梯級水電站大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用展望

姜相東

(白山發(fā)電廠,吉林 樺甸 132400)

梯級水電站大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用展望

姜相東

(白山發(fā)電廠,吉林 樺甸 132400)

數(shù)據(jù)作為時下最火熱的詞匯,已成為社會各界爭論的焦點,IT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展帶來海量數(shù)據(jù)的爆發(fā),隨之而來的數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等高效的大數(shù)據(jù)分析技術(shù),將深度挖掘數(shù)據(jù)的價值,幫助企業(yè)準確決策。圍繞大數(shù)據(jù)應(yīng)用價值的利用也逐漸成為追捧的焦點。通過探討梯級水電站運行維護、經(jīng)營管理、生產(chǎn)管理與大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)的結(jié)合,提出了一些前景展望,促進提高梯級水電站運行效率,實現(xiàn)水電站與機組的安全經(jīng)濟運行,發(fā)揮水電廠效率和效益最大化,最終實現(xiàn)源網(wǎng)一體化,穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟高效地運行,減少資源浪費,降低事故的發(fā)生率。

大數(shù)據(jù);梯級水電廠

1 引言

2015年,國務(wù)院印發(fā)《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》,十八屆五中全會也特別提出實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略,把建設(shè)數(shù)據(jù)強國作為發(fā)展的重要支撐和手段。

縱觀人類歷史,每一次劃時代的變革都是以新工具的出現(xiàn)和應(yīng)用為標志的。蒸汽機把人們從農(nóng)業(yè)時代帶入了工業(yè)時代,電力的應(yīng)用把人們從工業(yè)時代帶入電氣時代,計算機和互聯(lián)網(wǎng)把人們從電氣時代帶入了信息時代,而如今大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來,它源自信息時代,又是信息時代全方位的深化應(yīng)用與延伸。

當(dāng)前我國的電網(wǎng)智能化戰(zhàn)略已全面啟動,智能電網(wǎng)建設(shè)已在輸電、配電、變電、用電、調(diào)度等環(huán)節(jié)獲得較大進展,智能化變電站建設(shè)已進入推廣應(yīng)用階段,智能化水電站建設(shè)也已經(jīng)開始探索,目前國內(nèi)已有一些水電廠在建設(shè)智能化水電廠方面開展了初步的探索工作,取得了一定的成果和有益的經(jīng)驗,產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)信息,如何著力推進數(shù)據(jù)匯集和發(fā)掘,如何更好的應(yīng)用現(xiàn)有成果,大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用將能確保梯級水電站流域綜合管控、聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度、企業(yè)運維管控的決策更為高效準確,從而提高發(fā)電廠整體運行效率,推動電網(wǎng)智能化戰(zhàn)略的加快實施。

2 梯級水電站數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著信息通信技術(shù)的發(fā)展,信息系統(tǒng)在梯級水電廠各專業(yè)領(lǐng)域快速拓展。這些系統(tǒng)采集、處理、積累的數(shù)據(jù)越來越多,數(shù)據(jù)量增速越來越快,以至用“海量、爆炸性增長”等詞匯已無法形容數(shù)據(jù)的增長速度。全國各梯級水電廠建設(shè)至今都已經(jīng)建成或應(yīng)用類似的信息系統(tǒng)。

2.1 生產(chǎn)發(fā)電相關(guān)系統(tǒng)

水電站生產(chǎn)發(fā)電相關(guān)系統(tǒng)包括計算機監(jiān)控系統(tǒng)、振擺監(jiān)測系統(tǒng)、機組狀態(tài)在線監(jiān)測專家系統(tǒng)、大壩觀測系統(tǒng)、水庫調(diào)度系統(tǒng)、水情自動測報系統(tǒng)、防汛決策支持系統(tǒng)、五防系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、電纜測溫系統(tǒng)、光纜監(jiān)測系統(tǒng)、動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、生產(chǎn)實時系統(tǒng)、安全監(jiān)督管理系統(tǒng)等。

以上列舉的各應(yīng)用系統(tǒng)基本涵蓋了梯級水電站生產(chǎn)發(fā)電現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng),經(jīng)過多年的使用,各應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)。但因各系統(tǒng)多是分別建設(shè),供應(yīng)商的不同或建設(shè)時間不同,數(shù)據(jù)傳輸標準、規(guī)約、規(guī)范及設(shè)備編碼都有不同,各系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性較差、數(shù)據(jù)共享能力較弱,對于數(shù)據(jù)資產(chǎn)來說是一種巨大的浪費。

2.2 經(jīng)營管理相關(guān)系統(tǒng)

生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、安全性評價管理系統(tǒng)、財務(wù)管控系統(tǒng)、人資管控系統(tǒng)、項目管控系統(tǒng)、計劃規(guī)劃系統(tǒng)、信息管控系統(tǒng)、科技項目管控系統(tǒng)、教育培訓(xùn)系統(tǒng)、班組建設(shè)管理系統(tǒng)、績效管理系統(tǒng)、協(xié)同辦公系統(tǒng)、電子商務(wù)平臺、ERP等等多達幾十套系統(tǒng)在企業(yè)經(jīng)營管理中同時應(yīng)用。

隨著電力企業(yè)精細化運營管理的實施,各管控系統(tǒng)的使用雖然提高了管理的規(guī)范性,卻在維護和使用上占用了大量的人資力量。人、財、物,及維護、檢修、技改工程管理的規(guī)范化,各種管控系統(tǒng)應(yīng)運而生,但同樣是由于各系統(tǒng)多是分別建設(shè),供應(yīng)商的不同、建設(shè)時間不同及側(cè)重點不同,各系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性較差、數(shù)據(jù)共享能力較弱。管控系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性差造成了數(shù)據(jù)重復(fù)錄入;數(shù)據(jù)共享能力弱造成了數(shù)據(jù)的不統(tǒng)一;側(cè)重點不同造成了基礎(chǔ)設(shè)備樹及編碼的多重性。

3 梯級水電站大數(shù)據(jù)應(yīng)用展望

大數(shù)據(jù)是以容量大、類型多、存取速度快、應(yīng)用價值高為主要特征的數(shù)據(jù)集合,大數(shù)據(jù)的生產(chǎn)原材料是數(shù)據(jù),生產(chǎn)工具則是大數(shù)據(jù)技術(shù),大數(shù)據(jù)技術(shù)是對各種信息系統(tǒng)所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)的挖掘和分析,從而快速地獲取有價值信息的技術(shù)和應(yīng)用。梯級水電廠各種應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù),有了海量數(shù)據(jù)為依托,就可以建立大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫,將我們的日常生產(chǎn)信息全部記錄在數(shù)據(jù)庫中,這些數(shù)據(jù)至少包括庫區(qū)流域的降水量、河道流量、發(fā)電量、電壓穩(wěn)定性、天氣情況、自然災(zāi)害發(fā)生情況,安全管控情況、設(shè)備運行情況,設(shè)備維護保養(yǎng)周期及保養(yǎng)情況、備品備件的規(guī)格尺寸及生產(chǎn)廠家、備品備件的購買和使用情況、人員培訓(xùn)技能等級、運維檢修成本、利潤等等,大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫是一個長年累月積累的過程,數(shù)據(jù)越豐富、越詳細,則數(shù)據(jù)分析的準確性越高。大數(shù)據(jù)技術(shù)正是對數(shù)量巨大、來源分散、格式多樣的數(shù)據(jù)進行采集、存儲和關(guān)聯(lián)分析,從中發(fā)現(xiàn)新知識、創(chuàng)造新價值、提升新能力的新一代信息技術(shù)。梯級水電廠經(jīng)過多年的建設(shè)和發(fā)展,各專項應(yīng)用系統(tǒng)亦趨完善,并且已經(jīng)積累了相當(dāng)數(shù)量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),完全可以互聯(lián)交換共享(參見圖1),應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行分析,并基于大數(shù)據(jù)分析后的結(jié)果制定生產(chǎn)經(jīng)營管理計劃,實現(xiàn)梯級水電廠的經(jīng)濟運行。

圖1 梯級水電站大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心示意圖

3.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)在梯級水電廠發(fā)電中的應(yīng)用

通過水庫調(diào)度系統(tǒng)、水情自動測報系統(tǒng)、防汛決策支持系統(tǒng)、大壩觀測系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù),結(jié)合水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)、振擺監(jiān)測系統(tǒng)、機組狀態(tài)在線監(jiān)測專家系統(tǒng)反饋的設(shè)備運行狀況,制訂切實可行的發(fā)電目標與計劃,也可以根據(jù)對不同負荷下機組的效率的統(tǒng)計分析,運用最優(yōu)化原則調(diào)整梯級水電廠各站的發(fā)電、用水以及各機組的優(yōu)化調(diào)度運行,讓相同的水量發(fā)更多的電,實現(xiàn)水資源利用最大化和電站社會效益與站網(wǎng)經(jīng)濟效益的最大化。

通過振擺監(jiān)測系統(tǒng)、機組狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)、水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù),結(jié)合專家系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)智能評估、狀態(tài)檢修、在線智能調(diào)度決策輔助等系統(tǒng),為梯級水電站經(jīng)濟安全運行提供決策支持以及控制手段,并有效降低設(shè)備維護及人力成本。也可以根據(jù)對機組運行數(shù)據(jù)及運維耗材數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,以達到降低消耗,節(jié)約成本的目的。

如此這些,將改變單一技術(shù)經(jīng)濟指標模式,利用梯級水電廠優(yōu)勢,通過大數(shù)據(jù)技術(shù),綜合分析水庫、水情信息、設(shè)備狀況、調(diào)度方式等元素,科學(xué)合理確定水庫和機組運行方式,實現(xiàn)最優(yōu)經(jīng)濟運行。并將為梯級水電廠的成本核算、計劃統(tǒng)計和預(yù)決算等創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益提供可靠保障。

3.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在梯級水電廠維護中的應(yīng)用

梯級水電廠的發(fā)電講究時效性,要求及時排除發(fā)電設(shè)備的缺陷、故障,確保機組發(fā)電運行的可靠性。在實際維護工作中的備品備件儲備是一難題,有些備品備件買回來了,很長時間用不上,不僅占用庫存和資金,也加大了倉儲管理的難度,有些備品備件需要用的時候才發(fā)現(xiàn)庫房里根本沒有,臨時才去采購,不僅手續(xù)繁瑣,也影響設(shè)備的正常運行。

通過生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、安全性評價管理系統(tǒng)、財務(wù)管控系統(tǒng)、電子商務(wù)平臺、ERP等應(yīng)用系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù),結(jié)合計劃規(guī)劃系統(tǒng)、機組狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),完全可以在設(shè)備還沒有出現(xiàn)故障的時候,通過大數(shù)據(jù)技術(shù)預(yù)判什么時候,什么部件,需要更換或者保養(yǎng),可以將基于固定周期的維護計劃變?yōu)榛谛枨蟮木S護計劃。并提前購買備品備件,保證在需要用的時候有備品備件,在不需要用的時候又不占用倉儲空間,同時也減少了倉儲管理的工作量和難度,減少對倉庫空間的需求,減少庫存積壓資金,最大限度盤活資金。

通過大壩觀測系統(tǒng)、水情自動測報系統(tǒng)、地質(zhì)災(zāi)害等應(yīng)用系統(tǒng)采集及歷年累積的數(shù)據(jù),結(jié)合天氣、環(huán)境,應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)預(yù)判自然災(zāi)害發(fā)生的可能性,譬如泥石流、滑坡等災(zāi)害,在災(zāi)害發(fā)生之前,就可以有針對性采取相應(yīng)的措施,完善對防護設(shè)施的修繕,及時對相關(guān)人員進行疏散,更好的應(yīng)對災(zāi)害,減少損失。

3.3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在梯級水電廠經(jīng)營管理中的應(yīng)用

在梯級水電廠經(jīng)營管理中,財務(wù)管控系統(tǒng)、人資管控系統(tǒng)、計劃規(guī)劃系統(tǒng)、教育培訓(xùn)系統(tǒng)、班組建設(shè)管理系統(tǒng)、績效管理系統(tǒng)、協(xié)同辦公系統(tǒng)等和企業(yè)經(jīng)營、事務(wù)性工作相關(guān)的系統(tǒng)同樣牽扯生產(chǎn)一線職工的大量精力。將全部生產(chǎn)經(jīng)營管理要素納入大數(shù)據(jù),通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以了解到所有設(shè)備的運行狀況、維護檢修計劃安排,每個員工的任務(wù)、所處位置、及員工發(fā)展方向、企業(yè)成本及利潤水平等所有生產(chǎn)經(jīng)營管理要素,能夠更合理的調(diào)配資金、分配人員、儲備材料。以網(wǎng)絡(luò)化、信息化、數(shù)字化和標準化為基礎(chǔ),通過大數(shù)據(jù)技術(shù),整合精簡生產(chǎn)經(jīng)營管理流程,減少業(yè)務(wù)處理和流轉(zhuǎn)損耗,提高管理效率,促進水電管理方式變革。

4 結(jié)語

大數(shù)據(jù)是一個持續(xù)積累的過程,所以對數(shù)據(jù)的分析也應(yīng)該是一個持續(xù)的過程。當(dāng)前,梯級水電廠的運維正逐步走向集中控制及區(qū)域化管理,這也為我們的大數(shù)據(jù)技術(shù)提供了更廣闊的施展空間。當(dāng)然,并不是有了大數(shù)據(jù)作為保證就可以高枕無憂,應(yīng)該不斷提高大數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)的可靠性、真實性,并不斷提高對大數(shù)據(jù)的分析能力。大數(shù)據(jù)技術(shù)的戰(zhàn)略意義不僅僅在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息,更在于對這些含有意義的數(shù)據(jù)進行專業(yè)化處理。

隨著大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)的逐漸成熟和實用化,梯級水電廠將通過大數(shù)據(jù)技術(shù)來確定梯級水庫優(yōu)化調(diào)度,確定水庫及機組科學(xué)合理運行方式,提高發(fā)電、防洪、供水等經(jīng)濟和社會綜合效益,實現(xiàn)最優(yōu)運行;實現(xiàn)狀態(tài)檢修提高設(shè)備可用率、降低檢修成本;通過整合業(yè)務(wù)流程、簡化管理程序,提高管理效率、降低管理成本。

推動大數(shù)據(jù)與云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)融合發(fā)展,探索大數(shù)據(jù)與電力生產(chǎn)企業(yè)協(xié)同發(fā)展的新模式,促進電力生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營管理模式的全面革新升級,為加強智能電網(wǎng)建設(shè)提供更有力、更長遠、更深入的支撐。

TV737

B

1672-5387(2017)07-0046-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.07.015

2017-04-27

姜相東(1973-),男,高級工程師,從事水電廠信息通信工作。