CN114826747B - 一种在役智慧电厂管控架构及其建设方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在役智慧电厂管控架构及其建设方法，包括电厂厂侧云平台、智慧安全模块、智慧运行模块、智慧检修模块、智慧燃料模块及智慧管理模块；电厂厂侧云平台通过第一汇聚交换机，经第一防火墙接入电厂核心交换机；智慧安全模块、智慧运行模块、智慧检修模块及智慧燃料模块分别经第二防火墙接入电厂核心交换机；智慧管理模块接入电厂核心交换机；本发明通过电厂厂侧云平台，解决了传统应用系统数据孤岛问题；同时，能够较好利用了在役电厂已有网络及其网络安全管理组件及其功能，避免硬件的重复建设和软件的强制迁移投资，可在不影响现有业务的情况下，使用户享受到人员安全主动监管、设备风险巡检预警、运行闭环智慧化功能。

Description

一种在役智慧电厂管控架构及其建设方法

技术领域

本发明属于电力生产自动控制、数字化及信息化领域，具体涉及一种在役智慧电厂管控架构及其建设方法。

背景技术

目前，在役火电机组的智慧电厂建设多以信息化集成应用、移动应用及三维可视化展示等为主，偏重管理决策方向；或采用部分智能化技术解决部分问题，均未能真正解决目前火电领域人力资源紧张、高水平技术人员老龄化等体现智慧化能力需求的问题；其中一个关键性难题就是缺乏合理可行的智慧电厂系统架构，主要表现在以下方面：

一、在役电厂的工艺系统、网络条件与管理规范相对固化，智慧化升级预算有限，大量系统软硬件应以利旧为主，与智慧化长远规划与顶层设计之间存在突出的矛盾，不适合照搬新建机组的规划方案。

二、大多在役电厂网络结构老旧，例如：交换机、网络安全设备、IP等老化或不足；重新进行网络规划和综合布线又面临大量设备与建筑环境下的施工成本高企。

三、如何处理新系统与旧系统之间的关系，缺乏成熟经验，导致要么人力与资金成本耗损过大，要么智慧化升级后面临新旧两套系统同时运维和操作，不仅起不到减员增效的目的，而且给相关系统的运行人员和维护人员带来额外的负担。

四、电厂各项业务根据长期的经验总结，已经形成了相对成熟的各种管理体系与专业职能；但智慧电厂应是建立在数据驱动基础上的，需要根据数据流、业务流的情况进行架构的设计，并不适合按既有专业划分来规划。例如，设备的检修一般由检修人员负责，但为了让运行人员关注设备的运行状况，从而与检修人员形成良好的制约和互动，设备健康状况的日常巡检一般由运行部负责；如燃料系统等相对孤立和偏远的系统巡检又是由燃料部负责；设备巡检要求的频度是综合考虑了运行人员巡检路径的优化等因素综合确定的，并不是从设备本身的需求出发。这些从根本上说都是以设备状况为核心的业务，对应的各种智慧化的设备相关应用应该以设备为中心关联在一起，根据设备的需求，利用视频、机器人等技术手段实现人工作业的替代，并实现设备运维效率和能力的提升。其它方面类似，这都需要打破目前电厂既有业务部分职能的划分，建立一套数据驱动的智慧电厂系统架构。

五、电力生产有特殊的网络信息安全要求，根据《关键信息基础设施安全保护条例》等要求，电力生产作为影响国民经济安全的关键基础设施已经形成了安全分区的严格网络安全规定，且在此基础上逐渐形成了更为明确的一些细节要求，这导致通用的工业互联网平台架构以及来自电子商务的互联网云平台架构并不能直接应用；其中，以核心的DCS控制系统为例，根据相关建设要求，DCS等作为安全I区的核心，只允许其通过单向隔离网闸，向信息管理平台、数据服务平台等所在的III区网络发送数据，禁止反向的数据流，这使工业互联网架构中典型的云计算后结果用于底层的优化与控制相矛盾；这也是目前大量智慧电厂项目中的智慧化应用都难以形成闭环控制，直接作用于控制系统的主要原因之一；因此就需要顶层设计时充分考虑相关安全防护要求，形成更加符合未来发展的系统架构，从而尽可能避免重复建设和难以落地的研发投入。

六、火力发电厂是目前主流发电工艺中最为复杂的，包含了从燃煤的输运、存储、掺配、加仓至燃烧、排放、发电的多学科多专业流程，系统内包含高温、高压、高转速、高电压等复杂设备，运行工质除燃煤和水外，还包括冷却发电机用的氢、脱硝用的氨、脱硫用的石灰、水处理使用的各种化学药剂、以及各种反应产物等；其形成了一个火力发电的典型特征，即发电机组所选用的工艺过程、设备及其品牌型号呈现五花八门的特征，不同电厂的设备情况、人员素质等都导致对智慧化的需求呈现明显的差异。这就要求智慧电厂的系统架构不能是一刀切的固定型式，需要能很好地适应不同地域、不同工艺、不同设备状况和不同人员素质构成的基础。

七、智慧电厂及其相关技术还处于日新月异的发展过程中，智慧电厂的建设，其实本质上是电力生产体系不断智慧化的过程，这既要求智慧电厂在做好系统架构建设时尽可能满足长期适应性的要求，避免架构频繁变更和重复建设；同时这一架构还需要尽可能具有开放性特征，从而使各种日新月异的新技术能方便的集成应用，避免过高的门槛和相关标准频繁变更带来的不必要智慧化成本和负担，为电力生产的不断智慧化创造良好的条件。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种在役智慧电厂管控架构及其建设方法，以解决现有在役电厂缺乏合理可行的智慧电厂系统架构的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种在役智慧电厂管控架构的建设方法，采用在在役电厂系统的基础上进行智慧化升级得到，具体包括以下步骤：

确定可用IP资源和网段资源状态；

安装电厂厂侧云平台，将电厂厂侧云平台通过汇聚交换机及防火墙，连接至电厂核心交换机；并根据确定的可用IP资源和网段资源状态，配置IP资源及网段资源；

部署网络安全管理平台及运维管理平台，并接入电厂核心交换机；

将在役电厂系统中的人员定位系统、门禁与周界防护系统、工业视频网及巡检机器人，经电厂核心交换机接入至电厂厂侧云平台；

部署人员不安全行为视频分析服务器及设备不安全状态服务器，并经电厂核心交换机接入至电厂厂侧云平台；

部署巡检系统、煤场与燃料系统和智慧运行模块，并经电厂核心交换机接入至电厂厂侧云平台；

将电厂核心交换机与在役电厂系统的内网核心交换机联通，至此所述在役智慧电厂管控架构建设完成。

本发明还提供了一种在役智慧电厂管控架构，包括电厂厂侧云平台、智慧安全模块、智慧运行模块、智慧检修模块、智慧燃料模块及智慧管理模块；

电厂厂侧云平台通过第一汇聚交换机，经第一防火墙接入电厂核心交换机；智慧安全模块、智慧运行模块、智慧检修模块及智慧燃料模块分别经第二防火墙接入电厂核心交换机；智慧管理模块接入电厂核心交换机；

电厂厂侧云平台，用于提供软硬件支撑环境，实现全厂数据和业务的互联互通；智慧安全模块，用于汇聚人员安全信息，实现人员安全的管理；智慧运行模块，用于对生产工艺过程系统进行自动控制与诊断决策；智慧检修模块，用于汇集设备运行状态及运维检修信息，并实现设备安全与状态的管理；智慧燃料模块，用于对燃煤入炉前工艺系统的自动控制与管理；智慧管理模块，用于汇聚电厂经营、服务及考核管理业务信息。

进一步的，智慧安全模块包括人员定位系统、门禁与周界防护系统、第一工业视频网、人员不安全行为视频分析服务器及安全汇聚交换机；人员定位系统、门禁与周界防护系统、第一工业视频网及人员不安全行为视频分析服务器均通过安全汇聚交换机，经第二防火墙接入电厂核心交换机。

进一步的，智慧检修模块包括若干巡检机器人、巡检系统、第二工业视频网、设备不安全状态视频分析服务器及检修汇聚交换机；若干巡检机器人、巡检系统、第二工业视频网及设备不安全状态视频分析服务器均通过检修汇聚交换机，经第二防火墙接入电厂核心交换机。

进一步的，智慧燃料模块包括煤场与燃料系统及第二汇聚交换机；煤场与燃料系统通过第二汇聚交换机，经第二防火墙接入电厂核心交换机。

进一步的，智慧运行模块包括DCS系统及数据与智能算法服务器；数据与智能算法服务器与DCS系统双向连接；DCS系统经单向隔离网闸接入电厂核心交换机。

进一步的，还包括网络安全管理平台及运维管理平台；网络安全管理平台及运维管理平台均接入电厂核心交换机。

进一步的，电厂核心交换机，经第三防火墙与电厂内网及客户端中的内网核心交换机连接；用于将电厂内网系统及软硬件数据汇聚至电厂厂侧云平台；电厂内网及其客户端与上级网络接口连接。

进一步的，电厂核心交换机采用双机或多级堆叠；其中，堆叠方式采用HA方式或VRRP方式。

进一步的，电厂厂侧云平台采用超融合虚拟化底座。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种在役智慧电厂管控架构及其建设方法，通过构建统一的电厂厂侧云平台，解决了传统应用系统数据孤岛问题，并解决了传统电厂数据多源异构、数据质量问题，夯实了智慧电厂的基础；所有相关系统联通在一起，形成物理上相连；应用全部在电厂厂侧云平台上实施，由平台负责数据的接入和使用，天然就具备所有数据的统一存储和统一管理条件；通过在智慧电厂云平台提供统一的开发环境和公共开发组件，解决了传统电厂应用系统众多，造成重复性开发带来的资源浪费问题，并且解决了系统众多带来的大量维护工作；所述的管控架构从数据流与功能出发，打破现有电厂的专业和部门划分局限，从而使各大模块更加完整和协调，便于数据标准和业务流的建立；所述管控架构能够较好利用了在役电厂已有网络及其网络安全管理组件及其功能，避免硬件的重复建设和软件的强制迁移投资，可在不影响现有业务的情况下，使用户享受到人员安全主动监管、设备风险巡检预警、运行闭环智慧化功能。

进一步的，智慧安全模块与智慧检修模块共用一套工业视频网，这不仅方便所有工业视频的安装和管理，而且便于统一摄像头的图像为安全分析与检修分析所共享。

进一步的，智慧安全与智慧检修体系采用各自独立的视频分析服务器，因为各自分析的对象有明显的不同，人的不安全行为是位置变化的，多种多样的；而设备的跑冒滴漏等故障的分析是固定设备的，是较少出现的；利用不同的服务器及算法负责两类完全不同的对象问题，可以更好地进行服务器GPU配置选型及开发团队的灵活选择，让各有擅长的软硬件和技术团队做好擅长的领域，避免相互制约的问题。

进一步的，各应用模块的接入设备相对独立组网，不仅便于施工调试，而且避免不同模块设备故障的影响扩散；服务器端采用集中的电厂厂侧云平台，具有高可靠配置的网络架构和超融合虚拟化软件底座，兼顾了可靠性与集约化需求，在具有较好性价比的同时，对于电厂这类没有非常专业运维人员的用户场景，可以大幅降低未来扩展的难度，方便管理和运维，具有非常好的适应性。

附图说明

图1为实施例所述的在役智慧电厂管控架构的结构框图。

其中，1人员定位系统，2门禁与周界防护系统，3第一工业视频网；4巡检机器人，5巡检系统，6煤场与燃料系统，7人员不安全行为视频分析服务器，8设备不安全状态视频分析服务器，9检修汇聚交换机，10数据与智能算法服务器，11DCS系统，12厂侧云平台，13网络安全管理平台，14运维管理平台，15核心交换机，16上级网络接口，17电厂内网及客户端，18内网核心交换机，19第二防火墙，20外网接口防火墙，21安全汇聚交换机。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如附图1所示，本实施例提供了一种在役智慧电厂管控架构，包括电厂厂侧云平台12、智慧安全模块、智慧运行模块、智慧检修模块、智慧燃料模块、智慧管理模块、网络安全管理平台13及运维管理平台14；电厂厂侧云平台12通过第一汇聚交换机，经第一防火墙接入电厂核心交换机15；智慧安全模块、智慧运行模块、智慧检修模块及智慧燃料模块分别经第二防火墙19接入电厂核心交换机15；智慧管理模块接入电厂核心交换机15；网络安全管理平台13及运维管理平台14均接入电厂核心交换机15；电厂核心交换机15，经第三防火墙与电厂内网及客户端17中的内网核心交换机18连接；电厂内网及其客户端17通过外网接口防火墙20与上级网络接口16连接。

电厂厂侧云平台12，用于提供软硬件支撑环境，实现全厂数据和业务的互联互通；智慧安全模块，用于应用人员定位、视频与图像识别技术，结合“两票”流程，汇聚人员安全信息，实现人员安全的管理；智慧运行模块，用于应用大数据、人工智能技术对生产工艺过程系统进行自动控制与诊断决策；智能检修模块，用于汇集设备运行状态及运维检修信息，实现设备安全与状态的管理；智慧燃料模块，用于对燃煤入炉前从入厂、堆、取、掺配、输送、上煤、加仓整个工艺系统的自动控制与管理；智慧管理模块，用于汇聚电厂经营、服务、考核管理业务信息。

本实施例中，智慧安全模块包括人员定位系统1、门禁与周界防护系统2、第一工业视频网、人员不安全行为视频分析服务器7及安全汇聚交换机21；人员定位系统1、门禁与周界防护系统2、第一工业视频网及人员不安全行为视频分析服务器7均通过安全汇聚交换机21，经第二防火墙19接入电厂核心交换机15；其中，人员不安全行为视频分析服务器7中配置有所需的视频识别算法，收集现场样本进行算法的训练和迭代，从而逐步覆盖整个厂区人员不安全风险的视频主动识别。

人员定位系统1，用于对厂区内的人员进行定位；门禁与周界防护系统2，用于对厂区的门禁及周界防护系统进行安全监管；第一工业视频网，用于接入厂区摄像头、工业视频探头及其服务器与网络设备；人员不安全行为视频分析服务器7，用于对视频流或图像信息进行处理，主动识别人员不安全行为。

智慧检修模块包括若干巡检机器人4、巡检系统5、第二工业视频网、设备不安全状态视频分析服务器8及检修汇聚交换机9；若干巡检机器人4、巡检系统5、第二工业视频网及设备不安全状态视频分析服务器8均通过检修汇聚交换机9，经第二防火墙19接入电厂核心交换机15。

若干巡检机器人4，用于对在厂区内代替人员进行设备与系统巡检；巡检系统5，包括常规电厂巡检系统终端及服务器；所述服务器上设置有巡检系统软件；第二工业视频网，用于接入工业摄像头及存储服务器；设备不安全状态视频分析服务器8，用于对视频或图像信息，主动识别设备异常风险；其中，在设备不安全状态服务器8中配置设备巡检的智能巡检算法。

本实施例中，第一工业视频网及第二工业视频网均采用工业视频网3；所有的摄像头和视频采集设备均接入工业视频网3，并由工业视频网3同时连接到智慧安全模块和智慧检修模块的汇聚交换机；智慧安全模块与智慧检修模块共用一套工业视频网，这不仅方便所有工业视频的安装和管理，而且便于统一摄像头的图像为安全分析与检修分析所共享。

智慧燃料模块包括煤场与燃料系统6及第二汇聚交换机；煤场与燃料系统6通过第二汇聚交换机，经第二防火墙19接入电厂核心交换机15；其中，煤场与燃料系统6，用于对燃煤煤场的信息采集及控制。

智慧运行模块包括DCS系统11及数据与智能算法服务器10；数据与智能算法服务器10与DCS系统11双向连接；DCS系统11经单向隔离网闸接入电厂核心交换机15。

本实施例中，电厂厂侧云平台12采用超融合虚拟化底座；第一汇聚交换机、第一防火墙、电厂核心交换机15、第三防火墙及内网核心交换机18均采用双机或多级堆叠；其中，堆叠方式采用HA方式或VRRP方式。

本实施例所述的在役智慧电厂管控架构的建设方法，采用在在役电厂系统的基础上进行智慧化升级得到，包括以下步骤：

确定可用IP资源和网段资源状态；安装电厂厂侧云平台12，将电厂厂侧云平台12通过汇聚交换机及防火墙，连接至电厂核心交换机15；并根据确定的可用IP资源和网段资源状态，配置IP资源及网段资源；部署网络安全管理平台13及运维管理平台14，并接入电厂核心交换机15；将在役电厂系统中的人员定位系统1、门禁与周界防护系统2、工业视频网3及巡检机器人4，经电厂核心交换机15接入至电厂厂侧云平台12；

部署人员不安全行为视频分析服务器7及设备不安全状态服务器8，并经电厂核心交换机15接入至电厂厂侧云平台12；部署巡检系统5、煤场与燃料系统6和智慧运行模块，并经电厂核心交换机15接入至电厂厂侧云平台12；将电厂核心交换机15与在役电厂系统的内网核心交换机18联通，至此所述在役智慧电厂管控架构建设完成。

具体的，建设过程如下：

本实施例所述的在役智慧电厂管控架构，由于是在在役电厂系统基础上进行智慧化升级，因此首先确定可用IP资源和网段资源情况，安装电厂厂侧云平台12、第一汇聚交换机及第一防火墙，并连接至电厂核心交换机15，配置IP及网段等资源；部署直接接入智慧电厂核心交换机15的网络安全管理平台13和运维管理平台14。

初始建设可与内网核心交换机18测试通讯，但并不保持通讯，以免智慧电厂侧系统在部署阶段的风险影响现有系统的安全，也方便第三方团队通过运维管理平台14中的堡垒机实现临时互联网接入条件下的远程部署。

逐步安装或接入人员定位系统1、门禁与周界防护系统2、工业视频网3、巡检机器人4，通过安全汇聚交换机21、电厂核心交换机15最终接入厂侧云平台12；在人员不安全行为视频分析服务器7中配置预设的视频识别算法，收集现场样本进行算法的训练和迭代，从而逐步覆盖整个厂区人员不安全风险的视频主动识别；目前，行业普遍可通过视频主动识别的不安全行为包括：吸烟、倒地、不带安全帽、不穿或不合格穿戴工作服、聚集、高处作业不系安全带。

在设备不安全状态服务器8中配置设备巡检的预设巡检算法，一般包括设备跑、冒、滴、漏风险的视频识别、就地仪表盘的图像读数识别及红外温度超温识别。

当厂侧云平台完成部署后，接入巡检系统5、煤场与燃料系统6和智慧运行体系，并联通内网核心交换机18，实现系统架构的完整构建。

本发明所述的在役智慧电厂管控架构及其建设方法，为火力发电智慧电厂建设提供一种具有兼具实用性和开放性的系统架构方案，包括功能架构及物理架构；其中，功能架构是所述在役智慧电厂管控架构的核心基础，作为物理架构及建设方法的源头；所述功能架构包括电厂厂侧云平台12，以及围绕电厂厂侧云平台12构件的五大模块；其中，五大模块下可选可扩展的设置有若干智能模块，以形成“1+5+N”的管理系统架形式；其中，五大模块下可根据每个电厂的情况，选择或后期新增各种智慧化应用，除依托的物理架构和建设方法外；本发明所述的管控架构并不约定或限制应用的类型、数量、供应商或技术路线。

本发明中，所述五大模块包括智慧安全模块、智慧运行模块、智慧检修模块、智慧燃料模块及智慧管理模块；其中，智慧安全模块以人员为中心，汇集包括人员安全相关的智慧化应用功能；智慧运行模块包含与生产工艺过程系统的自动控制与诊断决策的智慧化功能；智慧检修模块以设备为中心，汇集包括设备状况运维检修的相关智慧化应用功能；智慧燃料模块包含燃煤入炉前的所有工艺系统相关的智慧化应用；智慧管理模块以管理决策特征相关的数据与信息集成应用类功能。

本发明所述的在役智慧电厂管控架构的物理架构中，电厂厂侧云平台12通过汇聚交换机经防火墙，接入电厂核心交换机15；上述五大模块包含的终端硬件系统也均通过各自的汇聚交换机经硬件接入第二防火墙19，接入电厂核心交换机15；具体的，智慧安全模块包含从各自接入交换机互联在安全汇聚交换机21上的人员定位系统1、门禁与周界防护系统2、工业视频网3、人员不安全行为视频分析服务器7，共同由安全汇聚交换机21经硬件接入第二防火墙19，接入电厂核心交换机15；智慧检修模块包含从各自接入交换机互联在检修汇聚交换机9上的巡检系统5、一个或多个巡检机器人4、工业视频网3、设备不安全状态视频分析服务器8，共同由检修汇聚交换机9经硬件接入第二防火墙19，接入电厂核心交换机15；智慧燃料模块包含相对独立的煤场与燃料系统6，直接通过汇聚交换机经硬件接入第二防火墙19，接入电厂核心交换机15；智慧运行模块包含各机组DCS系统11及依托DCS系统11且能实现与DCS双向通讯的数据与智能算法服务器10，经单向隔离网闸，接入电厂核心交换机15；智慧管理模块的功能模块以纯软件为主，除接入终端外，一般不包含专属硬件，部分已有管理软件可以保留原有系统，或该为在厂侧云平台12的服务器集群内重新部署或部署新的升级版本。

本发明中，除五大模块所包含的硬件系统外，所述管控架构还包含直接接入电厂核心交换机15的网络安全管理平台13和运维管理平台14；由于在役电厂具有较为完整的内网及其客户端17，所述管控架构无需重新进行相关建设，只需通过防火墙，将电厂内网及其客户端17中的内网核心交换机18与电厂核心交换机15进行连接，从而保障既有客户端对所述管控架构的访问，并通过该联接将既有内网各系统及软硬件数据汇聚到电厂边缘云平台12上；在役电厂智慧化系统不设置单独的上级公司和互联网出口，利用原有的上级网络接口16实现与上级公司和互联网的可控访问。

本发明中，为保障关键系统部分的联通可靠性，电厂核心交换机15采用双机或多机堆叠；电厂厂侧云平台12和电厂内网及客户端17与电厂核心交换机15的通讯链路上的汇聚交换机、防火墙均采用双机堆叠；所述堆叠方式优先使用HA方式以提高可靠性，其次选择VRRP方式以节省交换机与防火墙的接口数量；智慧电厂厂侧云平台12采用超融合虚拟化底座，将网络、存储和计算进行虚拟化分配，确保服务器、硬盘、CPU部分损坏几乎不影响整体业务的正常运行，提高可靠性的同时，满足所有软件系统在平台上集中部署和管理的条件，便于硬件的维护和应用功能中服务器硬件成本的缩减。

由于在役电厂具有满足网络安全要求的网络安全管理系统，因此智慧电厂原则上不设置完整的网络安全管理平台13，一般仅在网络安全管理平台13中新增云安全管理、数据灾备的配置，将智慧电厂架构的相关信息按电厂内网中原安全管理系统接口要求提供数据；仅在原有网络安全组件容量不足或设备老化的情况下，选择在网络安全管理平台13上扩展所需组件。

本发明所述的在役智慧电厂管控架构，从数据流与功能出发，打破现有电厂的专业和部门划分局限，从而使各大模块更加完整和协调，便于数据标准和业务流的建立；所述管控架构能够较好利用了在役电厂已有网络及其网络安全管理组件及其功能，避免硬件的重复建设和软件的强制迁移投资，可在不影响现有业务的情况下，让用户享受到人员安全主动监管、设备风险巡检预警、运行闭环智慧化功能；本发明中，将智慧安全模块与智慧检修模块共用一套工业视频网，这不仅方便所有工业视频的安装和管理，而且便于统一摄像头的图像为安全分析与检修分析所共享；智慧安全模块与智慧检修模块采用各自独立的视频分析服务器，因为各自分析的对象有明显的不同，人的不安全行为是位置变化的，多种多样的；而设备的跑冒滴漏等故障的分析是固定设备的，是较少出现的。这样不同的服务器及算法负责两类完全不同的对象问题，可以更好地进行服务器GPU配置选型及开发团队的灵活选择，让各有擅长的软硬件和技术团队做好擅长的领域，避免相互制约的问题。

本发明中，智慧安全模块与智慧检修模块的中视频分析服务器并未集成到智慧电厂厂侧云平台12，其优势有三方面：第一，大规模视频分析需要大量的GPU参与运算，但电厂一级的云平台一般规模很小，属于微型云平台，节点数量一般5-12个，按超融合配置如果集成GPU运算节点，至少要配置2-3个节点以满足平台可靠性的要求，这往往造成节点算力的浪费和预算的高企；第二，纯国产服务器一般在GPU运算方面能力很弱，或很多品牌没有带GPU的解决方案，分离方案有利于个别项目追求自主可控目标的核心服务器选型；第三，智慧电厂的视频数据流量是非常大的，一般配置也要数百至上千颗摄像头覆盖，这样大量的视频数据流穿透层层防火墙与交换机，不仅严重影响核心交换机和防火墙的负载，增加这些设备的选型成本，而且会造成一定的通讯延时，不利于设备故障及违章风险的第一时间识别和就地提示。现有方案可以完美的克服上述问题。

本发明所述的管控架构，各应用模块的接入设备相对独立组网，不仅便于施工调试，而且避免不同模块设备故障的影响扩散；服务器端采用集中的电厂厂侧云平台，具有高可靠配置的网络架构和超融合虚拟化软件底座，兼顾了可靠性与集约化需求，在具有较好性价比的同时，对于电厂这类没有非常专业运维人员的用户场景，可以大幅降低未来扩展的难度，方便管理和运维，具有非常好的适应性。

上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (7)

1.一种在役智慧电厂管控架构的建设方法，其特征在于，采用在在役电厂系统的基础上进行智慧化升级得到，具体包括以下步骤：

确定可用IP资源和网段资源状态；

安装电厂厂侧云平台(12)，将电厂厂侧云平台(12)通过汇聚交换机及防火墙，连接至电厂核心交换机(15)；并根据确定的可用IP资源和网段资源状态，配置IP资源及网段资源；

部署网络安全管理平台(13)及运维管理平台(14)，并接入电厂核心交换机(15)；

将在役电厂系统中的人员定位系统(1)、门禁与周界防护系统(2)、工业视频网(3)及巡检机器人(4)，经电厂核心交换机(15)接入至电厂厂侧云平台(12)；

部署人员不安全行为视频分析服务器(7)及设备不安全状态服务器(8)，并经电厂核心交换机(15)接入至电厂厂侧云平台(12)；

部署巡检系统(5)、煤场与燃料系统(6)和智慧运行模块，并经电厂核心交换机(15)接入至电厂厂侧云平台(12)；

将电厂核心交换机(15)与在役电厂系统的内网核心交换机(18)联通，至此所述在役智慧电厂管控架构建设完成；

所述在役智慧电厂管控架构，包括电厂厂侧云平台(12)、智慧安全模块、智慧运行模块、智慧检修模块、智慧燃料模块及智慧管理模块；

电厂厂侧云平台(12)通过第一汇聚交换机，经第一防火墙接入电厂核心交换机(15)；智慧安全模块、智慧运行模块、智慧检修模块及智慧燃料模块分别经第二防火墙(19)接入电厂核心交换机(15)；智慧管理模块接入电厂核心交换机(15)；

电厂厂侧云平台(12)，用于提供软硬件支撑环境，实现全厂数据和业务的互联互通；智慧安全模块，用于汇聚人员安全信息，实现人员安全的管理；智慧运行模块，用于对生产工艺过程系统进行自动控制与诊断决策；智慧检修模块，用于汇集设备运行状态及运维检修信息，并实现设备安全与状态的管理；智慧燃料模块，用于对燃煤入炉前工艺系统的自动控制与管理；智慧管理模块，用于汇聚电厂经营、服务及考核管理业务信息；

智慧安全模块包括人员定位系统(1)、门禁与周界防护系统(2)、第一工业视频网、人员不安全行为视频分析服务器(7)及安全汇聚交换机(21)；人员定位系统(1)、门禁与周界防护系统(2)、第一工业视频网及人员不安全行为视频分析服务器(7)均通过安全汇聚交换机(21)，经第二防火墙(19)接入电厂核心交换机(15)；

智慧检修模块包括若干巡检机器人(4)、巡检系统(5)、第二工业视频网、设备不安全状态视频分析服务器(8)及检修汇聚交换机(9)；若干巡检机器人(4)、巡检系统(5)、第二工业视频网及设备不安全状态视频分析服务器(8)均通过检修汇聚交换机(9)，经第二防火墙(19)接入电厂核心交换机(15)。

2.根据权利要求1所述的一种在役智慧电厂管控架构的建设方法，其特征在于，智慧燃料模块包括煤场与燃料系统(6)及第二汇聚交换机；煤场与燃料系统(6)通过第二汇聚交换机，经第二防火墙(19)接入电厂核心交换机(15)。

3.根据权利要求1所述的一种在役智慧电厂管控架构的建设方法，其特征在于，智慧运行模块包括DCS系统(11)及数据与智能算法服务器(10)；数据与智能算法服务器(10)与DCS系统(11)双向连接；DCS系统(11)经单向隔离网闸接入电厂核心交换机(15)。

4.根据权利要求1所述的一种在役智慧电厂管控架构的建设方法，其特征在于，还包括网络安全管理平台(13)及运维管理平台(14)；网络安全管理平台(13)及运维管理平台(14)均接入电厂核心交换机(15)。

5.根据权利要求1所述的一种在役智慧电厂管控架构的建设方法，其特征在于，电厂核心交换机(15)，经第三防火墙与电厂内网及客户端(17)中的内网核心交换机(18)连接；用于将电厂内网系统及软硬件数据汇聚至电厂厂侧云平台(12)；电厂内网及其客户端(17)与上级网络接口(16)连接。

6.根据权利要求1所述的一种在役智慧电厂管控架构的建设方法，其特征在于，电厂核心交换机(15)采用双机或多级堆叠；其中，堆叠方式采用HA方式或VRRP方式。

7.根据权利要求1所述的一种在役智慧电厂管控架构的建设方法，其特征在于，电厂厂侧云平台(12)采用超融合虚拟化底座。