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      智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用分析

      2020-03-08 02:25:52黃學(xué)文沈志中
      工程技術(shù)研究 2020年21期
      關(guān)鍵詞:電廠預(yù)警智慧

      黃學(xué)文,沈志中

      (國家電投集團(tuán)江蘇電力有限公司,江蘇 南京 210009)

      近年來,隨著電力體制的不斷改革,節(jié)能減排等政策的不斷出臺(tái)和實(shí)施,對(duì)當(dāng)前電廠生產(chǎn)經(jīng)營管理提出了全面的要求,智慧電廠已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。如何在保證安全穩(wěn)定生產(chǎn)的基礎(chǔ)上,全面實(shí)施精細(xì)化管理,加強(qiáng)現(xiàn)代信息化技術(shù)的應(yīng)用,減少成本的投入,實(shí)現(xiàn)對(duì)資產(chǎn)資源的全生命周期管理,是當(dāng)前電廠重點(diǎn)研究的課題。隨著社會(huì)科技的飛速發(fā)展,數(shù)據(jù)信息已經(jīng)成為電廠運(yùn)行中的重要影響因素,海量的數(shù)據(jù)信息對(duì)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)和分析提出了更高的要求,是智慧電廠建設(shè)過程的重要體現(xiàn)。因此,如何有效搭建一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái),構(gòu)建完善的運(yùn)維中心,對(duì)電廠設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、診斷,以快速發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障,是目前智慧電廠建設(shè)的主要內(nèi)容。在此背景下,原本的管理模式已經(jīng)無法滿足實(shí)際的需求,電廠必須采取更加高效、可靠的方法來處理和分析運(yùn)維信息數(shù)據(jù),以推進(jìn)電力行業(yè)的長期、穩(wěn)定發(fā)展。

      1 智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)概述

      1.1 智慧電廠大數(shù)據(jù)的來源

      (1)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。生產(chǎn)數(shù)據(jù)是智慧電廠數(shù)據(jù)來源的重要組成,其涵蓋了電廠機(jī)組設(shè)備以及各系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生和消耗的數(shù)據(jù)、機(jī)組設(shè)備故障信息、生產(chǎn)相關(guān)的日志和報(bào)告等,可以從生產(chǎn)數(shù)據(jù)中分析出具有價(jià)值的信息,進(jìn)而更好地優(yōu)化設(shè)備、系統(tǒng)的運(yùn)行。

      (2)運(yùn)營管理數(shù)據(jù)。電廠的安全、穩(wěn)定運(yùn)行離不開數(shù)據(jù)的支持,運(yùn)營管理數(shù)據(jù)則是電廠運(yùn)營發(fā)展的必備條件。通過分析運(yùn)營管理數(shù)據(jù),能夠?qū)⑵渲芯哂袃r(jià)值的信息有效地呈現(xiàn)出來,并為電廠相關(guān)決策提供數(shù)據(jù)上的支持,更好地促進(jìn)電廠發(fā)展戰(zhàn)略的制定。

      1.2 一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的架構(gòu)

      (1)數(shù)據(jù)采集層。數(shù)據(jù)采集層的主要任務(wù)就是采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),且支持從各數(shù)據(jù)庫中采集數(shù)據(jù),如關(guān)系數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、接口機(jī)等。

      (2)數(shù)據(jù)傳輸、處理層。此層的主要職能就是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸、數(shù)據(jù)的甄別以及數(shù)據(jù)的寫入等。數(shù)據(jù)甄別是借助計(jì)算模型對(duì)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤、缺失進(jìn)行多重驗(yàn)證,對(duì)有誤的數(shù)據(jù)及時(shí)提出預(yù)警,并采取相應(yīng)的措施對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清除或替換處理,從而提高數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度,保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?/p>

      (3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理,將各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ),方便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢,并且能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)備份。

      (4)業(yè)務(wù)處理層。業(yè)務(wù)處理層是基于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層開展的,按照相關(guān)的要求進(jìn)行業(yè)務(wù)處理,并將處理后的結(jié)果上傳至數(shù)據(jù)中心。

      1.3 一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的功能

      通過建立一體化數(shù)據(jù)平臺(tái),形成一套完整的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的管理機(jī)制。通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)警,能夠快速發(fā)現(xiàn)問題,并診斷出問題產(chǎn)生的原因,同時(shí)通過有效的指導(dǎo)和數(shù)據(jù)分析,能夠更好地解決問題。智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的功能主要體現(xiàn)在以下方面:

      (1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。包含電廠運(yùn)營過程中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

      (2)數(shù)據(jù)甄別。對(duì)采集的各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行甄別,從而對(duì)數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行判斷并預(yù)警。

      (3)實(shí)時(shí)分析。根據(jù)不同的生產(chǎn)需求對(duì)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。

      (4)統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)分析是建立在前幾項(xiàng)功能基礎(chǔ)上的,根據(jù)相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的統(tǒng)計(jì)和全面的分析。

      (5)決策支持。借助一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)挖掘數(shù)據(jù)中有價(jià)值的信息,并將其直觀地呈現(xiàn)出來,為電廠各項(xiàng)決策提供數(shù)據(jù)支持。

      1.4 智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建的意義

      就電力企業(yè)大數(shù)據(jù)管理而言,搭建系統(tǒng)的管理平臺(tái)十分重要,不管是在電廠生產(chǎn)經(jīng)營過程中,還是在成本、報(bào)價(jià)管理中,系統(tǒng)化管理都能夠有效地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析。同時(shí),一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的構(gòu)建打破了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理中存在的諸多限制,提高了數(shù)據(jù)管理的時(shí)效性和便捷性,更便于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。此外,通過建立智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái),還能夠及時(shí)滿足各電網(wǎng)的實(shí)際需求,并且提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性,幫助電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)和抵抗外界的沖擊,從而降低電網(wǎng)受到攻擊、影響時(shí)所產(chǎn)生的損失,且恢復(fù)速度極快,既降低了維護(hù)成本,又實(shí)現(xiàn)了電廠經(jīng)濟(jì)效益的提升。

      2 智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

      在傳統(tǒng)的電廠數(shù)據(jù)管理中,工作人員是數(shù)據(jù)管理中的主體,發(fā)揮著極大的作用,而且數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)必須借助工作人員才能正常運(yùn)轉(zhuǎn),這就導(dǎo)致工作中難免會(huì)因工作人員的失誤而產(chǎn)生各種問題,從而影響電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。智慧電廠的建立,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息采集、分析、處理效率的提升,能夠?yàn)殡姀S今后發(fā)展戰(zhàn)略和決策提供理論支持。一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)提高了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的利用價(jià)值,實(shí)現(xiàn)了多系統(tǒng)、全方面的數(shù)據(jù)采集,并對(duì)數(shù)據(jù)中隱含的信息進(jìn)行挖掘,有效促進(jìn)了政策的優(yōu)化。此外,通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)還能有效地對(duì)所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸,不但加強(qiáng)了數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)平臺(tái)的連接,而且減少了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理的時(shí)間。

      2.1 數(shù)據(jù)修正與補(bǔ)充技術(shù)

      數(shù)據(jù)修正與補(bǔ)充技術(shù)就是對(duì)電廠各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的檢測(cè),及時(shí)排除存在的異常數(shù)據(jù),使有效數(shù)據(jù)得到保留,提高數(shù)據(jù)的使用效率。在電廠生產(chǎn)運(yùn)營過程中,運(yùn)行系統(tǒng)或機(jī)電設(shè)備難免會(huì)出現(xiàn)一些故障,進(jìn)而導(dǎo)致異常數(shù)據(jù)的產(chǎn)生,這就需要對(duì)存在故障的設(shè)備進(jìn)行全面分析,以此獲得發(fā)生故障的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。管理平臺(tái)自身具備的修正功能可及時(shí)、自動(dòng)地對(duì)無效數(shù)據(jù)進(jìn)行清理,使數(shù)據(jù)更加地精準(zhǔn)。此外,大數(shù)據(jù)平臺(tái)還有效解決了數(shù)據(jù)信息缺失的問題,在進(jìn)行信息噪點(diǎn)刪除時(shí)對(duì)有效信息進(jìn)行保護(hù)??梢哉f,一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)既可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正和清除,同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)對(duì)有效數(shù)據(jù)的保護(hù),保證數(shù)據(jù)的完整性。

      2.2 智能預(yù)警技術(shù)

      電廠由于其自身的特殊性,對(duì)運(yùn)行安全要求極高。通過建立一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái),能夠?qū)崿F(xiàn)智能化、自動(dòng)化地監(jiān)測(cè)每個(gè)系統(tǒng)、主機(jī)等的工作情況,并且能實(shí)現(xiàn)智能預(yù)警。相比于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析技術(shù),智能預(yù)警技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)掌握主機(jī)、系統(tǒng)的變化趨勢(shì)以及異常參數(shù),從而做到在故障發(fā)生之前及時(shí)預(yù)警,并為故障分析提供參考依據(jù)。智能預(yù)警技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的監(jiān)視,同時(shí)還能夠?qū)Ω飨到y(tǒng)、機(jī)組參數(shù)等建立可視化模型,使系統(tǒng)、設(shè)備在運(yùn)行過程中也能受到實(shí)時(shí)監(jiān)控,了解負(fù)荷的變化趨勢(shì)和機(jī)組的工作狀態(tài),最終實(shí)現(xiàn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題,有效避免安全事故的發(fā)生。

      3 智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用

      3.1 一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的主要數(shù)據(jù)來源

      近年來,隨著智慧電廠建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn),一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)已經(jīng)得到了有效的應(yīng)用,轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理模式。電廠在生產(chǎn)經(jīng)營過程中會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù),一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)作為處理數(shù)據(jù)的關(guān)鍵平臺(tái),其數(shù)據(jù)來源主要是生產(chǎn)數(shù)據(jù)和電廠經(jīng)營數(shù)據(jù)。生產(chǎn)數(shù)據(jù)是指機(jī)組設(shè)備在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù),具有較高的參考價(jià)值,其可以細(xì)分為有用數(shù)據(jù)、無用數(shù)據(jù)、消耗數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)。通過對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、提取,能夠快速地排除和診斷故障。電廠在經(jīng)營過程中需要大量數(shù)據(jù)信息的支持,電廠經(jīng)營數(shù)據(jù)就是電廠經(jīng)營過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及跨行合作而產(chǎn)生的多元化數(shù)據(jù)。通過對(duì)經(jīng)營數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析,提取其中蘊(yùn)含的有效數(shù)據(jù),能夠幫助電廠在運(yùn)營過程中做出正確的決策。

      3.2 一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)分層

      智慧電廠的數(shù)據(jù)來源十分復(fù)雜,且數(shù)量十分龐大,通過一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)能夠?qū)@些海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,深入挖掘其中的有效信息。通過對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控,預(yù)處理電廠的原始數(shù)據(jù),最終能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的篩選并錄入數(shù)據(jù)庫中,經(jīng)過數(shù)據(jù)庫整理后所得數(shù)據(jù)為最終數(shù)據(jù)。同時(shí),一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)還能對(duì)無用數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,根據(jù)運(yùn)營所需的數(shù)據(jù)設(shè)定預(yù)警功能。這個(gè)過程不僅是一個(gè)分析的過程,同時(shí)也是電廠借助技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行決策的過程。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分層處理大體上可分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸和處理層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層以及業(yè)務(wù)處理層四個(gè)方面。

      3.3 智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的運(yùn)行機(jī)制

      智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)是一套較為完善的管理機(jī)制。通過對(duì)數(shù)據(jù)分析、提取能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。大數(shù)據(jù)平臺(tái)具有數(shù)據(jù)監(jiān)管和預(yù)警功能,能夠?qū)CS報(bào)警值和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和檢測(cè),并自動(dòng)預(yù)警,提出合理的解決方案,同時(shí)還能對(duì)解決方法進(jìn)行優(yōu)化指導(dǎo)。其具體流程主要包括以下五個(gè)方面:(1)采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù);(2)深入分析采集的數(shù)據(jù);(3)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析;(4)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;(5)對(duì)大數(shù)據(jù)分析做決策。通過上述步驟能夠快速地對(duì)問題進(jìn)行診斷和排除,進(jìn)而保障各個(gè)系統(tǒng)、設(shè)備的順利運(yùn)行。

      4 結(jié)束語

      總之,智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建立具有十分重要的意義,能夠有效提升電廠生產(chǎn)效率和企業(yè)效益,促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展。文章就智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析,希望能夠通過分析,有效促進(jìn)我國智慧電廠的建設(shè)進(jìn)程,加強(qiáng)大數(shù)據(jù)資源與電力行業(yè)的有機(jī)結(jié)合,從而提高工作的質(zhì)量,促進(jìn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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