互感器GB/T2900.95電工術語變壓器、調壓器和電抗器GB/T30155智能變電站技術導則GB/T30948泵站技術管理規(guī)程GB/Z34935油浸式智能化電力變壓器技術規(guī)范GB50265泵站設計標準DL/T860（所有部分）電力自動化通信網絡和系統(tǒng)DL/T1411智能高壓設備技術導則SL/T803水利網絡安全保護技術規(guī)范術語和定義GB/T2900.50、GB/T2900.57、GB/T2900.94、GB/T2900.95、GB/T30155、DL/Z860.1和DL/Z860.2界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

智能泵站smartpumpingstation采用可靠、經濟、集成、環(huán)保、智能的設備與設計，以信息數(shù)字化、通信網絡化、集成標準化、調控智能化、決策最優(yōu)化和狀態(tài)可視化等為特征，能夠支持狀態(tài)實時在線分析和調控自主決策，實現(xiàn)安全、穩(wěn)定、高效運行的泵站。

智能設備intelligentequipment具有測量數(shù)字化、通信網絡化、狀態(tài)可視化、功能一體化和信息互動化等技術特征的機電設備，由機電設備本體與相應的傳感器和智能單元組成。

智能單元intelligentunit智能設備的組成部分，通過電纜或光纜與設備本體的傳感器或/和控制機構連接成一個有機整體，協(xié)同設備本體的監(jiān)測、控制、保護（非電量）等全部或部分智能電子裝置（IED），實現(xiàn)設備本體或部件的智能調控。通常部署于設備本體近旁。智能電子裝置（IED）指基于微處理器技術，具備數(shù)據采集、處理、控制執(zhí)行以及網絡交互能力的電子裝置?；疽髴浞挚紤]泵站智能化建設的經濟性和必要性。應貫穿泵站規(guī)劃、設計、施工、運行、維護等全過程。應優(yōu)先選擇具備自動操作、自我調節(jié)功能的變配電設備、主機組和輔助設備。應遵循DL/T860的規(guī)定建立全站統(tǒng)一的通信網絡。網絡安全應符合SL/T803的相關要求。宜采用數(shù)字孿生技術。應支持與關聯(lián)泵站之間的信息互動，支持泵站群及梯級泵站優(yōu)化運行。本文件未述及的部分，執(zhí)行GB50265、GB/T30948的相關要求，如有與本文件要求不一致的部分，應優(yōu)先采用本文件。系統(tǒng)架構系統(tǒng)分層智能泵站系統(tǒng)架構縱向宜劃分為過程層、單元層和站控層，典型架構圖見附錄A。過程層設備應包括葉調、冷卻、勵磁、斷流、溫度、振擺等智能電子裝置以及合并單元，支持或實現(xiàn)設備運行信息的實時采集和傳送，接收并執(zhí)行各種操作與控制指令。單元層設備應包括主機組、輔機設備、主變壓器、高壓開關及主控等智能單元，具備監(jiān)測、控制、保護、調節(jié)、分析等功能。站控層設備應包括監(jiān)控主機、數(shù)據庫服務器、綜合應用服務器、通信網關機等，具備數(shù)據采集、數(shù)據處理、狀態(tài)監(jiān)視、設備控制和運行管理等功能。信息安全分區(qū)應遵循安全分區(qū)、網絡專用、橫向隔離、縱向認證的原則。橫向應劃分為現(xiàn)場控制區(qū)、過程監(jiān)控區(qū)、管理信息區(qū)和互聯(lián)網區(qū)，現(xiàn)場控制區(qū)、過程監(jiān)控區(qū)可合并，合并后網絡安全等級保護應就高設置?，F(xiàn)場控制區(qū)和過程監(jiān)控區(qū)之間的通信應設置防火墻，與管理信息區(qū)之間的通信應設置單向物理隔離裝置，管理信息區(qū)與互聯(lián)網區(qū)之間的通信應設置防火墻。通信網絡架構應采用工作可靠、結構簡單、易于維護的通信網絡架構，滿足實時性和可靠性要求，必要時可采用雙網冗余方式。宜具備快速自主組網功能。智能設備高壓設備泵站智能變配電系統(tǒng)的配置及功能應符合GB/T30155的要求。泵站智能變壓器應符合GB/Z34935要求。泵站其它智能高壓設備應符合DL/T1411要求。主機組應實現(xiàn)主機組電流、電壓、功率、溫度、振動、擺度、轉速、聲音、間隙等參數(shù)的連續(xù)監(jiān)測。應具備上述參數(shù)的趨勢預警、越限報警和事故跳閘等功能。應具備邏輯順序控制、智能聯(lián)鎖、安全閉鎖等功能。應按照設定的規(guī)則或模型，實現(xiàn)自動調節(jié)或最優(yōu)化運行。宜具備主機組狀態(tài)分析和健康評價功能。典型智能單元示意圖參見附錄B。直流裝置應實現(xiàn)高頻開關的輸入輸出電流、電壓，控制母線、合閘母線、蓄電池組的電流、電壓，單節(jié)電池的電壓、內阻、溫度等參數(shù)的連續(xù)監(jiān)測。應具備上述參數(shù)的趨勢預警、越限報警和事故跳閘等功能。應具備核對性自放電、自充電以及過充、過放預警和閉鎖功能。宜具備電池健康狀態(tài)分析和壽命預測功能。應提供標準協(xié)議的通訊，為遠程診斷、運維、自動校時提供支持。勵磁裝置應采用冗余化設計，具備在線熱備切換功能，具有可靠的失步報警和再整步功能。應實現(xiàn)勵磁電流、勵磁電壓、溫度、濕度、運行時間、動作次數(shù)等參數(shù)的連續(xù)監(jiān)測。應具備上述參數(shù)的趨勢預警、越限報警和事故跳閘等功能。應具備軟硬件故障自主診斷、自主運行、自動切換、自主調節(jié)以及SOE自動記錄，模擬量及數(shù)字量自動錄波等功能。應提供標準協(xié)議的通訊，為遠程診斷、運維、自動校時提供支持。輔機設備應采用冗余化功能設計，具備熱備切換功能。應具備油、氣、水等輔機設備運行參數(shù)的趨勢預警、越限報警和事故跳閘等功能。應具備自主運行、自動切換、自主調節(jié)等功能。應提供標準協(xié)議的通訊，為遠程診斷、運維、自動校時等提供支持。系統(tǒng)功能工程監(jiān)控應具備一鍵順控、邏輯異常自動閉鎖、故障告警功能。應具備測點值抖動、突變等異常變位數(shù)據質量管理功能。宜具備異音、異味、火花、放電等異常報警信息的自動采集、監(jiān)視功能。宜具備主要設備及關鍵部件運行狀態(tài)和故障實時仿真及三維可視化展示功能。優(yōu)化調控應具備基于主機組狀態(tài)評價、缺陷和效率等因素的優(yōu)選調節(jié)功能。應具備基于機組能耗與效率模型的動態(tài)調優(yōu)功能。應具備必要的安全閉鎖和告警功能。視頻監(jiān)控應具備邊緣計算及視頻智能分析告警功能。宜具備漂浮物、人員行為、車輛、水位、跑冒滴漏等智能識別功能。應具備與監(jiān)控、消防、安保等系統(tǒng)協(xié)同聯(lián)動功能。應具備視頻巡視功能。巡視檢查應具備移動終端巡檢功能，并與信息化管理平臺進行數(shù)據交互。應具備巡檢人員定位功能。宜具備泵站管理區(qū)域無人機巡檢功能，巡檢結果推送至信息化管理平臺。戶外變電所宜采用智能機器人進行移動巡檢。檢修維護應建立設備檢修知識庫，滿足在線提供故障處置指導要求。應具備數(shù)據自動分析和評價功能。宜具備主設備三維可視化檢修虛擬仿真功能。安全監(jiān)測宜利用物聯(lián)網、北斗衛(wèi)星等技術開展水工建筑物的變形監(jiān)測。應具備數(shù)據自動分析和評價功能。應具備監(jiān)測數(shù)據趨勢預警功能。故障診斷主機組、變壓器等設備應建立多維度設備狀態(tài)評價及劣化預測模型，具備動態(tài)評價功能。旋轉機械部件應具備振動、擺度、聲音監(jiān)測預警功能。主機組碳刷、水泵填料函、高壓電纜、勵磁硅管、變壓器接線樁頭以及開關柜母線等容易發(fā)熱部位應具備熱成像監(jiān)測溫度及自動報警功能。宜具備基于運行故障庫的設備故障診斷分析功能。安全管理應具備工作票和操作票的典型票管理、自動開票、沖突檢測、聯(lián)動閉鎖、移動查詢等功能，接地線掛接、拆除過程的自動跟蹤功能。應在危險區(qū)域配置紅外對射、電子圍欄、門禁、語音廣播等安全設施，具備實時告警功能。應具備繼電保護室、蓄電池室、高壓變頻器室環(huán)境溫度和濕度的自動監(jiān)測和調節(jié)功能。應運用物聯(lián)網等技術實現(xiàn)安全用具、防汛物資、備品備件的數(shù)字化管理。應建立水利安全生產標準化信息管理平臺。測試與評估投運前測試要求應對測試結果進行分析評估，符合要求后可投入運行。應在安裝完成后進行互操作特性測試、智能控制試驗與特性測試。應實施不同系統(tǒng)間和不同工況下的協(xié)同特性測試。運行期測試要求應在投產運行1年后開展一次系統(tǒng)性檢測。應優(yōu)先采用現(xiàn)場測試。對于不適用現(xiàn)場測試的智能設備或系統(tǒng)，宜采用試驗評估或遠程操作進行檢驗。評估要求連續(xù)運行5年后，應對智能設備或系統(tǒng)等進行評估?？刹捎霉δ茯炞C、性能測試、專家評審等多種評估方式。宜對泵站安全、經濟、環(huán)保運行水平提升成效進行評估。應通過運檢智能作業(yè)、設備設施健康評價、虛擬仿真運行等高級應用，對運檢作業(yè)標準化、狀態(tài)評價專業(yè)化、生產操作可視化、管理應用智能化進行評價。應隨著新技術、新方法、新工藝、新設備的應用進行重新評估。應根據評估結果制定泵站智能化完善方案。智能化分級智能化程度評估可分為初級、中級和高級。初級：關鍵技術特征體現(xiàn)為自動化，利用計算機、通信、網絡等技術，實現(xiàn)全站信號的數(shù)字化采集、傳輸和存儲，并在此基礎上實現(xiàn)全站范圍內的生產過程自動化，同時實現(xiàn)生產數(shù)據與管理信息融合利用，并為管理決策提供支持。中級：關鍵技術特征體現(xiàn)為信息化，充分利用云計算、大數(shù)據、物聯(lián)網、移動互聯(lián)等現(xiàn)代信息技術，在信息獲取中實現(xiàn)全息感知與智能融合，在信息使用中實現(xiàn)多系統(tǒng)間信息共享與互動、遞進式可視化展示，在運行過程中實現(xiàn)可預測、可控制及全流程優(yōu)化，實現(xiàn)泵站“無人值班，少人值守”模式下的安全、穩(wěn)定、高效運行。高級：關鍵技術特征體現(xiàn)為自