项目介绍

黄河羊曲水电站作为青海省"十二五"规划重点工程，是青豫直流特高压外送通道的关键配套调峰电源，对促进青海清洁能源外送具有重要战略意义。为实现智慧电厂建设目标，中国电建西北院在羊曲水电站打造了“五位一体”的智慧电厂建设标杆工程，并联合朗驰欣创深度融合数字孪生与智能巡检机器人技术，构建了"全域覆盖、精准识别、智能决策"的智慧运维体系。该模式显著提升了运维效率，为电站安全高效运行提供了智能化支撑。

【智慧电厂】水电站机器人巡检革新运维模式

（文章转载自“数字筑信”微信公众号，点击上方标题可跳转至报道原文）

01 解锁极限巡检新范式——打造全域感知网络

西北院深耕水电工程领域多年，依托深厚技术积淀与数智化创新能力，针对水电站高寒高海拔、设备运维复杂等痛点，打造出适应极端地域环境的智能巡检机器人，以 “走得稳、看得清、闻得准、算得精”为核心优势，实现了全天候、全场景的无人化智能巡检，全面突破了传统巡检瓶颈。

◆ 走得稳 ◆

轮式机器人运用SLAM同步定位技术达成毫米级避障，配备惯性导航与环境感知雷达，能实时构建三维空间地图，在狭窄复杂地形灵活穿梭，机械臂可深入设备缝隙检测；轨道机器人沿水车室等区域部署智能导轨，集成永磁同步驱动电机与冗余制动装置，以1m/s速度、±1cm定位精度，在潮湿、粉尘等恶劣环境稳定巡检。二者协同，形成柔性适应+精准覆盖”的立体巡检矩阵，突破人工巡检局限，确保全天候无死角通行。

◆ 看得清 ◆

轮式机器人配备红外热成像仪与高清AI摄像头，机械臂辅助深入狭窄空间，实时捕捉设备温度、气体浓度等关键参数；轨道机器人搭载360°自由旋转升降云台，红外热成像与高清摄像双模联动，精准识别隐患信号。数智化技术赋能视觉系统，边缘计算网关现场预处理图像，结合边缘-云端协同架构，高效上传特征参数至数字孪生平台，构建“高清捕捉+智能优化”闭环，提升复杂环境隐患识别率。

◆ 闻得准 ◆

机器人集群配备了多种类型的高精度气体传感器以及高灵敏度噪声拾音器等传感设备，气体传感器能够实时精准地探测环境中02、CO、SF6、03、CO2、H2S、CH4等各种气体浓度，拾音器则可实时采集声音数据。通过全面且实时地获取气体浓度和声音等环境数据，能够充分满足水电站实时监测的各项需求，精准识别设备异常状况，实现“实时监测+风险预判”的双重防控效果，为水电站的安全生产提供精准、可靠的数据支持。

◆ 算得精 ◆

基于深度学习的AI算法融合红外热成像、气体浓度等多源数据，构建设备健康状态模型。边缘计算网关现场聚合与轻量化处理数据，上传至数字孪生平台，数据传输效率提升70%，云端系统生成巡检报告与维护建议。轮式与轨道机器人数据互联，形成“感知-推理-决策”全链路闭环，使巡检从被动响应转向主动预测，为运维优化提供科学依据。

通过轮式机器人与轨道机器人的精准覆盖，结合数智化技术对“ 走得稳、看得清、闻得准、算得精”四大能力的深度整合，机器人集群实现了7×24小时无人化作业，以“全地形通行+多维度感知+高精度分析”的核心优势，推动巡检效率提升50%以上，故障预警准确率突破90%，为智慧电厂的安全、高效运行树立了行业标杆。

02 数字孪生+多源数据融合——构建智能预警中枢

依托数字孪生技术，将机器人的位置坐标、运行状态、实时数据、告警信息与三维可视化模型深度融合，西北院构建了“物理巡检-虚拟映射”的协同体系。

◆ 物理巡检层 ◆

在物理巡检层，机器人集成了视觉感知、热成像分析、局放监测、气体探测等核心技术，能够以毫秒级速度精准采集数据，并实时传输至数字孪生平台，通过“边缘计算+实时传输”实现数据价值最大化，边缘节点接收云端下发的任务指令，实现“云端决策-边缘执行”的闭环控制，从而充分挖掘并最大化数据价值。

◆ 虚拟映射层 ◆

在虚拟映射层，数字孪生平台采用空间配准与多源异构数据融合技术，实现实体电站与孪生电站的厘米级坐标对齐，构建具有动态响应特性的高保真虚拟映射模型。基于高精度模型，用户既能直观查看实体电站实时状态、布局与参数，又可通过交互界面操作设备、调整参数，且平台能实时接收数据智能分析，发现风险异常立即预报警，为运维提供决策支持、助力高效运维。

智慧电厂新标杆 引领行业数智化转型

水电站机器人巡检的成功应用，是西北院“五位一体”智慧电厂体系在实践中的又一硕果，也为水电行业的智慧化转型提供了宝贵的经验。未来，西北院将继续深耕水电领域，不断创新技术，以智慧赋能水电，为构建安全、高效、智能、绿色的水电未来贡献力量！