DB14-T 2820-2023 瓦斯電廠智慧平臺建設技術規(guī)范

ICS29.020CCSF2314TechnicalspecificationforconstructionofintelligentplatformingaspowerplantIDB14/T2820—2023前言 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4基本要求 25體系架構 26硬件技術要求 37軟件技術要求 38智慧平臺功能 49建設路徑 7DB14/T2820—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由山西省能源局提出、組織實施和監(jiān)督檢查。山西省市場監(jiān)督管理局對標準的組織實施情況進行監(jiān)督檢查。本文件由山西省能源標準化技術委員會歸口。本文件起草單位：山西省瓦斯發(fā)電協(xié)會、晉能控股裝備制造集團山西金駒煤電化有限責任公司、煤炭工業(yè)太原設計研究院集團有限公司、山西杰特瑞能源科技有限公司。本文件主要起草人：屈杰、靳海、贠利民、廖樹陽、申強、張霖、詹衡、李坤曌、李慧、盧彬、王平。1DB14/T2820—2023瓦斯電廠智慧平臺建設技術規(guī)范本文件規(guī)定了瓦斯電廠智慧平臺建設的基本要求、體系架構、硬件技術要求、軟件技術要求、智慧平臺功能、建設路徑的技術要求。本文件適用于瓦斯電廠智慧平臺規(guī)范化建設。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)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/T20269信息安全技術信息系統(tǒng)安全管理要求GB/T20273信息安全技術數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)安全技術要求GB/T36047電力信息系統(tǒng)安全檢查規(guī)范GB/T36572電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡安全防護導則GB/T37138電力信息系統(tǒng)安全等級保護實施指南GB51134煤礦瓦斯發(fā)電工程設計規(guī)范AQ1077煤礦瓦斯往復式內(nèi)燃機發(fā)電站安全要求DL/T1100.1電力系統(tǒng)的時間同步系統(tǒng)第1部分：技術規(guī)范3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1煤礦瓦斯指煤炭開采過程中從煤層及圍巖涌入采掘空間或抽采管道內(nèi)的主要由甲烷和空氣混合構成的天然氣體。3.2智慧瓦斯電廠面向全生命周期，以自動化、數(shù)字化、信息化為基礎，利用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、三維可視和人工智能等技術，具有自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行、自適應能力，實現(xiàn)安全高效生產(chǎn)、運維管理智慧化。3.3三維虛擬現(xiàn)實指一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真。2DB14/T2820—20234基本要求4.1瓦斯電廠智慧平臺數(shù)字化物理載體建設應具有各種智能技術進一步開發(fā)和應用的功能。4.2瓦斯電廠智慧平臺建設應提供體系架構內(nèi)的不同類型接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及上傳。4.3瓦斯電廠智慧平臺建設應符合有關國家、行業(yè)標準和行政法規(guī)。4.4瓦斯電廠智慧平臺建設應總體規(guī)劃、頂層設計、分步實施，兼顧各個階段業(yè)務需要。4.5瓦斯電廠智慧平臺數(shù)據(jù)可存儲于本地數(shù)據(jù)庫或具有隸屬關系的上級單位數(shù)據(jù)庫，斷網(wǎng)后不能影響智慧平臺運行。4.6瓦斯電廠智慧平臺功能建設應覆蓋生產(chǎn)經(jīng)營管理全過程，應具有自適應、自檢能力。4.7瓦斯電廠智慧平臺建設設備、工藝管道和建筑建模應達到1:1孿生數(shù)字電廠的要求。5體系架構5.1綜述瓦斯電廠智慧平臺建設應包含三個層級的體系架構，分別為智能設備層、智能控制層和智能管理層，分工明確、相互融合、高度集成，實現(xiàn)瓦斯電廠生產(chǎn)期的全過程、全范圍的管理，達到自動化、網(wǎng)絡化及智能化。智慧瓦斯電廠總體架構圖見圖1。圖1智慧瓦斯電廠總體架構圖5.2智能設備層智能設備層是智慧瓦斯電廠的基礎層，工藝流程監(jiān)控應配備完善的智能執(zhí)行器及監(jiān)測傳感器，對各種生產(chǎn)過程設備的熱力及電氣參數(shù)等信號進行采集、上傳，為智能控制層及智能管理層提供數(shù)據(jù)基礎。宜包括監(jiān)測傳感器、智能終端、智能安防、智能執(zhí)行器、人員定位、視頻監(jiān)控及現(xiàn)場總線設備等。5.3智能控制層智能控制層是智慧瓦斯電廠控制的核心層，實現(xiàn)對智能設備層各種信號和信息的數(shù)據(jù)采集分析處理，根據(jù)控制邏輯實現(xiàn)底層設備的自動化運行功能。依據(jù)瓦斯電廠規(guī)模與實際情況宜采用集散控制系統(tǒng)或可編程控制器作為主控系統(tǒng)。5.4智能管理層3DB14/T2820—2023智能管理層是智慧瓦斯電廠的頂層，通過業(yè)務管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等系統(tǒng)，實現(xiàn)對電廠的精細化高效管理。智能管理層宜包括三維虛擬現(xiàn)實、人員定位管理、故障預警及診斷分析、智能巡檢、智能兩票、移動端應用、保養(yǎng)提示、備件管理等功能。6硬件技術要求6.1數(shù)據(jù)服務器6.1.1應配置高性能、高可用性、企業(yè)級數(shù)據(jù)庫服務器。6.1.2應支持標準的B/S（瀏覽器/服務器）和C/S（客戶/服務器）應用，具有開放性、可擴展性、高并發(fā)訪問功能。6.1.3關鍵數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應配置雙機熱備。6.1.4在數(shù)據(jù)存儲空間不足時，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應具有擴容能力，宜支持在線擴容。6.1.5數(shù)據(jù)庫服務和管理的安全功能與技術條件應滿足GB/T20269、GB/T20273的要求。6.1.6應提供多種符合標準規(guī)范的接口，滿足不同應用需求。6.2網(wǎng)絡配置6.2.1核心交換機應選擇高性能交換機，采用雙機熱備配置，宜采用萬兆帶寬。6.2.2二級交換機瓦斯電廠智慧平臺根據(jù)需要配置若干以太網(wǎng)絡交換機，用于接入各管理子系統(tǒng)。6.3網(wǎng)絡安全6.3.1現(xiàn)場的監(jiān)控電腦和服務器應通過機房的二級交換機連接，組成內(nèi)網(wǎng)子系統(tǒng)，現(xiàn)場路由器和防火墻進來的外部網(wǎng)絡接口應接入服務器的單獨端口。6.3.2智能控制層與智能管理層之間應進行物理隔離，應保證智能管理層與企業(yè)網(wǎng)、移動互聯(lián)和遠程訪問等外部網(wǎng)絡之間通過工業(yè)隔離區(qū)實現(xiàn)邊界防護。6.3.3應安裝防惡意代碼軟件或配置具有相應功能的軟件。6.3.4軟件應經(jīng)過離線環(huán)境中充分的驗證和測試。6.3.5應定期進行升級和更新防惡意代碼庫。6.3.6應采用白名單機制對操作員站、工程師站、服務器與客戶機進行主機加固。6.3.7應將工業(yè)控制系統(tǒng)中的可信應用程序加入到白名單列表中。6.3.8應只允許經(jīng)過工業(yè)企業(yè)自身授權和安全評估的軟件運行。6.3.9應滿足GB/T36047、GB/T36572、GB/T37138以及《發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)安全防護方案》（國能安全36號）、《國家電網(wǎng)公司電力監(jiān)控系統(tǒng)等級保護及安全評估工作規(guī)范（試行）》等文件要求。7軟件技術要求7.1時間同步4DB14/T2820—2023時間同步系統(tǒng)應全廠統(tǒng)一，同步對時信號宜取自瓦斯電廠綜合自動化系統(tǒng)，符合DL/T1100.1的要求；有時鐘需求的裝置應具備對時和異常時鐘信息的識別防誤功能，并具備守時功能。7.2軟件架構軟件架構宜采用微服務架構、面向服務的架構等，實現(xiàn)較強的功能在線升級、靈活拓展、集成交互能力，保證智慧平臺功能和技術的可持續(xù)演進。7.3用戶權限應提供統(tǒng)一的用戶權限管理服務，實現(xiàn)“單點登錄”功能。獨立控制系統(tǒng)的用戶權限管理宜通過賬戶關聯(lián)等方式與平臺的用戶權限管理保持同步。7.4日志管理日志管理應包含應用日志、安全日志、用戶操作日志等，宜提供關聯(lián)分析、行為分析和可回溯等功8智慧平臺功能8.1基本要求8.1.1智慧平臺應具有一網(wǎng)統(tǒng)管的功能，實現(xiàn)各個功能模塊之間的互聯(lián)互通，解決瓦斯電廠生產(chǎn)運維各項管理需求，通過信息交互和互操作共同完成復雜的任務，打破傳統(tǒng)電廠各個系統(tǒng)之間的信息壁壘。8.1.2智慧平臺根據(jù)應用目標的相似性和功能的關聯(lián)強度，可分為業(yè)務管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、其他管理系統(tǒng)等系統(tǒng)的集合。8.1.3智慧平臺應最大限度利用軟、硬件的資源和服務實現(xiàn)業(yè)務功能的智慧化，并提供開放的數(shù)據(jù)分享和交互操作機制。瓦斯電廠智慧平臺網(wǎng)絡拓撲圖見圖2。圖2瓦斯電廠智慧平臺網(wǎng)絡拓撲圖8.2業(yè)務管理系統(tǒng)智慧瓦斯電廠應建立一站式門戶業(yè)務管理系統(tǒng)，應符合下列規(guī)定：5DB14/T2820—2023a)具有統(tǒng)一的用戶登錄入口，滿足不同業(yè)務的權限管理，且應具備密碼復雜度及驗證碼校驗功b)具有基礎數(shù)據(jù)字典管理功能，包括員工編碼、組織機構、角色權限；c)具有工作流程管理機制，使相關任務在參與者之間按照規(guī)則自動執(zhí)行；d)具有消息推送管理機制；e)支持跨設備應用及版本更新升級。8.3生產(chǎn)管理系統(tǒng)8.3.1生產(chǎn)管理系統(tǒng)應包括生產(chǎn)計劃及調(diào)度管理、設備管理、技術管理、人員管理、生產(chǎn)組織管理、生產(chǎn)指標管理、標準工藝管理系統(tǒng)、三維虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、移動應用。生產(chǎn)管理系統(tǒng)智能化功能配置表見表1生產(chǎn)管理系統(tǒng)智能化功能配置表理析形?????◎◎◎?????O◎◎理?????O◎◎理?????O◎◎8.3.2生產(chǎn)計劃及調(diào)度管理系統(tǒng)包括發(fā)電計劃、維檢計劃、采購計劃、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)進度、調(diào)度報表、調(diào)度會議紀要、調(diào)度統(tǒng)計分析等信息管理。8.3.3設備管理系統(tǒng)包括主發(fā)電設備及輔助設備的狀態(tài)監(jiān)測、設備壽命、設備檔案、油質(zhì)分析、保養(yǎng)臺賬、標簽、維修、配件、報廢等信息。應具有以下功能：a)通過融入物聯(lián)網(wǎng)技術，引入電子標簽參與設備及主要配件的全生命周期管理，通過移動設備直接識別電子標簽，進行設備信息查看及檢修運維的管理；b)設備健康狀況遠程在線診斷功能，通過“設備點巡檢系統(tǒng)、劣化預警、技術診斷與傾向分析、設備改善、可靠度提升、體檢分析、體檢報告”等步驟，建立一套“在線設備故障診斷與預警系統(tǒng)”，根據(jù)診斷結果推送相關信息和詳細解決方案；c)定期自動運維管理及配件庫存識別功能；d)保養(yǎng)提醒功能：根據(jù)設備運行小時數(shù)及健康狀況，提供周期性和前瞻性的保養(yǎng)策略；6DB14/T2820—2023e)生產(chǎn)監(jiān)管系統(tǒng)應具有歷史趨勢分析功能，并可根據(jù)異常數(shù)據(jù)的趨勢分析，通過報警等方式自動顯示可能的故障診斷結論。8.3.4技術管理系統(tǒng)應具有規(guī)程措施編制、技術資料、生產(chǎn)銜接跟蹤、工程進度跟蹤、生產(chǎn)與技術指標等無紙化管理功能。8.3.5人員管理系統(tǒng)應具有標準作業(yè)流程管理信息化功能，實現(xiàn)班組中每個崗位標準作業(yè)流程精確推送；宜具有對班組成員自動進行考核功能；應實現(xiàn)班組管理信息移動互聯(lián)。8.3.6性能分析為專用的廠級性能計算和分析應用軟件，提供在線計算的能力。8.3.7生產(chǎn)組織管理應包含生產(chǎn)工作職責、定期工作、電子“兩票”、人員資質(zhì)管理，建立工作票、操作票的實時動態(tài)管理。8.3.8生產(chǎn)指標管理應實時記錄分析各項生產(chǎn)指標，宜包括發(fā)電量、供熱量、廠用電量、氣耗量、油耗量、用水量等。8.3.9標準工藝管理應包含各主設備的技術標準、操作步驟、保養(yǎng)工藝、檢修周期、使用工具、配件8.3.10三維虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)宜構建全廠三維立體模型，包含廠房建筑、主要設備、管道模型，在三維虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)展示整個工廠模型物理分布情況及設備的實時運行狀態(tài)。8.3.11移動端應用應通過權限設定，對授權指定的移動端設備實現(xiàn)生產(chǎn)運行管理、實時信息管理、巡檢點管理、消息提醒等移動端功能。8.4安全管理系統(tǒng)8.4.1安全管理系統(tǒng)應包括安全組織機構、安全計劃、危險源、隱患排查、違章、異常事故管理、應急救援等管理模塊。8.4.2安全組織機構應包括組織機構、安全職責、網(wǎng)絡安全等管理。8.4.3安全計劃管理應包括目標、計劃、實施、總結及整改等。8.4.4危險源管理應具有危險源分類、識別、監(jiān)控、預警的規(guī)范化管理功能。8.4.5隱患排查管理應具有隱患分類及規(guī)范化管理、任務自動派發(fā)、任務落實跟蹤、閉環(huán)報警等功能。8.4.6違章管理應具有違章分類及規(guī)范化管理、攝像頭自動拍照取證功能。8.4.7異常事故管理應具有登記事故、異常信息統(tǒng)計、分析等功能。8.4.8應急救援管理應具有應急預案管理、應急資源管理（救援裝備、人員、救援物資）、現(xiàn)場事態(tài)跟蹤管理、典型案例分析、事故后評價等功能。8.4.9宜通過人員定位技術及視頻聯(lián)動及設立三維電子虛擬圍欄的方式，對重點危險區(qū)域進行布控，監(jiān)視運行人員及檢修人員的活動范圍，保護運行人員及檢修人員的安全。8.5決策支持系統(tǒng)8.5.1安全等級評價模型宜建立重點作業(yè)區(qū)域安全等級評價模型，綜合分析評價作業(yè)區(qū)域的安全狀況，分析預測作業(yè)區(qū)域事故發(fā)生可能性，為安全生產(chǎn)提供決策依據(jù)。8.5.2動態(tài)生產(chǎn)模型宜建立動態(tài)生產(chǎn)模型，結合生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)制定合理發(fā)電計劃，對運行、維檢、采購等環(huán)節(jié)進行合理規(guī)劃，為精細化生產(chǎn)提供決策依據(jù)。7DB14/T2820—20238.5.3成本核算模型應建立成本核算模型，有效分析各類生產(chǎn)及財務數(shù)據(jù)，為成本管理提供決策依據(jù)。8.5.4應急跟蹤管理宜結合具體應急預案提供救援人員、物資、裝備、事故現(xiàn)場環(huán)境、逃生路線等信息。8.6其他管理系統(tǒng)8.6.1學習培訓管理系統(tǒng)具有員工在線學習、在線考核功能，能根據(jù)考核結果自動制定有針對性的培訓與學習計劃。8.6.2材料物資管理系統(tǒng)應具有材料物資統(tǒng)計、供貨商信息