智能電廠實施過程中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用研究

張少男

摘? ?要：本文主要圍繞智能電廠實施過程中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用展開研究，通過分析應(yīng)用的大數(shù)據(jù)理論，探究其在報警系統(tǒng)、汽門的流量特性以及控制系統(tǒng)等方面的應(yīng)用，推動各項工作合理開展，保障其工作質(zhì)量。為適應(yīng)時代發(fā)展，電力企業(yè)在發(fā)展過程中也逐漸引入了不同類型的數(shù)字化技術(shù)，通過在日常生產(chǎn)過程中應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，建立對應(yīng)的管理模型，可以有效提高智能電廠的工作質(zhì)量，實現(xiàn)對相關(guān)生產(chǎn)工作的有效控制，對提高智能電廠的生產(chǎn)效率，推動大數(shù)據(jù)應(yīng)用推廣等具有重要意義。

關(guān)鍵詞：智能電廠? 實施過程? 大數(shù)據(jù)應(yīng)用

中圖分類號：TM727? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）05（b）-0030-02

1??智能電廠實施過程中應(yīng)用的大數(shù)據(jù)理論

大數(shù)據(jù)在企業(yè)生產(chǎn)運營過程中發(fā)揮了重要作用，通過將企業(yè)生產(chǎn)運營的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計起來，結(jié)合相關(guān)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論等來提取其中的關(guān)鍵性知識，再通過一定方式將相關(guān)技術(shù)結(jié)合起來，可以構(gòu)建與企業(yè)發(fā)展路徑相符合的智能化技術(shù)構(gòu)架，在此基礎(chǔ)上開展后續(xù)各項工作，可以提高其各項工作的針對性，對保障其后續(xù)各項工作的工作質(zhì)量等具有重要意義。當(dāng)前在火力發(fā)電廠實施過程中，主要應(yīng)用大數(shù)據(jù)來開展以下兩方面工作，一方面，通過統(tǒng)計企業(yè)運行的相關(guān)數(shù)據(jù)，明確火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程中存在的問題和解決方法，推動企業(yè)生產(chǎn)以合理方式開展。另一方面，通過統(tǒng)計企業(yè)管理工作開展過程中存在的問題，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，繼而實現(xiàn)對各類數(shù)據(jù)的有效綜合，在此基礎(chǔ)上開展后續(xù)各項工作，可以有效保障其工作質(zhì)量。

2? 智能電廠的大數(shù)據(jù)應(yīng)用舉例

2.1 大數(shù)據(jù)支持下的報警優(yōu)化

火力發(fā)電廠工作過程中，受到多方面因素的影響，其使用的監(jiān)控系統(tǒng)相對比較復(fù)雜，實際工作過程中，受到多方面因素的影響，加上DCS系統(tǒng)控制性的不斷增強，其工作過程中會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，影響其各項工作以合理方式開展。同時隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，火電廠工作過程中應(yīng)用硬光字報警系統(tǒng)的幾率也逐漸降低，其各項工作更多圍繞DCS系統(tǒng)開展，可以有效保障其各項工作的工作質(zhì)量。但是在實際工作過程中可以發(fā)現(xiàn)，火電廠的報警功能等更多應(yīng)用于調(diào)試階段，實際各項工作開展時可能會遇到不同類型的問題，報警的頻率相對較高，但是許多問題并不需要監(jiān)控系統(tǒng)報警即可及時解決，這將極大地增添工作人員的工作負(fù)擔(dān)，其工作的積極性也會隨之下降，長久發(fā)展下去，報警功能的意義將會逐漸消失，工作人員對報警功能的態(tài)度也會逐漸發(fā)生變化，影響火力發(fā)電廠各項工作順利開展。為此，火力發(fā)電廠在開展監(jiān)控系統(tǒng)報警功能控制組態(tài)設(shè)計工作的過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮鍋具數(shù)據(jù)提供的建議，同時將火力發(fā)電廠的實際工作情況考慮進(jìn)來，設(shè)計合理的報警系統(tǒng)功能方案，推動其后續(xù)各項工作以合理方式開展。

2.2 優(yōu)化汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門的流量特性曲線

DEH系統(tǒng)的重要組成之一即汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)汽門，應(yīng)用該設(shè)備可以保障系統(tǒng)各項工作開展的有效性，工作過程中出現(xiàn)問題的幾率將會大大下降。實際各項工作開展過程中可以發(fā)現(xiàn)，受到多方面因素，特別是汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門的流量特性的影響，對應(yīng)的一次調(diào)頻和AGC響應(yīng)都會出現(xiàn)不同類型的問題，導(dǎo)致其工作過程中出現(xiàn)安全運行問題，要求相關(guān)人員必須加強重視，采取合理方式對其進(jìn)行優(yōu)化。實際各項工作開展過程中可以發(fā)現(xiàn)，相關(guān)人員必須加強對數(shù)據(jù)源選取工作的重視，通過對發(fā)電機(jī)組的閥門和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計分析，找出與閥門特性流量曲線關(guān)聯(lián)相對較大的參數(shù)，在此基礎(chǔ)上開展參數(shù)組織和參數(shù)設(shè)計等工作，可以有效保障其各項工作的工作質(zhì)量，對提高機(jī)組閥門的工作效率等具有重要意義。通過該方式完成數(shù)據(jù)源的選取工作之后，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)來開展后續(xù)工作。

例如，以某 600MW汽輪發(fā)電機(jī)組為例，來調(diào)整和優(yōu)化該機(jī)組順序閥方式和單閥運行方式下的閥門流量特性曲線，其具體流程如下：（1）數(shù)據(jù)源的選取。選擇與閥門流量特性曲線優(yōu)化對應(yīng)的參數(shù)共 43200組，采樣周期為60s，具體參數(shù)為汽輪機(jī)各閥門開度、各閥門指令、綜合閥位指令、主蒸汽溫度、給水流量、機(jī)組負(fù)荷、減溫水流量、機(jī)組主蒸汽壓力、調(diào)節(jié)級壓力;（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理。根據(jù)所選擇的歷史運行數(shù)據(jù)，借助模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來建模歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲得主蒸汽流量與閥門開度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，為后續(xù)優(yōu)化閥門流量特性曲線奠定良好的基礎(chǔ)。為了確保所建模型的準(zhǔn)確性，還需要對所選樣本數(shù)據(jù)以外的其余22組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，借助弗留格爾公式法來對流量數(shù)值進(jìn)行計算，并與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計算的結(jié)果進(jìn)行對比;（3）基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和實際運行數(shù)據(jù)來擬合單閥方式下的流量曲線，如圖1（a）所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)單閥曲線校正前后的的差異比較大，同一綜合流量指令在校正后的開度增大0%～6%左右，其可以有效提高負(fù)荷響應(yīng)速度和響應(yīng)值。同時，根據(jù)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及歷史運行數(shù)據(jù)來擬合順 序閥方式下的流量曲線，如圖1（b）所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)順序閥曲線校正前后同樣存在較大差異，同一綜合流量指令在校正后的開度增大0%～5%左右，拐點前后特性變得更加圓滑，高壓調(diào)節(jié)閥 2修改前后重疊度從原來7%降至4%，有效提高機(jī)組運行穩(wěn)定性。

2.3 應(yīng)用大數(shù)據(jù)理論開展控制系統(tǒng)性能評估工作

發(fā)電廠工作開展過程中，一般應(yīng)用PID控制器來控制電廠工藝流程，在此基礎(chǔ)上開展后續(xù)各項工作，可以有效保障其工作質(zhì)量。但是在其實際控制工作開展過程中，電廠的熱控專業(yè)人員可能需要花費一定的時間精力才能實現(xiàn)對控制系統(tǒng)控制水平的合理判斷，在此基礎(chǔ)上開展性能提升等工作，才能保證電廠熱工控制的質(zhì)量。就當(dāng)前來說，主要圍繞先進(jìn)控制算法設(shè)計來開展后續(xù)各項工作，可以實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的合理分析，對提高其控制的有效性等具有重要意義。但是在對已有的控制系統(tǒng)進(jìn)行評價的過程中，工作人員一般選擇應(yīng)用大數(shù)據(jù)來開展對應(yīng)的數(shù)據(jù)性能評價工作，可以推動相關(guān)工作按照預(yù)定軌跡合理開展，其具體步驟如下。第一，工作人員應(yīng)當(dāng)圍繞控制系統(tǒng)本身開展分析研究，及時完成數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理等各項工作，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工作要求等確定系統(tǒng)評估準(zhǔn)則，繼而開展后續(xù)的數(shù)據(jù)性能評估工作，可以有效保障其各項工作的工作質(zhì)量。在數(shù)據(jù)評估工作完成之后，工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合數(shù)據(jù)評估的結(jié)果來分析控制系統(tǒng)的整體性能，判斷系統(tǒng)是否需要開展進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)評價工作，對提高控制系統(tǒng)性能維護(hù)的有效性具有重要意義。實際工作開展過程中，工作人員要加強對建立基準(zhǔn)模型和選擇評估準(zhǔn)則的重視，在充分明確上述兩點的基礎(chǔ)上開展后續(xù)工作，可以有效保障其工作質(zhì)量。

2.4 智能電廠報警優(yōu)化性能評估工作

如今，隨著智能電廠的發(fā)展，傳統(tǒng)的硬光字報警系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足電廠發(fā)展需求，且大部分火電廠報警功能基本上是在機(jī)組調(diào)試期間實施，在施工圖設(shè)計階段和DCS組態(tài)過程中，設(shè)計院和組態(tài)廠家并未對硬光字報警系統(tǒng)的細(xì)則給予明確，從而導(dǎo)致運行階段報警泛濫現(xiàn)象較為嚴(yán)重，致使運行人員開始不重視報警信息，使報警功能形同虛設(shè)。國際標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ISA-18.2—2009（《過程工業(yè)中的報警系統(tǒng)管理》）對報警給予了明確的定義，即一種可以針對過程偏差、設(shè)備故障或異常狀態(tài)來提醒操作人員做出響應(yīng)的視覺和聲音方法。表1描述的是在一定時間內(nèi)，運行人員可以接受的報警數(shù)量，在進(jìn)行智能電廠報警組態(tài)設(shè)計過程中需要對表1中的數(shù)據(jù)給予重點考慮，從而得到科學(xué)、合理的報警系統(tǒng)組態(tài)方案。

通常情況下，智能電廠報警系統(tǒng)設(shè)置主要是根據(jù)重要程度來開展多級報警方案，但是并未對每一級報警的設(shè)置情況給予明確規(guī)定，此時就需要通過對歷史運行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，借助主元分析方法來獲取與某條報警相關(guān)的參數(shù)，這樣既可以降低無效報警信息數(shù)量，而且還可以有效提高報警信息的準(zhǔn)確性。

3? 結(jié)語

智能電廠工作涉及多個方面，應(yīng)用大數(shù)據(jù)理論可以優(yōu)化其各個階段的控制程序和控制方式，對保障其整體工作質(zhì)量等具有重要意義。相關(guān)人員必須加強重視，合理開展生產(chǎn)和設(shè)備管理工作，保障其工作質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上開展后續(xù)各項工作，可以有效保障其工作質(zhì)量。

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