2026智慧水电设计方案

2026智慧水电设计方案

目录1编制范围2编制依据3术语与缩略词3.1术语定义3.1.1智慧水电厂smarthydropowerplant3.1.2智慧水电smarthydropower3.1.3智慧管理intelligentmanagement3.1.4智能电子装置intelligentelectronicdevice（IED）3.1.5智能设备intelligentdevice3.1.6智能现地设备intelligentfieldequipment3.1.7生产控制网productioncontrolnetwork3.1.8管理信息网managementinformationnetwork3.1.9时钟同步timesynchronizer3.1.10虚拟现实virtualreality(VR)3.1.11水情hydrologicalinformation3.1.12水文情报预报hydrologicalinformationandhydrological3.1.13增强现实augmentedreality(AR)3.1.14智能模块intelligentmodule3.1.15设备管理devicemanagement3.1.16数字孪生digitaltwin（DT）3.2缩略词4总体架构4.1总则4.1.1智慧水电基本要求4.1.2智慧管理基本要求4.2系统架构4.2.1智慧水电4.2.2智慧管理4.3硬件架构4.3.1硬件要求4.3.2通信服务器4.3.3数据库服务器4.3.4工作站4.3.5应用服务器4.3.6网络硬件4.4网络架构4.4.1生产控制网过程层通信网络单元层通信网络厂站层与集控层通信网络4.4.2管理信息网4.4.3工业无线网4.4.4时钟同步5基础设施及智能装备5.1基础设施5.1.1网络建设无线网络.15G网络.2工业WiFi无线.3LTE无线专网设施.4ZigBee.5LoRa.6NB-IoT5.1.2定位技术5.1.3卫星通信功能要求技术要求5.1.4时钟同步主时钟技术要求主时钟配置时钟同步卡配置5.1.5三维建模5.1.6数字孪生总体要求物理实体要求数字孪生体及数字孪生应用要求5.1.7虚拟现实5.1.8增强现实5.1.9视频系统5.1.10门禁系统基本要求门禁系统应用5.1.11消防系统5.2智能装备5.2.1智能电子装置5.2.2智能穿戴装备5.2.3智能机器人巡检类机器人.1环境条件.2外观结构潜水机器人无人机无人船5.2.4智能防误（护）设备智能五防智能锁具智能安全梯5.2.5智能现地设备5.2.6智能巡点检设备6智慧水电平台6.1基础支撑6.1.1物理架构过程层控制层厂站层集控层厂站与流域一体化监控.1技术描述.2功能要求6.1.2软件支撑数据分析环境智能控制环境.1总体结构.1.1功能要求.1.2智能控制器.1.3高级应用服务器.2智能计算环境.3开放的应用开发环境智慧水电工控安全.1技术要求.2功能要求6.2系统建设6.2.1智能监测与诊断系统智能监测技术.1声学监测.2温度监测.3振动信号监测.4推力轴承受力监测.5结构检测.6裂纹监测.7螺栓监测.8红外监测库坝安全监测与管理.1库坝安全监测.1.1功能要求.1.2外观自动化观测.1.3内观自动化观测.2库坝安全管理.2.1安全巡查管理.2.2安全分析及预警管理.2.3水工缺陷及隐患管理.2.4安全评估与决策支持.2.5大坝注册定检.3库坝安全评价.3.1大坝与边坡安全评价.3.2库区环境安全评价机组状态监测及诊断.1定子局部放电在线监测.2转子引线温度在线监测.3水轮发电机组状态在线监测.4机组油液在线监测智慧环保水保在线监测与诊断.1环境监测.2数据库建设.3大数据分析.4预警与措施.5技术支持.6人员培训.7监督检查变电设备在线监测与诊断.1技术要求.2变压器油在线监测.3高压电缆在线监测.4避雷器在线监测.5SF6气室微水综合在线监测起重设备监测与诊断金属结构设备监测与诊断.1弧形闸门运行状态在线监测内容及功能.2平面定轮闸门运行状态数据采集与分析.3人字闸门运行状态数据采集与分析.4卷扬式启闭机运行状态数据采集与分析.5液压启闭机运行状态数据采集与分析智能故障诊断智能监盘.1基础监控.1.1监控展示.1.2功能实现.2高级监控.2.1技术描述.2.2控制回路品质评估.2.3执行机构性能监控.2.4高低压配电监控.2.5过程画面自动循环监控.3联动监控0智能抄表6.2.2智能报警系统报警管理.1报警配置与维护.2报警监控与评价报警展示.1列表展示.2光字牌展示智能预警.1数据分析方法.2人工智能方法报警技术.1一般要求.2基于机理模型的预警.3基于数据模型的预警.4基于知识模型的预警.5基于音视频报警.6多变量联合报警.7斜率变化报警.8滋扰报警抑制6.2.3智能分析系统性能分析.1功能要求.2性能指标对标分析.1纵向对标.2横向对标理论电量平衡法.1技术描述.2功能要求.3理论电量平衡分析模型理论水量平衡法.1技术描述.2功能要求.3理论水量平衡分析模型电量及水量损失节能分析6.2.4智能控制系统过程层智能化.1调速器系统.2励磁系统.3进水口进水阀/快速闸门系统.4继电保护系统控制层智能控制.1机组控制.2公用控制.2.1油系统.2.2水系统.2.3气系统.2.4厂用电系统.2.5直流系统.2.6开关站控制.2.7闸门控制厂站层智能控制.1自动发电控制.1.1目标.1.2功能要求.2自动电压控制.2.1目标.2.2功能要求.3二维-三维联动监视集控层智能控制.1发电控制.1.1总则.1.2水电厂远程监控.1.3流域经济调度.1.3.1技术描述.1.3.2功能要求.2水情水调.2.1总则.2.1.1基本要求.2.1.2网络结构.2.1.3测报数据要求.2.2气象监测与预报.2.2.1气象监测.2.2.2气象预报.2.3水文监测与预报.2.3.1水文监测.2.3.2短期径流与洪水预报.2.3.3中长期径流预报.2.4水库调度.2.4.1洪水调度.2.4.2发电调度.3灌溉与生态流量监控.3.1灌溉监控.3.2生态流量监控6.2.5智能联动系统联动范围联动策略.1安全生产联动.2五防联动.3工业电视联动.4门禁联动.5消防联动.6巡检联动.7视频联动7智慧管理平台7.1基础支撑7.1.1数据中心统一管理和服务要求.1通用服务要求.2性能指标要求.2.1总体性能要求.2.2通用性能指标.2.3管理平台性能指标.2.4扩展性要求.2.5可用性要求.2.6兼容性要求.2.7安全性要求.2.8管理性要求.3支撑环境要求数据管理.1数据采集.2数据存储.3数据计算.4数据分析集成开发工具（IDE）.1提供可视化的页面设计.2提供全开发周期的工具支撑.3数据资产7.1.2应用软件开发支撑环境开发框架.1模块化的单体和微服务应用架构.2模型驱动框架.3后端微服务框架.4前端框架公共组件服务.1可视化的任务调度组件.2权限开发及运行支撑组件.3流程开发及运行支撑组件.4与Hadoop平台的数据交互组件系统治理工具7.1.3机器学习算法支撑环境运行环境要求计算引擎要求计算能力要求数据管理能力算法模型要求应用服务要求任务调度能力运维监控能力7.1.4统一报表可视化设计可视化执行可视化呈现7.1.5管控中心空间布局规划装饰装修综合布线系统大屏大屏控制器音响扩声系统视频监控集成综合平台云视频会议系统.1应急指挥应用.2会议管理应用7.1.6云计算环境7.1.7云桌面7.1.8对外接口7.2系统建设7.2.1安全管控系统人员安全管控.1在岗人员管理.2访客与承包商人员管理.2.1访客管理.2.2承包商人员.3两票管理环境安全管控.1智能门禁管理.2出入管理.3智能周界防护.4违禁及危险源管理管理安全管控.1安全检查.2隐患管理.3两措管理.3.1反事故措施.3.2安全事故措施.4两票管理.5风险管理.6重大危险源.7安全培训.8安全考核.9安全事件管理7.2.2运行管理系统智能监视智能分析.1运行趋势分析.2运行故障分析.3运行能效分析.4经济运行分析.5运行分析报告智能对标智能考核智能巡检.1可视化智能巡检.2智能机器人巡检.3无人机巡检运行管理仿真培训7.2.3应急管理系统应急预防准备.1应急预案管理.2应急培训.3应急演练.4应急保障.5应急预警应急处置与援救.1应急响应.2指挥调度事后恢复与重建.1后期处置.2调查评估.3恢复重建应急能力评估外部舆情管理7.2.4设备管理系统设备基础管理.1设备编码规范.2设备台帐设备检修管理.1检修作业管理.2可视化检修.3智能检修决策设备健康管理.1可靠性分析.2精密点检管理.3测点动态监测.4零部件寿命管理.5健康评估.6健康预测.7故障评判.8健康列表.9缺陷推荐管理.10缺陷推荐跟踪.11专家知识库设备全生命周期管理.1设备异动.2设备停复役.3设备评价7.2.5库坝管理系统安全巡查管理安全分析及预警管理水工缺陷及隐患管理安全评估与决策支持大坝注册定检7.2.6经营管理系统经营指标.1经营指标管理.2经营指标统计.3经营指标对标智能预算执行管控智能成本管理.1成本测算.2成本控制利润管控.1日利润.2利润分析经营决策分析.1智能分析工具.2收入监测及预警.3成本监测及预警.4成本、电价测算及预警.5盈亏平衡点分析及管控.6成熟度模型分析及预警7.2.7物资管理系统需求预测.1基于库存需求模型预测.2基于设备状态模型预测.3基于综合成本模型预测计划管理.1采购管理.2仓储管理.3智能仓储合同管理供应商评价决策分析.1成本模型分析.2预警分析模型.3备件置换模型分析7.2.8风险管控系统风险管控体系.1风险识别.2风险评估.3风险应对.4风险预警.5风险报告.6统计分析.7整改监督风险分类管理.1战略风险管控.2市场风险管控.3财务风险管控.4运营风险管控.5法律风险管控7.2.9行政管理系统协同办公.1智能消息引擎.2会议管理.3任务管理.4报告管理.5车辆管理.6接待管理.7印章管理.8智能工作台.9人力资源.10人力资源提升培训.10.1培训资源库.10.2员工日常培训、考试与管理.10.3员工培训档案.10.4培训资源丰富智慧人才智慧班组.1基础建设.2安全建设.3生产建设.4技能建设.5创新建设.6思想建设.7民主建设.8文化建设.9班组长队伍建设.10班组考评智慧法务.1合规管理.2法务工具.3法治联席会管理智慧审计.1数据综合管理工具.2建立审计信息系统.3流程自动化智能会议室.1会议室预约系统.2控制系统.3智能会议材料显示.4音频系统.5无纸化会议智慧后勤智慧档案.1收集档案.2档案管理.3利用档案.4智慧库房.5档案库房安全管理工具.6档案存放环境智能管理工具.7档案存储设备智能管理工具8保障体系8.1网络信息安全8.1.1安全分区8.1.2生产控制网安全8.2硬件设施升级改造8.2.1自主可控的数字化设计技术8.2.2网络架构确保安全可靠8.2.3智能设备选型9智慧水电厂评价准则9.1评价原则9.2评价内容10投资估算与效益分析10.1投资估算依据10.2投资估算10.3资金筹措10.4效益分析11结论与建议11.1主要结论11.2有关建议附录A主要设备与系统配置清单

1编制范围本方案规定了智慧水电厂建设中涵盖智慧水电平台、智慧管理平台、智能现地设备、安全管控、生产管理、经济运行、设备诊断、库坝安全等技术要求，以及水电智慧化改造的实施要求和评价标准。本方案适用于各下属单位所属或管理的国内建设的大中型水电站，其他厂站建设可参照执行。2编制依据下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本方案必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本方案；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本方案。GB17621大中型水电站水库调度规范GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T22240信息安全技术网络安全等级保护定级指南GB/T22482水文情报预报规范GB/Z24294信息安全技术GB/Z25320电力系统管理及其信息交换数据和通信安全GB/T28570水轮发电机组状态在线监测系统技术导则GB/T30976工业控制系统信息安全GB/T32919信息安全技术工业控制系统安全控制应用指南GB/T33007工业通信网络网络和系统安全建立工业自动化和控制系统安全程序GB/T33863OPC统一架构GB/T33901工业物联网仪表身份标识协议GB/T33905智能传感器GB/T34068物联网总体技术智能传感器接口规范GB/T34982云计算数据中心基本要求GB/T36572电力监控系统网络安全防护导则DL/T578水电厂计算机监控系统基本技术条件DL/T596电力设备预防性试验规程DL/T860.1电力自动化通信网络和系统第1部分：概论DL/T860.10电力自动化通信网络和系统第10部分：一致性测试DL/T860,74电力自动化通信网络和系统第7-4部分：基本通信结构兼容逻辑节点类和数据类DL/T860.7410电力自动化通信网络和系统第7-410部分：基本通信结构水力发电厂监视与控制用通信DL/T860.81电力自动化通信网络和系统DL/T890.301能量管理系统应用程序接口（EMS－API)第301部分：公共信息模型（CIM）基础DL/T1066水电站设备检修管理导则DL/T1100.1电力系统的时间同步系统第1部分：技术规范DL/T1246水电站设备状态检修管理导则DL/T1625梯级水电厂集中监控系统基本技术条件DL/T1666水电站水调自动化系统技术条件DL/T1732电力物联网传感器信息模型规范DL/T1802水电厂自动发电控制及自动电压控制系统技术规范DL/T1809水电厂设备状态检修决策支持系统技术导则DL/T521l大坝安全监测自动化技术规范NB/T35001梯级水电站水调自动化系统设计规范NB/T35002水力发电厂工业电视系统设计规范QX/T65地面气象观测规范SI/T61水文自动测报系统技术规范YD/T2437物联网总体框架与技术要求GB/T36572电力监控系统网络安全防护导则DL/T1036变电设备巡检系统DL/T1352电力应急指挥中心技术导则DL/T1259水电厂水库运行管理规范NB/T35037水电工程鱼类增殖放流站设计规范DL/T5402水电水利工程环境保护设计规范NB/T35053水电站分层取水进水口设计规范NB/T35054水电工程过鱼设施设计规范NB/T35059河流水电开发环境影响后评价规范GB/T39264智能水电厂一体化管控平台技术规范GB/T39324智能水电厂主设备状态检修决策支持系统技术导则GB/T39565智能水电厂防汛应急指挥系统技术规范GB/T39627智能水电厂智能测控装置技术规范GB/T39629智能水电厂安全防护系统联动技术要求GB/T40221智能水电厂经济运行系统技术条件GB/T40222智能水电厂技术导则GB/T40234智能水电厂公共信息模型技术要求GB/T40285智能水电厂大坝安全分析评估系统技术规范DL/T1547智慧水电厂技术导则《智慧电厂技术指引-水电》3术语与缩略词3.1术语定义3.1.1智慧水电厂smarthydropowerplant以自动化、数字化、信息化为基础，利用云计算、大数据、物联网、移动互联、人工智能等技术，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应能力，实现安全、稳定、高校运行的水电厂。3.1.2智慧水电smarthydropower以一体化系统为基础，配置计算服务器、实时数据库服务器、高级应用服务网、智能控制器等资源，融合数据分析、智能计算引擎、先进控制、人工智能等技术，实现水电厂状态监测及诊断预警、多系统联动、智能控制与高效运行，提高水电生产过程自动化、智能化水平，实现生产过程控制及运营管理智能化。3.1.3智慧管理intelligentmanagement以云计算、大数据、物联网、移动应用、人工智能等技术为基础，实现电站设备、生产、运行、财务等内部数据资源，客户、市场、供应商等外部数据资源和上级单位、区域、厂站等上中下游数据资源的互联互通，通过构建企业安全、运行、经营等智能管理应用，赋能电厂精细化管理、柔性化服务和智慧化决策。3.1.4智能电子装置intelligentelectronicdevice（IED）基于微处理器技术，具备数据采集、处理、控制、执行、保护以及网络交互能力的电子装置。3.1.5智能设备intelligentdevice由若干智能电子装置集合组成，承担宿主设备的测量、控制和监测等基本功能，可包括测量、控制、状态检测、保护等全部或部分功能的装置。其中，智能电子装置为带有处理器、具有一定智能特征并具有以下全部或部分功能的装置：采集或处理数据，接收或发送数据，接收或发送控制指令，执行控制指令。3.1.6智能现地设备intelligentfieldequipment水电厂内各类自动化现场测控元件或装置，具有测量数字化、通信网络化、功能一体化和信息互动化特征。3.1.7生产控制网productioncontrolnetwork将具有数字通信能力的测量控制设备作为网络节点，采用公开、规范的通信协议，把控制器（控制设备）连接成可以相互沟通信息、完成生成过程控制控制的网络系统。3.1.8管理信息网managementinformationnetwork管理信息网包含办公网、内部广域网及互联网，对应管理信息大区。利用通信设备和网络将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递。3.1.9时钟同步timesynchronizer时间同步广泛应用于各类信息系统，尤其是对时间敏感的复杂信息系统中。通过接收外部时间基准信号，并按照要求的时间精度对外输出时间信息和时间同步信号，对网络内时钟实施高精度“对表”，使网络上的各类装置实现时间同步，保证各类装置动作顺序正确，且使用电信号以光速运行的环境条件。3.1.10虚拟现实virtualreality(VR)一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。3.1.11水情hydrologicalinformation全部水文要素（降水、蒸发、流量、水量、水位、冰情、含沙量和水质等）的情势变化信息。3.1.12水文情报预报hydrologicalinformationandhydrologicalforecasting水文情报预报对江河、湖泊、渠道、水库和其他水体的水文要素实时情况的报告和未来情况的预报，涉及水资源开发、利用、节约和保护，水生态环境监测等方面。3.1.13增强现实augmentedreality(AR)增强现实被称之为混合现实，它通过计算机系统提供图像、声音、视频等虚拟信息，并叠加到真实场景中从而实现对现实场景的增强。3.1.14智能模块intelligentmodule部署在各智能化系统上的业务功能模块，为各项业务功能提供数字化、信息化、智能化的支持。3.1.15设备管理devicemanagement在智慧管理平台上建设远程诊断系统，与电厂侧设备诊断系统完全联动，包含远程故障诊断、设备健康预测、远程技术监督等智能模块，各模块可配置与更新，可通过平台实现业务功能扩充升级等管理。3.1.16数字孪生digitaltwin（DT）以多维数据融合和虚拟数字化模型驱动，借助历史数据、实时数据、算法模型以及数字孪生体和物理实体的闭环交互，通过监控、模拟、验证、预测、优化实现物理实体全生命周期安全、可靠、高效运转的一系列技术。3.2缩略词缩略词中文释义英文释义BDS北斗卫星导航系统BeiDouNavigationSatelliteSystemSQL结构化查询语言StructuredQueryLanguageGIS气体绝缘变电站GasInsulatedSubstationAGC自动发电控制AutomaticGenerationControlEDC经济调度控制EconomicDispatchControlAR增强现实AugmentedRealityVR虚拟现实VirtualRealitySCADA数据采集与监视控制系统SupervisoryControlandDataAcquisitionRAID磁盘阵列RedundantArraysofIndependentDisksSaaS软件即服务SoftwareasaServiceIaaS基础设施即服务InfrastructureasaServiceAI人工智能ArtificialIntelligenceBIM建筑信息模型BuildingInformationModelingAVC自动电压控制AutomaticVoltageControlLCU现地控制单元LocalControlUnit表3-1缩略词对照表4总体架构4.1总则智慧水电厂建设包括智慧水电和智慧管理两部分，通过充分利用云计算、大数据、物联网、人工智能、移动互联、5G应用等技术，推进智慧水电厂建设，实现无人值班（少人值守）管理，强化现场智慧安全管理，打造高效协同的智慧水电站，提升水电站安全生产管控能力。4.1.1智慧水电基本要求a）智慧水电以一体化管控系统为基础，以“智能集控+无人厂站”建设为重点，逐步提升流域、区域集控智能化水平和厂站侧无人化水平，实现生产区内各自动化系统及其系统间的互联、互通、互动，通过一体化系统架构下的分域设计实现各系统相对独立、灵活配置，支持水电厂生产智能化完整解决方案的构建。b）智慧水电应以电厂计算机监控系统为基础，整合水情测报、水调自动化等系统，构建高度集成的统一信息控制平台。智慧水电平台是集实时监视与安全控制、经济运行与优化调度、运行维护与决策管理的综合应用系统，既具有实时数据采集和处理、综合数据计算、控制与调节、安全运行监视和事故追忆等基本功能，又支持水-电调一体化、调控一体化、状态监测与故障分析等高级功能的实现。c）智慧水电平台应以数字化为前提，以网络、信息技术为基础，以智能化为方向构建包含数据分析环境、智能控制环境、开放的应用开发环境的基础平台软件，为自动化、信息化、智能化应用提供开发、运行、集成及维护环境，支撑以工业互联和人工智能为核心的生产控制业务，满足水电厂智能化、一体化运行控制的需求。d）基础平台软件应依托系统硬件和网络为各业务功能提供数据分析挖掘、先进和智能控制两大序列技术服务，开放的应用开发环境应通过标准化服务机制接入第三方提供的技术服务和定制化功能。e）智慧水电厂建设的目的是进一步提高机组的可控性和可调性，提升电厂的安全和经济运行水平，提升网厂之间的智能协调水平，实现水电厂“无人值班、少人值守”、流域集中监控。f）智慧水电网络安全应以可用性优先为原则，根据自身架构与软硬件特点，切合发电生产业务安全需求，部署适用有效的网络安全防御体系，满足国家和行业相关标准要求。g）具备条件的智慧水电厂应建设流域梯级调度，在市区建设流域集控室开展远程集控。4.1.2智慧管理基本要求a）智慧管理是基于“云、大、物、移、智”等信息化手段和“新基建”，实现企业生产和管理的有机融合，整合企业管理资源、资产资源和信息资源，打通应用系统的数据、服务、流程通道，实现全业务、全链条的信息化覆盖和优化，促进企业内部资源优化配置，持续提高企业创新能力，激发员工的主动性、创造性，增加企业对于经营环境与市场需求变化的自适应用能力的企业业态。b）智慧管理应基于统一的数据中心资源环境，包含但不限于应用软件开发平台、机器学习算法平台、数据平台、统一报表平台，为企业的业务应用提供统一的信息化支撑环境，实现企业的智慧化建设。c）智慧管理应建设覆盖电站安全、运行、设备、应急、经营、物资、风险、党建、行政管理等业务的管理体系，实现对全厂设备资产数字化、可视化、智能化的监控与管理，以及生产经营各环节的智能预测、智能分析、智能诊断、智能决策。d）智慧管理应借助智能终端设备和智能执行机构，基于物联网、机器学习和算法模型实现电站的无人值班、少人值守和智慧运行，有效降低运行人员工作强度，提高工作效率，节约人力成本，实现企业本质安全。e）智能管理建设应构建统一的端、边、云的数据采集及管理体系，实现数据统一采集、统一存储、集中管理，有助于实现数据的资源化、集中化管控，发挥数据资产价值，构架企业上层智慧应用的基石，实现企业的数字化转型，以数字化驱动企业管理的智慧化。f）智慧管理的建设应具备先进性、可扩展性、健壮性，能够支撑企业未来信息化建设扩展的需要。g）智慧管理应构建安全的网络及安全管控体系，保证数据、环境、网络、边界、通信、设备、计算安全。h）智慧管理应具备和上级单位统建系统及其他外部数据通信及系统集成的要求。4.2系统架构智慧水电厂建设应按照《电力监控系统安全防护规定》（发改委〔2014〕14号令）、GB/T40222《智慧水电厂技术导则》以及GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》规定开展。智慧水电厂纵向分为过程层、单元层、厂站层和应用层，横向按照实际业务可分为智慧水电和智慧管理两部分，纵横结合构建一体化的智慧水电厂系统架构（详见相应插图）。在智慧水电厂的系统框架内，过程层负责提供各种基础服务功能，各类装备负责感知、测定和执行生产信息数据；智慧水电主要负责处理与实时运行控制相关的任务，包括实时数据收集、分析、控制策略的生成和指令下发；智慧管理则负责对生产资源进行最优化整合和调配。上述部分各司其职，互相配合，共同构成一套有机整体。4.2.1智慧水电a）智慧水电综合应用集实时监视与安全控制、经济运行与优化调度、运行维护与决策管理为一体，应具有实时数据采集和处理、综合数据计算、控制与调节、安全运行监视和事故追忆等基本功能及水-电调一体化、调控一体化、状态监测与故障分析等高级功能。b）智慧水电以生产信息全集成为基础，构建厂站一体化系统，并搭建数据分析环境、智能控制环境、智能计算环境、开放的应用开发环境。c）智慧水电按模块设计可分为“智能监测与诊断”、“智能报警”、“智能分析”、“智能控制”、“多系统联动”等业务应用。4.2.2智慧管理a）智慧管理是指对水电厂生产资源、管理资源、数据资源、技术资源的整合，结合智能技术、信息技术与现代管理理念，利用现代信息技术实现数据流、管理流、业务流、信息流的四流合一，把企业的有形资产化为企业的无形资产，提高企业的生产运营能力、智慧决策能力和品牌价值影响力。b）智慧管理应以开发平台、数据平台、统一报表平台、机器学习算法平台为基础构建厂站一体化系统，通过全过程的泛在感知和监督、监控，消除信息孤岛，实现企业优化资源配置，降本增效，实现企业全流程、全生命周期的精细化管理。c）智慧管理按模块设计可分为安全管控、运行管理、应急管理、设备管理、库坝管理、经营管理、物资管理、风险管理、行政管理九大部分。4.3硬件架构硬件设施是智慧水电厂业务功能的运行载体。硬件建设包括但不限于网络、服务器、交换机等设备。硬件架构（详见相应插图）。4.3.1硬件要求a)计算机硬件和网络设备的配置应满足系统功能要求，所选设备应技术成熟、稳定可靠并符合技术发展趋势。b)智慧水电包含与生产运行密切相关的实时控制区和非实时控制区；智慧管理包含与业务管理相关的管理信息区和决策支持区，两者之间按照“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证、综合防护”的原则实现逻辑隔离和物理隔离。c)数据库服务器宜采用集群、分布式存储等技术。d)智慧水电的硬件设施主要包含数据库服务器、计算服务器、通信服务器、智能控制器和网络硬件。智慧管理的硬件设施主要包含高级应用服务器、大数据平台服务器、机器学习算法服务器和网络硬件。4.3.2通信服务器a）宜采用机架式服务器。b）应冗余配置，通过冗余网卡接入双通道网络。c）应能在接口数量和接口技术方面支持与生产过程控制系统、调度及流域控制系统的连接。d）通过冗余网卡与交换机连接，应确保在任何一个数据通道故障时，其余的数据通道能保持至少50%的数据传输能力。e）对各系统数据的读取不应影响其本身的监视、控制功能。f）通信服务器应具备操作员站功能和工程师站的功能，其中系统响应时间应低于1秒，界面更新频率应高于60Hz，以实时监控电站各机组运行情况。g）应具备高扩展性、兼容性，满足未来系统扩展建设要求。4.3.3数据库服务器a）宜采用机架式服务器。b）处理器应适应数据库系统功能要求。c）内存应满足所采集的标签点的容量要求。d）应配置可热插拔的冗余电源系统和冗余风扇散热系统。e）存储系统宜采用独立的磁盘冗余阵列（RAID），存储技术宜为RAID10或RAID5，存储容量应≥2TB。f）宜采用SSD固态硬盘，提升数据存储及访问效率。g）应配置冗余内存及存储介质。h）应配置四块网卡，至少包含两块千兆网卡。千兆网卡用于接入高级应用服务网，另外两块网卡用于接入厂站层网、集控层网。i）可根据需要配置为集群方式。j）应具备高扩展性、兼容性，满足未来系统扩展建设要求。k）应配置光纤通道板卡（HBA卡），用于快速存储数据。4.3.4工作站a）宜采用机架式服务器。b）处理器和内存应适应数据分析服务器功能要求。c）应配置GPU。d）应配置可热插拔的冗余电源系统和冗余风扇散热系统。e）存储系统宜采用独立的磁盘冗余阵列（RAID），存储技术可为RAID1，存储容量应≥1TB。f）应配置四块网卡，至少包含两块千兆网卡。千兆网卡用于接入高级应用服务网，另外两块网卡用于接入厂站层网、集控层网。g）应根据计算强度需求进行选型配置，一般应支持集群式架构，可支持GPU多核并行计算。h）可支持冗余配置。i）应提供与智能控制器相同的算法组态和运行环境，满足高资源需求下的组态式应用软件开发运行要求，同时可提供第三方独立程序的开发运行环境，并对二者进行协同运行管控。4.3.5应用服务器a）应采用虚拟化集群技术，具备应用发布功能、一定的计算功能等。b）能够支持至少10个虚拟机的并行运行。c）具备在5分钟内自动发布和更新应用的能力。d）具备每秒处理至少1000次计算任务的能力。e）能够支持至少2个并行运行的智能分析计算引擎实例。f）每个实例在处理复杂计算任务时，CPU使用率不超过80%。g）应具备云端自动扩充的能力。h）应能满足高并发量的用户请求。i）应支持安装64位操作系统。4.3.6网络硬件a）应选用至少支持10GbE接口的交换机作为数据中心存储网络和业务网络的数据核心交换机。b）核心交换机应能支持至少1000个并发连接，并且在峰值负载下，端到端的网络延迟应低于1毫秒。c）接入交换机应使用集群技术，保证交换机连接的冗余。4.4网络架构智慧水电厂网络承载整个水电厂各类全业务类型的数据交换任务，并可支持网络平滑扩展升级和智能化应用的需要。基于水电厂的安全分区原则，以及工业化与信息化融合对于无线网络的需求，智慧水电厂网络分为生产控制网、管理信息网和工业无线网。管理信息大区宜使用管理信息网，生产控制网中除安全接入区外，禁止使用具有无线通信功能的设备，以时钟同步为各类数据提供统一的时间基准。智慧水电厂网络结构需遵循以下标准：a）网络架构完全遵循《网络安全等级保护基本要求》《电力监控系统安全防护规定》和《电力监控系统安全防护总体方案》的要求。b）网络架构的规划设计应符合高性能、标准化、安全稳定、经济实用和易管理维护的原则。c）网络分为生产控制网、管理信息网和工业无线网。通过时钟同步为各类数据提供统一的时间基准。d）安全Ⅰ区、安全Ⅱ区局域网宜采用双网结构，管理信息大区局域网可采用单网结构。4.4.1生产控制网a）应设置过程层网、厂站层网、集控层网，宜单独设置应用服务网。b）设备分区应符合电力系统安全防护分区要求，分为控制区（安全区Ⅰ）和非控制区（安全区Ⅱ）。c）应满足安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证、综合防护的安全防护规定，Ⅰ区和Ⅱ区满足不低于防火墙的防护要求，集控中心与流域各水电厂之间应部署纵向加密认证防护设备。d）生产控制大区应落实国家信息安全等级保护制度2.0。过程层通信网络a）各现地控制单元的过程层通信网络应互相独立。b）采用串行通信方式时，速率宜≥1Mbps；采用并行通信方式时，速率宜≥256kB/s。c）宜采用统一标准的通信方式，对于不具备标准接口功能的设备可其他常规通信方式。单元层通信网络a）单元层与过程层通信采用与过程层相同要求的通信网络，与过程层组成过程层通信网络。b）单元层与厂站层通信采用与厂站层相同要求的通信网络，与厂站层组成厂站层通信网络。厂站层与集控层通信网络a）应在集控中心与流域各水电厂之间建立一套独立于调度的光传输网，光传输网的光纤拓扑采用环网结构，以确保通信的可靠性。无法建立光传输专网时，应根据带宽需求，租用电力的传输通道组网，网络为双星型结构。b）厂站层网、集控层网宜采用冗余同时工作的方式。c）宜在厂站层冗余双网、集控层冗余双网的基础上按智能化建设需求部署高级应用服务网。d）高级应用服务网宜采用冗余同时工作的方式。e）集控中心与流域各水电厂之间的生产控制大区通信应部署纵向加密认证防护设备。f）宜采用符合国际电工委员会或国际标准化组织的国际标准通信协议。g）网络主干及操作员站、工程师站等功能站的通信速率应≥100Mbps。h）通信网络节点间距离＜80m可采用通信电缆（双绞线），＞100m距离应采用光纤。4.4.2管理信息网a）管理信息网包括生产办公网、互联网、上级单位专线，为各类计算机互联互通提供数据通道，服务器资源为各类平台软件运行、存储等提供支持，安保防护网为各前端设备与平台之间的互联互通提供数据通道，数据中心为大量计算机设备提供可靠稳定的运行环境。b）生产办公网应采用二层网络架构，即核心层、接入层组成，特殊情况采用三层网络架构，核心层采用两台高性能核心交换机形成热备，接入层至核心层双上联带宽不低于千兆，根据应用需要，接入层交换机需配置POE供电交换机。c）管理信息网接入互联网应在出口配置防火墙、入侵检测等安全设备，按照上级单位互联网出口统一规定要求实现。d）服务器资源应利用云计算技术实现基础资源的统一管理和调配。e）安保防护网由工业电视监控、门禁、出入口控制等系统组成，对网络的带宽占用大，应独立于生产办公网，采用三层架构，即核心层、汇聚层、前端接入层组成，相关流媒体、存储等服务器连接至核心层，完成相关系统的管理。f）数据中心机房承载大量高密度服务器和核心交换设备，应按照国家机房建设相关标准，采用节能、环保、高效、安全等技术进行机房建设或改造。4.4.3工业无线网采用工业无线解决方案，将无线应用到生产运营的各个领域，通过开放、互联的敏捷网络，将人、应用系统、机器和所有的传感设备无缝连接，提供全方位的运营革新，推动上级单位生产企业创新发展，提升安全生产水平。4.4.4时钟同步时钟同步是系统安全、可靠运行的重要支撑部分，为智慧水电厂提供时间基准，确保各环节的时间一致性、采样信息的准确性。图4-1智慧水电厂系统总体架构图图4-2网络安全分区与数据流向图5基础设施及智能装备5.1基础设施基础设施包括网络设施、定位设备、卫星通信、时钟同步系统、三维系统、数字孪生系统、虚拟现实系统、增强现实系统、视频系统、门禁系统、消防系统。5.1.1网络建设无线网络无线网络与移动互联的设备应采用高可靠性的、满足国家相关安全要求的设备组网。无线网络应基于WiFi和LTE的无线网络产品，为水电厂提供一张WiFi覆盖+LTE生产无线专网广覆盖的统一生产办公IP承载网络。利用WiFi和LTE专网不同的特点，将车辆管理、环境和能源检测、厂区监控、人员定位、设备点检实现LTE/4G/5G承载，而移动办公网络则实现WiFi承载，设备远程专家会诊则根据现场网络情况实现灵活承载，助力电厂实现有效的生产安全监控和调度，提高生产安全，同时大幅度提高生产办公运作效率。.15G网络a)5G网络应具备大带宽、广连接、高可靠、低时延特性，确保网络性能在实际运行中能满足高效、稳定的需求。b)5G网络的远程监控、数据采集、运维和巡检信息辅助功能等应在技术成熟且可靠的前提下，通过安全接入区应用于生产控制过程。c)在网络安全方面，应在安全接入区与生产控制区之间部署横向隔离装置，以实现网络的隔离安全。同时，安全接入区与5G网络之间应部署加密认证措施，其加密等级应满足或超过国家相关网络安全标准。d)对于5G网络的建设，应首先在辅控系统进行试点，确保稳定运行时间不少于3个月。试点成功后，应在2年内逐步推广到全厂区，实现高效率、零停机、低时延和高稳定可靠的无线控制网络。e)5G网络应逐步完善对接智能发电控制系统、网络传输现场测点信息、控制现场设备、智能仪表智能执行机构等功能。f)5G网络应实现视频传输监控、人脸智能摄像头、检修现场视频监控回传、执法仪、车载设备、视频识别设备异常状态、人员异常行为分析识别等功能。g)5G网络应实现视频摄像头跟随联动技术，将摄像头位置信息与人员位置信息关联。.2工业WiFi无线a)工业WiFi与移动互联的设备应采用高可靠性的、满足国家相关安防要求的设备组网，主要用于厂侧传感设备的互联互通、移动应用。b)工业WiFi宜采用包括核心交换机、无线控制器、POE交换机和AP的网络架构。c)无线AC应对所有的AP进行管理和终端用户接入管理；POE交换机应负责为AP提供有线网络接入并为AP远程供电，通过无线管理组件，应对所有在网AP实现无缝的管控。系统应考虑到用户无线安全接入，对无线用户启用不同（如portal/dot1x/mac）认证方式，并结合准入认证系统；对员工应进行无线接入权限策略设置，实现“统一认证、不同权限”的设计目标。d)工业WiFi无线网覆盖范围不包含严禁使用无线电区域。.3LTE无线专网设施a)无线专网基站采用包括BBU（基带单元）和RRU（远端射频单元）分布式基站，两者共同完成LTE基站业务功能。BBU+RRU光纤基站是将基站的基带部分和中频/射频部分分开，使基带共享资源池（BBU）集中放置，通过光纤与远端单元（RRU）相连，天线选择需要根据覆盖需求和按照空间来进行合理选择天线类型以及是否涉密等，保障覆盖质量和覆盖能力。b)eLTE宽带接入技术支持移动办公、远程数据采集、视频监控，语音等多种无线宽带业务。针对企业项目小网络规模不大的特点，可实现带宽可变、频段规范化方案。c)LTE网络不能对高精密的电子产品产生干扰和影响。d)专用无线通信网在建设过程中需融入信息安全防护体系建设，具备较高的安全性，满足行业规范和国家法律法规。.4ZigBeea)ZigBee低速短距离传输的无线网上协议，底层应采用IEEE802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。应满足低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全等要求。b)ZigBee能源消耗显著低于其他无线通信技术。ZigBee开展传输处理过程中对应需求的功率为1MW。ZigBee进入休眠状态，其所需的功率应更低。通过为装置有ZigBee的设备配备电池，该设备应可持续运行超过6个月的时间。c)ZigBee应具有较高的安全可靠性。ZigBee应具备完整的检测功能，同时在应用ZigBee时需要进行反复的检验流程。ZigBee在传输数据过程中可确保数据流应相对平行性，ZigBee应满足为数据提供宽广的传输空间。.5LoRaa)LoRa网络通常采用星型拓扑，由端点设备（如传感器、计量设备等）通过无线信号与LoRa网关通信，网关再将数据传输至中央网络服务器。b)LoRa网络提供了内置的端到端加密功能，使用AES-128等加密标准来保护数据传输不被未授权访问。c)LoRa信号具有很强的穿透能力，能够在水电站复杂的地形和建筑环境中传输信号。d)LoRa可以与其他通信技术（如4G/5G、WiFi等）集成，为智慧水电站提供更加灵活和全面的通信解决方案。.6NB-IoTa)NB-IoT设备应符合3GPPRelease13或更高版本的标准，并能在现有细分带宽内运行，以保证与现行网络技术的兼容性。b)采用E2E安全性设计，包括数据加密和传输完整性保护，满足3GPPTS33.220标准。c)NB-IoT网络应采用端到端加密技术，确保数据传输的安全性，且加密等级应满足国家相关网络安全标准。d)NB-IoT系统应具备与现有SCADA系统及其他工业控制系统的互操作能力，确保数据的无缝整合。e)满足国家法规关于无线电传输的EMC和射频规范，如GB/T9254和YD/T1591标准。有线网络a)搭建智慧水电厂核心业务网络，实现各个业务的实时互联、通信，整合水电站各类数字信息数据资源，满足水电站业务数据的高效传输与分析要求。b)关键网络核心为视频数据交换网关，应满足应用需求并提供冗余。c)应在核心交换机上部署负载均衡系统。d)网络出口主安全设备应采用简化网络构架，同时宜设置网络内部交互安全防御等功能。e)网络架构普通交换机应选用接入型交换机，汇聚层应选用网管型交换机。f)网络架构宜优选先进光纤网络技术，如：GPON技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准。g)有线网络时延指标应满足下列性能要求：f)接入网宜支持IP协议，传输层支持TCP和UDP协议。g)传输网络宜设定控制、音频、报警和视频等业务优先级，能优先转发控制和报警业务。h)传输网络的传输时延指标要求参照通信行业标准YD/T1641—2007中7.3.2、7.3.3、7.3.5。a)传输网络的传输抖动满足YD/T1171—2001中第7章所规定的1级（交互式）或1级以上QoS等级规定，时延抖动上限值为50ms。b)传输网络的丢包率满足YD/T1171—2001中第7章所规定的1级（交互式）或1级以上QoS等级规定，丢包率上限值为1×10-3。c)传输网络带宽满足GA/T669.1—2008中6.2.1网络带宽要求。网络带宽设计应能满足前端设备接入监控中心、监控中心互联、用户终端接入监控中心的带宽要求并留有余量。d)前端设备接入监控中心所需的网络带宽不小于允许并发接入的视频路数×单路视频码率。e)监控中心互联所需的网络带宽不小于并发联接的视频路数×单路视频码率。f)用户终端接入监控中心所需的网络带宽不小于并发显示的视频路数×单路视频码率。g)预留的网络带宽根据联网系统的应用情况确定，一般应包括其他业务数据传输带宽、业务扩展所需带宽和网络正常运行需要的冗余带宽；h)720P分辨率的单路视频码率建议为1024kbps～2048kbps（25帧/s），1080P分辨率的单路视频码率建议为4096kbps（25帧/s）；各分辨率的码流带宽突发不得超过实际配置带宽的20%。i)预留的网络带宽应根据联网系统的应用情况确定，一般包括其他业务数据传输带宽、业务扩展所需带宽和网络正常运行需要的冗余带宽。j)核心交换机应采用100G/40G平台设计，交换容量达到150Tbps，同时具有高密度千兆以太网三层接入特性，具备48端口以上万兆光/电接入能力，具备96端口以上千兆光/电接入能力，支持层次化QoS、VPN组播功能，支持基于硬件的故障检测机制，具有热补丁等功能。k)汇聚交换机交换容量宜达到2Tbps，支持不少于44个千兆光端口接入能力、4个万兆光端口接入能力、6个40GE端口扩展性。5.1.2定位技术在智慧水电厂建设过程中，应考虑各项定位需求，比如人员管理、货物管理、安全管理等方面。根据定位技术原理不同，可以将智慧水电厂定位技术可以分为北斗卫星定位、WiFi定位、UWB定位、RFID定位、ZigBee定位、蓝牙定位、声波定位、低频触发定位、光定位等。根据水电厂不同的应用场景，采用不同的定位技术方案。.1室内基站技术要求a)无遮挡或轻微遮挡下平均定位精度≤50cm。b)容量：最小定位单元（四个基站）覆盖范围最大1000m2；人员定位管理系统可容纳≥2000个定位标签。c)覆盖能力：在空旷无障碍场所与定位电子标签可靠通信距离100m；在各种复杂条件下与定位电子标签可靠通信距离30m。d)基站天线360度全内置；同步机构：宜采用无线同步。e)工作电压24V，防护等级IP67，工作温度：-40℃～70℃，工作湿度：10%～90%无凝结，存储湿度：5%～95%无凝结。f)数据接口：标准以太网口/内置WiFi；以太网口的传输方式：TCP/IP协议，以太网口的传输速率：10/100Mbps自适应，以太网口的最大传输距离：100m。可选用定位辅助基站进行存在性定位，对精准定位、线性定位进行补充。.2室外基站技术要求a)材质铸铝防护材料外壳，IP67防水等级，适应室外严酷环境；b)安装方式应采用简单牢靠机壳固定结构，抱杆安装方式；c)天线类型外置全向玻璃钢天线（N型接口）；d)通信距离（空旷）35m～50m，传输间距100m或以上；e)工作温度-40℃～70℃，存储温度-40℃～85℃，工作湿度10%～90%无凝结，存储湿度5%～95%无凝结；f)传输介质超五类以上网线，接口类型有线以太网，接口速率100Mbps，接口协议TCP/IP协议，接收灵敏度：≤-90dBm，供电电压DC24V±0.1V。.3防爆基站技术要求a)防爆等级：ExibIICT6Gb；b)安装方式内置天线，宜采用吸顶式安装；c)供电方式：DC电源供电方式；d)频段范围6.2GHz～6.7GHz；e)发射功率密度-41.3dBm/Mhz，接收灵敏度≤-90dBm；f)天线类型内置全向天线，天线增益2dBi；g)通信距离（空旷）35m～50m；h)接口类型有线以太网，接口速率100Mbps，接口协议TCP/IP协议，传输间距100m；i)传输介质超五类以上网线；j)防护等级IP66，接口方式防爆防水插头M16×1.5转G1/2.；k)供电接口直流DC12V，供电电压24V，供电电流1A；l)工作温度-40℃～70℃，存储温度-40℃～85℃，工作湿度10%～90%无凝结，存储湿度5%～95%无凝结；m)同步模式采用无线同步。.4定位标签技术要求a)定位基站及标签采用同一品牌，定位精度≤50cm；b)标签状态全监测、标签命令可下发；c)刷新率单频段可调整，无需其他频段辅助；d)充电锂电池，工作时间≥2周（1Hz）；e)通讯距离35～50m，单次通信时间＜1ms；f)接收灵敏度：≤-90dBm/m；g)无线收发频率可调0.01Hz～30Hz；h)待机电流10μA，工作温度-0℃～60℃，存储温度-10℃～70℃，工作湿度10%～90%无凝结，存储湿度5%～95%无凝结；i)紧急情况上传SOS按键，紧急情况下发振动/蜂鸣；j)唯一固化ID，不可更改；k)RFID读卡距离＜10cm；l)可与基站双向通讯；m)电磁辐射满足国标。5.1.3卫星通信功能要求a)应具有卫星通信网络和卫星通信设施。b)宜建立一套卫星通信系统作为应急通信通道。c)应能实现与光纤通信线路的自动冗余切换。d)应支持在地面光纤通信网络中断的情况下，实现水电厂、集控中心、调度中心之间的调度语音、调度自动化等业务的综合传输。卫星通道应满足电力监控系统安全防护的相关要求。e)应实现卫星通信地面通信线路的自动备份，平时地面线路正常时，卫星仅负责传输少量监听数据，数据量较小；地面线路异常时，由卫星负责为问题远端站传输数据。技术要求a)传输波段应为Ka/Ku波段。b)卫星系统体制应为TDM/TDMA。c)系统可用度应达到99.9%。d)误码率应＜10-9。e)雨衰备余量应满足主站和小站均≥5dB。5.1.4时钟同步时钟同步是系统安全、可靠运行的重要支撑部分，为智慧水电厂平台提供时间基准，确保各环节的时间一致性、采样信息的准确性。主时钟技术要求a）应采用冗余配置。b）应具备接收卫星时间信号能力，并实现时间信号的跟踪同步。c）应支持以下可选的接口形式：IRIG-B（调制或非调制）、1PPS、RS-232、RS422/485、NTP（以太网接口），当使用NTP（以太网接口）进行时钟同步时，该接口应满足电力监控系统安全防护的相关规定。d）应具有极好的守时能力，在卫星信号异常时也应保证输出的时间同步信号精度满足要求。e）时间信号接收单元应具备无线时间信号接受单元、有线时间信号输入单元、输入时间信号。f）时间保持单元应具备在可以接收到外部时间基准信号时，被外部时间基准信号同步；当接收不到外部时间基准信号时，保持一定的走时准确度。g）当主时钟接收到外部时间基准信号时，时钟信号输出单元应能够按照外部时间基准信号输出时间同步信号；当接收不到外部时间基准信号时，按照内部时钟保持单元的时钟输出时间同步信号。当外部时间基准信号接收恢复时，自动切换到正常状态工作。h）应具备工作状态指示和告警功能，具备电源正常、外部时间基准信号锁定的状态展示功能，并具备电源终端、外部时间基准信号消失、设备自检出错的告警功能。i）应具备时间（日期）显示及设置功能，要求时间显示≥6位，能够显示年、月、日、时、分、秒时间信息，并支持上下午、12h/24h制、AM/PM等不同方式展示。主时钟配置a）时间偏差≤1μs（同步至北斗），守时性能≤1μs/h（同步到北斗2h后，12h内）。b）应支持DL/T60870-5-104标准和DL/T860标准通信。c）应满足GB/T26866《电力系统的时间同步系统检测规范》要求。时钟同步卡配置a）应具备接受外部B码时间，双B码时源冗余配置，内置高稳晶振功能，具有良好的守时能力。b）应内置高稳晶振，具有良好的守时能力，具有自诊断功能，具有时间精度测试输出。板上时间同步偏差≤10μs（同步至主时钟，相对主时钟输出）。c）服务器时间同步偏差≤100μs（同步至主时钟，Linux系统时间相对板卡）。d）守时性能≤100μs/h（同步到主时钟2h后，12h内）。e）应满足GB/T26866《电力系统的时间同步系统检测规范》、YD1355《小型局站同步时钟设备技术要求和测试方法》的要求。5.1.5三维建模a)应构建三维模型，以设计院提供的二维图和部分三维模型为基础，通过对主、辅机设备进行三维建模，形成高精度、等比例的三维模型，构建与电站一致的3D电站模型。三维模型应具备基本的平移、旋转、缩放、定位、属性查看、高亮、对象隐藏、对象透明等功能。b)应采用轻量化三维可视化引擎，对三维模型采用先进的压缩方式，使模型的体积压缩到最小，可以支持超大模型浏览，拥有良好的扩充性和压缩比，核心分层传输技术能够保障在浏览器上流畅体验，同时采用流式加载的方式，使得三维模型能够通过网页浏览器、移动终端快速的漫游和浏览。c)应实现数字化移交的功能，按照设计期的数据关联进行文档查询或文档结构更新。机组投产运行后，在已有的全息数字三维模型上结合设计期的PPIS编码、设备规格名称、物资编码等基础数据改进和联通电站的生产运营管理系统。d)应提供全厂可视化导航与漫游的功能，提供基于角色的、灵活的导航方式，实现全全厂生产环境和设备实际运行状况的浏览。e)应能与电站设备数据关联和业务系统集成，实现人机交互和对整个电站高精度物理表象静态数据、生产实时数据、管理数据的动态关联表示。f)应具备可视化智能巡检的功能，基于三维模型、人员定位，AR技术，根据系统巡检路线及巡检设备中的应用，可以实时监测显示巡检人员巡检位置，实现可视化智能点巡检。g)应具备三维可视化培训的功能，基于三维模型和VR技术，实现工艺流程仿真、主辅机设备拆解、机组启停正常运行操作、机组故障处理等沉浸式培训。h)应具备三维可视化检修的功能，基于三维模型和可视化仿真技术，将实际生产过程在计算机上重现出来，让操作、维护人员在虚拟现实空间中形象直观地监视机组状态，分析状态演绎过程，了解设备的结构特征和操作维修技巧，实现可视化检修。i)应具备三维可视化风险防控的功能，基于三维模型、人员定位、风险点设置，当人员步入危险源区域，应有明显的标识，画面应实时显示工作人员靠近危险源的距离信息，等到达警戒区，三维画面上应发出告警，在实际巡检过程中，结合人员定位技术，对靠近危险源的人员进行应进行提醒，如手机震动，提醒该人员远离危险源。j)应具备三维可视化应急指挥、演练的功能，基于三维模型、网络协同、通信技术，在对各类安全应急事件进行模拟和仿真的基础上，提供给不同的人员角色间网络化协同应急处置模拟演练，能够身临其境的感受应急事件的发生和协同处置的全过程。k)三维可视化应具备视频联动的功能，应基于三维模型，部署全厂的视频虚拟设备，可直接调用摄像头，查看周界环境。5.1.6数字孪生数字孪生以多维数据融合和虚拟数字化模型驱动，借助历史数据、实时数据、算法模型以及数字孪生体和物理实体的闭环交互，通过监控、模拟、验证、预测、优化实现物理实体全生命周期安全、可靠、高效运转的一系列技术。总体要求a)智慧水电厂数字孪生应基于水电厂几何数据、设备性能数据、设备运行数据、气候数据等，通过数学建模、大数据分析、仿真、AI技术，构建智慧水电厂数字孪生体及数字孪生应用，为水电厂设计智能化、建设智能化，以及水电厂的安全运营、绿色运营、高效运营提供增值服务。b)智慧水电厂数字孪生宜采用开放架构，独立于现有系统进行构建，也可在现有系统上扩展构建。c)水电厂物理实体、数字孪生体、数字孪生应用之间的连接方式、信息传输、交互机制以及连接测试方法应符合国际标准IEC61158-1、IEC61158-2、IEC61784-1、IEC61784-2、IEC62026-1、IEC62026-2的要求。d)能将生产过程中采集到的数据与数据孪生模型相关联，实现物理实体与虚拟模型之间的关联映射，形成的三维模型实现可视化展示，数字孪生系统应具有账户权限管理、设备管理、数字孪生应用管理的框架。e)数字孪生应确保数据及其应用的安全可靠。f)水电厂数字孪生在更新、维护时应不影响基础设施各系统的正常运行。物理实体要求a)可利用数字技术对物理实体的特征、形成过程、性能和行为等进行建模描述。b)孪生体与待反映对象的几何形状和尺寸、结构组成以及宏观和微观物理特性基本相同；c)物理实体应具有可接收数字孪生体优化控制指令的接口。d)物理实体接收数字孪生体优化控制指令的接口应符合国际标准IEC62026-1、IEC62026-2要求。数字孪生体及数字孪生应用要求a)数字孪生体应真实、客观映射物理实体，满足数字孪生应用需求。b)构建数字孪生体所需的物理实体数据应采用国际标准ISO/IEC38505-1、ISO/IECTR38505-2或国家标准GB/T38667进行表示、分类、预处理。c)数字孪生应用的开发、运行管理、测试评价应符合国家标准GB/T38666、GB/T37721、GB/T38633、GB/T38643。5.1.7虚拟现实a)虚拟现实技术在智慧水电厂中的应用应符合安全要求，包括设备的安装、使用、维护和升级等方面。b)虚拟现实技术应保证可靠性，确保设备正常运行并能提供准确的信息。c)虚拟现实技术应能提供良好的用户体验，包括流畅的视觉效果、准确的操作方式、易于操作的界面等。d)应遵循行业相关标准，确保虚拟现实技术的质量和可靠性。e)在使用虚拟现实技术时，应保证信息的保密性，避免泄露机密信息。f)使用虚拟现实技术的人员应接受相应的培训，确保能够正确使用设备。g)应定期对虚拟现实设备进行维护和升级，确保设备能够正常运行。h)应定期备份虚拟现实设备中的数据，以防数据丢失。i)应建立规范的设备使用管理制度，包括使用人员的管理、设备的预约管理、设备的使用记录等。j)应建立规范的软件版本管理制度，确保使用的软件版本合法且符合要求。k)应建立规范的用户权限管理制度，确保使用虚拟现实设备的人员拥有合法的权限。l)应采取有效措施保护用户的隐私信息，避免泄露用户的个人信息。m)应建立规范的设备质量控制制度，确保虚拟现实设备达到规定的质量标准。n)应建立规范的设备使用记录管理制度，记录设备的使用情况，以便于跟踪和分析。5.1.8增强现实a)增强现实设备应符合工业级质量标准，能够在水电厂的恶劣环境中工作。b)设备应具有足够的性能，能够流畅地运行增强现实应用。c)设备应具有良好的人机交互功能，包括语音交互、手势交互等，方便水电厂工人使用。d)设备应具有较强的稳定性，能够长时间连续工作，保证在水电厂的长时间使用。e)应配备增强现实专用眼镜或头盔，并提供足够的视觉、听觉效果，方便水电厂工人进行操作。f)增强现实应用程序应符合相关法规和标准，保证水电厂工人使用安全。g)设备使用应符合安全操作规范，避免水电厂工人受到意外伤害。h)应建立良好的维护制度，定期检查和维护设备，保证设备的正常使用。i)应确保增强现实设备与水电厂现有系统的兼容性，方便数据传输和集成。j)应根据水电厂的特定需求，设计专门的增强现实应用程序，提高工作效率。5.1.9视频系统视频监控系统包括工业电视监控和安防监控，主要负责对水电厂重要区域进行全天候的常规视频监控，同时能与其它子系统进行报警联动，满足基建期及生产期对生产监控或安全管理的要求。除了常规视频监控外，采用360°全景鹰眼摄像机、视频拼接技术、特殊区域监控以及智能视频监控技术，全面采用1080p以上高清摄像机，以此提高系统的实用价值，水电厂视频监控设备宜保证品牌一致性。视频监控设备尽量保证品牌一致性，应根据场景需求选型。具体见下表。产品名称摄像机类型备注星光级网络红外球机星光级网络红外筒机A星光级网络一体化枪机可见光摄像机星光级网络红外半球黑光级智能球型摄像机B黑光级智能筒型摄像机多摄系列网络一体化智能枪机C出入口人脸抓拍机全局人车抓拍摄像机测温型热成像双光谱筒机（经济型）测温型热成像双光谱筒机（高配版）测温型热成像双光谱球机D热成像测温摄像机测温型热成像双光谱中载云台防爆型热成像双光谱测温云台防爆智能筒机E防爆系列摄像机防爆非红外球机涂层式防腐蚀球机不锈钢防腐蚀球机F防腐蚀系列摄像机不锈钢防腐蚀筒机耐高温护罩一体化网络摄像机H耐高温系列摄像机360°全景鹰眼摄像机I全景鹰眼摄像机5.1.10门禁系统基本要求a)宜集成电子、机械、光学、计算机技术、通信技术、自动识别技术、软件设计等诸多技术，实现电厂厂区和重要生产区域出入授权许可管理，利用信息化技术手段筑就的预防人身、设备事故的安全屏障。b)应具有通道进出权限的管理、时段控制、实时监控、远程授权、出入记录查询、反潜回、周界防护、消防报警监控联动、网络设置、逻辑开门、紧急逃生等。c)应具备在不同生产区域之间部署门禁系统；在生产区域中封闭区域和非封闭区域之间部署门禁系统；在封闭区域中重点区域和其他封闭区域之间部署门禁系统。d)应具备与智能两票、三外管理、考勤等系统的数据对接能力。初次进厂的基本培训、授权；对出入生产现场人员授权；对进入重点部位和危险点区域的生产管理人员授权；对具有单独巡视升压站和压区域资格的人员授权；通过工作票许可与终结自动授权工作负责人进入所选工作场所。e)门禁系统可以采用多种门禁方式（单向门禁、双向门禁、刷卡+门锁双重、生物识别+门锁双重），对使用者进行多级控制，并具有联网实时监控功能。f)应具备在线、离线和灾害三种模式，分别对应于正常工作、通信网络故障和灾害三种状况。门禁主控制器应具有消防联动功能，具备防剪防短的消防输入端子，检测到消防输入信号（短路/断路）时可根据预先设置的消防预案，同时自动广播告知各下挂就地控制器打开门锁。门禁系统应用a）门禁管理：智能电站应按业务需求在主要区域及设备间设置门禁，采用刷卡进出+开门按钮方式，配合电子锁进行准入控制，实现人员车辆管理功能。b）在线巡查管理：基于固定巡查作业需求，利用现有的门禁和视频监控资源，将门禁读卡器作为巡查点，灵活配置巡查路线，定期安排巡查员按路线进行巡查，从而实现对巡查工作及时有效的监督和管理。结合视频关联，报警联动，电子地图，报表等功能，实现巡查工作的自动化运行，全方位调度和可视化管理。c）考勤管理：可满足各种考勤需求，其中包括：时段与班次定义、人员排班，考勤规则及节假日定义，刷卡记录及考勤结果查询，考勤调整，报表等功能。系统可以统计出每个员工的出勤、迟到、早退、请假、加班、出差等状况，有定制的周、月、年等统计报表。员工上下班时，在感应区的有效距离内刷卡，便可完成考勤操作。管理部门可根据需要随时登录系统查询本部门员工的考勤、请假情况，并可随时打印出来。d）消费管理：系统采用智能ID卡作为“电子钱包”进行消费管理，实现食堂无饭票、消费点无现金流通的统一收费管理模式。消费者只需预先充值于ID卡账户中，消费时操作员在消费机上输入消费额，消费者在消费机感应区的有效距离内刷卡，消费机认可后便可完成消费，操作简单、方便、快捷。e）访客管理：针对电厂来访人员登记、拜访流程管理环节，应在电厂门卫处安装访客系统。f）通道管理：对进出厂区人员身份进行识别，正门采取双通道双向通行，侧门单通道双向通行，记录进出人员数据，进出人员身份信息。通道管理可按翼闸、摆闸或辊闸考虑。室外闸机、车辆道闸机箱安装需离地10cm（防水淹），做水泥基础外涂交通漆。g）车辆管理：采用车牌识别，对进出车辆进行权限识别，内部车辆可随意进出，外部车辆登记后由工作人员遥控放行，并对进场后的车辆进行视频跟踪。5.1.11消防系统a)按照《建筑消防设计标准》、《建筑消防规范》等法律法规规定设计、建造消防设施，保证消防设施的正常运行。b)设立专门的消防监控中心，实行24小时监控人员值班，对水电厂系统消防设施进行实时监督管控。c)消防系统应包含足够的喷淋阀和管道，覆盖水电厂的所有建筑物和设备。d)建立电力消防安全综合管理系统，实现对人、物资、业务的全过程信息化动态管理。e)构建智慧消防物联网，利用虚拟专网技术构建基于电力信息网的消防数据专网，实现对公司系统变电站、发电厂、办公大楼等重要场所消防设施运行状态的实时数据采集、分析预警。f)建立应急指挥机构，制定应急预案，组织应急救援和应急管理工作。g)建立联络机制，与当地消防部门建立联系，保证及时报警和救援。h)建立消防安全管理制度，包括消防安全管理职责分工、消防安全检查、消防安全教育培训、消防安全演练、消防安全事故处理等。i)建立消防安全设备维护制度，包括消防设备的定期检查、维护和维修，以及应急设备的预备和保障。j)