华能上海石洞口二厂案例成功入选国家2022年度能源领域5G应用优秀案例集

　　为深入贯彻党中央、国务院关于加快推动5G发展的决策部署，全面落实《能源领域5G应用实施方案》（发改能源〔2021〕807号）、《5G应用＂扬帆＂行动计划（2021-2023年）》（工信部联通信〔2021〕77号）、《国家能源局综合司 工业和信息化部办公厅关于征集能源领域5G应用优秀案例的通知》等文件要求，今年6月，上海遴选了一批本市能源领域5G应用优秀案例并推荐至国家。
　　近期，经国家能源局组织专家评审和复核，上海地区的华能上海石洞口第二电厂《基于边缘计算的5G智慧电厂》项目作为优秀案例成功入选国家《2022年度能源领域5G应用优秀案例集》。
　　一、背景情况
　　为积极响应国资委要求，推动以5G为代表的先进信息技术与能源产业融通发展，华能集团与中国移动集团深化战略合作，探索5G技术与工业互联网的融合应用，以石洞口第二电厂作为唯一的煤电试点单位开展研发工作，共同推进华能集团＂智能火电＂建设试点示范项目，助力传统电力企业实现数字化、智能化、智慧化转型。
　　二、案例简介
　　项目由华能国际电力股份有限公司上海石洞口第二电厂和中国移动通信集团上海有限公司合作，于2020年10月开通厂区 5G 信号(6个宏基站+60室分)，部署5G+MEC无线专网，满足关键数据实时性、安全性传输需求。目前已实现5G技术在生产及管理方面七大应用21种场景。同时申请了25项知识产权和一项产品商标注册，其中10项已取得授权，研发了5种5G相关工业产品并在本厂推广使用。
　　三、5G应用场景
　　（一）卸煤流程5G应用
　　难点1：一期卸船机设备的外包司机操作规范性差、设备故障率高，事故多发，移动式机械难以布置监控回传到控制室。
　　解决方案：5G远程实时监控机房内钢丝绳卷筒工况。有异常缠绕或脱绳自动识别并报警，及时通知司机处置，有效约束司机的随意操作造成事故。
　　难点2：近年来煤种变化大，遇到粘湿煤种，需严格限制司机的卸速，清空一斗放行一斗，避免料斗过载堵死。
　　解决方案：5G远程监控卸船机料斗，遇到流动性差的煤，自动识别下料流畅度，控制司机卸速避免过载。
　　难点3：电厂地处长江入海口，近年来突发灾害性大风天气多发，一期老旧卸船机动态抗风性能较差，需及时避险。
　　解决方案：5G远程预警及时干预。以往要由地面人员与司机上下配合，移车至锚定位置并锁上插销，需要5-10分钟。通过5G摄像头，司机收到预警后，可在地面配合人员未赶到前，根据监控画面，自行移至锚定点并自行下车锁定，最快30秒完成锚定，大大提高避险速度，同时控制室也能通过远程监控来掌握司机停车避险的情况。
　　（二）输煤流程5G应用
　　难点：燃料设备动火检修后，现场遗留的零星火种可能引起周边的煤粉阴燃，并在数小时后逐步发展为明火，此时已为时已晚。
　　解决方案：自主研发5G移动式火险点热成像测温监控设备。关联动火票执行，可按需快速布置，夜间值守动火后的现场，如有异常温升，及时自动报警，将火灾扼杀在早期萌芽状态。同时，为解决皮带沿线巡检环境恶劣，人工巡检效率低下，安全风险大的问题，还打造了5G+LORA物联网无线感知温振测点，5G输煤廊道机器人自动巡检进行现场运行设备的重点监护，具有灵活性和多功能性。
　　（三）验煤流程5G应用
　　难点1：现场皮带机取样室和制化验室已实现无死角监控，取样车的运行监控是取样过程中唯一存在可能＂失控＂的环节。
　　解决方案：自主研发5G车载监控。中央控制室可在线直播取样车运行过程，借助5G大带宽、低时延，车辆运行的画面高清流畅，通过机器学习，车辆进入异常路线或人员异常动作可自动报警。
　　难点2：以往如发现煤质质检异常，需要追溯，检查人员只能到车上取下记录卡回办公室后再进行读取。
　　解决方案：自主研发5G云端＂黑匣子＂技术。利用5G的大带宽，在车辆运行时，自动从车端抓取数据至云端储存，实现＂双备份＂。生产管理部门、纪律检查部门的人员在办公室可随时远程追溯取样车运行历史，无需登＂车＂拜访。
　　（四）掺配煤流程5G应用
　　难点1：煤场内以往普遍采用人工驾驶堆取料机作业，环境比较恶劣，人工操作随意性较大。
　　解决方案：堆取料机无人值守自动运行。借助5G+物联网技术，使传统设备具备强大的智能化能力，实现燃煤电厂两大主流类型堆取料机全部无人值守＂云监工＂。
　　难点2：为使锅炉燃烧充分、稳定、降低排放，电厂需采用不同煤质的煤种混合掺配燃烧模式。
　　解决方案：5G手机配煤。煤场分堆的场存数据实时推送移动端，工程师可在5G手机上通过APP程序，结合现场实际情况，自动规划每班不同煤种的掺配入炉计划，输入无人值守系统后，可对应自动取料。
　　难点3：煤场堆取料机的自动驾驶目前采用了行业标准的激光雷达作为煤堆扫描建模的工具，存在两大弊端，一是采集数据量大，模型绘制更新速度慢，二是在浓雾、烟气、粉尘等环境下无法正常扫描，其自主运行能力有限。
　　解决方案：借助5G+MEC边缘计算能力，通过研究增加分布式三维视觉摄像头与毫米波雷达融合建模的形式，弥补激光雷达的弊端，进一步升级堆取料机无人驾驶的能力，目前项目正在测试推进中。
　　（五）主设备发电流程5G应用
　　难点：系统复杂数量众多，以往的设备管理由于感知设备不足，而且用的传统自动控制，所以是主要靠故障消缺和计划检修，突发紧急情况不但设备可靠性受到影响而且造成人力物力浪费。
　　解决方案：采用5G+物联网测点能有效解决以上问题，并大幅降低成本。项目对重要辅机安装了5G在线振动、温度、电流电压、压力监测仪，后台用智能算法进行频谱分析，监测转机设备的健康状况，采用状态检修策略，可以有效降低检修成本，提高设备可靠性。
　　（六）作业人员安全管理5G应用
　　难点：人员素质参差不齐，现场违章较难管控。
　　解决方案：运用5G摄像头、智能安全帽、5G+其他技术定位等捕捉现场实时画面，自动进行反违章识别，现场报警、手机推送提醒等功能，提高管控效率。
　　（七）生产管理5G移动应用
　　难点：电厂生产设备众多，检修运行管理任务繁重，效率有待提高。
　　解决方案：构建一套基于5G网络的智能生产管理移动应用平台，实现巡检、缺陷、工作票、操作票等的智能化管理的现场实际应用。
　　四、综合效益
　　当前，电厂以 5G 架构为基础的应用生态体系已具有规模应用效应。针对生产和管理上的难点和痛点，电厂通过构建大数据分析、5G 状态监测、物联网传感器、智慧安全等应用生态体系，解决了从卸煤、输煤、验煤、掺配煤至主设备发电的全生产流程、作业人员安全管控和生产管理移动应用的管理难点。