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

楊燕

（華電青島發(fā)電有限公司，山東 青島266031）

1 引言

智慧電廠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化、信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)部各種控制設(shè)備和控制系統(tǒng)之間有效的串聯(lián)和溝通，實(shí)現(xiàn)電廠企業(yè)資產(chǎn)的最優(yōu)化分配，智慧電廠作為電力企業(yè)信息化建設(shè)的一個(gè)重要表現(xiàn)，在企業(yè)發(fā)展和提升過(guò)程中具有十分重要的意義。智慧電廠將各種各樣新型數(shù)字化系統(tǒng)應(yīng)用到電力企業(yè)管理過(guò)程中，可以大大提高電廠工作的自動(dòng)化水平，降低生產(chǎn)成本，保證工作安全，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)概述

2.1 智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)的來(lái)源

隨著電力企業(yè)升級(jí)改造的不斷深化，電廠的信息化程度逐漸提升，各種新型設(shè)備傳感器與自動(dòng)操作系統(tǒng)逐漸應(yīng)用到電力企業(yè)的日常管理工作與生產(chǎn)過(guò)程之中。但這種新技術(shù)、新方法的使用創(chuàng)造了大量的運(yùn)營(yíng)管理數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這也是智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)的主要來(lái)源。在電廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的過(guò)程中，往往需要大量信息與數(shù)據(jù)的支撐，而且這些數(shù)據(jù)也都是多維度的跨專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的處理和加工，并呈現(xiàn)出有有效的信息，為電廠的管理和經(jīng)營(yíng)提供數(shù)據(jù)支持，幫助企業(yè)管理者正確決策和運(yùn)營(yíng)。電力企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)產(chǎn)出與消耗數(shù)據(jù)、系統(tǒng)及設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、缺陷處理信息、設(shè)備故障信息、各種生產(chǎn)報(bào)告與日志等，是智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)的重要組成部分，平臺(tái)可以從其中提出關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)，保證系統(tǒng)能夠順利可靠運(yùn)行[1]。

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

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈以及社會(huì)發(fā)展對(duì)供電需求的不斷提升，在電力企業(yè)中構(gòu)建一體化大數(shù)平臺(tái)，建設(shè)智慧電廠已經(jīng)迫在眉睫。對(duì)于企業(yè)大數(shù)據(jù)管理工作來(lái)說(shuō)，建立起系統(tǒng)化的管理平臺(tái)是十分必要的，無(wú)論是在企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)中，還是在報(bào)價(jià)分配，成本管理中，都需要系統(tǒng)化地進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理。智慧電廠一體化數(shù)據(jù)平臺(tái)的建立可以突破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理方法的時(shí)間和空間局限，更快捷有效地實(shí)現(xiàn)信息的管理與儲(chǔ)存，提高了數(shù)據(jù)管理效率與管理質(zhì)量。同時(shí)，智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的構(gòu)建還能夠隨時(shí)隨地的快速響應(yīng)電網(wǎng)的需求，保證電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性和安全性，提高供電系統(tǒng)抵御外界環(huán)境變化和外界沖擊的能力，電網(wǎng)在承受物理或網(wǎng)絡(luò)的攻擊時(shí)受到的損壞更小，且能夠快速?gòu)膿p害中恢復(fù)，減少電廠的維護(hù)投入，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[2]。

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

3.1 實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存與處理

電廠傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對(duì)人工的依賴(lài)性較強(qiáng)，容易出現(xiàn)因人工操作失誤導(dǎo)致的各種問(wèn)題，智慧電廠的建立能夠大大提升有效數(shù)據(jù)的提取與處理效率，為企業(yè)的發(fā)展與生產(chǎn)提供充足的數(shù)據(jù)和理論支持。一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)可以高效利用大量實(shí)時(shí)與歷史數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集工作，挖掘數(shù)據(jù)中隱含的信息，為政策的優(yōu)化與決策提供理論依據(jù)。此外，大數(shù)據(jù)平臺(tái)還可以直接獲取企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮并高效運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)過(guò)程數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)平臺(tái)之間的連接，減少了精確再生時(shí)間序列信號(hào)所需要的數(shù)據(jù)量[3]。

3.2 數(shù)據(jù)修正與補(bǔ)充技術(shù)

智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的檢測(cè)，有效保留平臺(tái)有用數(shù)據(jù)，排除平臺(tái)的異常模式，提高平臺(tái)空間的利用效率。在平臺(tái)運(yùn)行的過(guò)程中，如果產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)，可能是由于設(shè)備損壞和運(yùn)行故障造成的，需要根據(jù)故障設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，明確故障設(shè)備發(fā)生異常的時(shí)間段，提取正確的數(shù)據(jù)。在進(jìn)行無(wú)效數(shù)據(jù)清除的過(guò)程中，平臺(tái)利用自身的公式修正功能可以對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行修正，修正噪聲數(shù)據(jù)并補(bǔ)充缺失值，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此外，一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建立和應(yīng)用也可以解決以往信息噪聲點(diǎn)刪除過(guò)程中的有效信息缺失的問(wèn)題，利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)清洗的數(shù)據(jù)既能夠有效避免噪聲，還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行雙層保護(hù)，避免有效數(shù)據(jù)的丟失，提高數(shù)據(jù)處理效率。

3.3 智能預(yù)警技術(shù)

智能預(yù)警技術(shù)可以幫助電廠管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的各種問(wèn)題，通過(guò)在全廠范圍內(nèi)應(yīng)用智能視頻監(jiān)控裝置，能夠經(jīng)過(guò)智能化處理自動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并報(bào)警。利用智能預(yù)警技術(shù)對(duì)重要關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，透視設(shè)備內(nèi)部狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并避免安全事故的發(fā)生。比如利用在線監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行鍋爐設(shè)備的監(jiān)控，可以清晰及時(shí)地反映出鍋爐爐腔內(nèi)部的運(yùn)行情況，確保鍋爐系統(tǒng)能夠正常運(yùn)作。智能預(yù)警技術(shù)還可以實(shí)時(shí)自動(dòng)化地監(jiān)控電廠各個(gè)設(shè)備和部件的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可以預(yù)先報(bào)警。

4 智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用分析

在電廠側(cè)部署一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)，利用該平臺(tái)完成數(shù)據(jù)的處理、采集、存儲(chǔ)以及分析等，提高數(shù)據(jù)處理效率和數(shù)據(jù)處理工作的準(zhǔn)確性。電廠通過(guò)使用該一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)DCS報(bào)警值以及數(shù)據(jù)歷史運(yùn)行區(qū)間進(jìn)行而分析和檢測(cè)，建立了設(shè)備重要參數(shù)的監(jiān)測(cè)模型，持續(xù)不斷地對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警。在某次異常點(diǎn)之后，報(bào)警產(chǎn)生，可以利用趨勢(shì)圖工作分析故障發(fā)生的具體情況并分析異常情況產(chǎn)生的原因，系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)總次數(shù)和報(bào)警總時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)，包括每一次報(bào)警的極值和結(jié)束時(shí)間，提高故障掃描的效率。通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)故障點(diǎn)的反映以及對(duì)運(yùn)行情況的監(jiān)控，可以幫助工作人員對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行現(xiàn)狀有一個(gè)清醒的認(rèn)知，明確問(wèn)題頻發(fā)的原因。

三維可視化系統(tǒng)在智能管理領(lǐng)域有十分重要的應(yīng)用價(jià)值，將其應(yīng)用到電力配套企業(yè)和電力生產(chǎn)企業(yè)中可以有效實(shí)現(xiàn)輸電系統(tǒng)和供電系統(tǒng)的升級(jí)與優(yōu)化。智慧電廠管理控制一體化的三維可視化系統(tǒng)包括三維可視化智能培訓(xùn)系統(tǒng)與大數(shù)據(jù)運(yùn)行分析系統(tǒng)，該技術(shù)的使用可以改變以往的電廠被動(dòng)式管理方案，促進(jìn)以人員定位為基礎(chǔ)的三維互聯(lián)網(wǎng)安全管理工作，綁定工作人員與智能標(biāo)簽，實(shí)時(shí)顯示人員的運(yùn)動(dòng)軌跡與位置，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。

在智能電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)管理體系中，指標(biāo)管理體系也是重要的組成內(nèi)容之一，直接關(guān)系著數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量和處理速度。如果仍然采取以往人工管理和作業(yè)模式，不僅會(huì)提高錯(cuò)誤發(fā)生的概率，而且也會(huì)消耗大量的時(shí)間和人力資源，影響管理效率。引入智能管理系統(tǒng)和一體化數(shù)據(jù)平臺(tái)之后，可以實(shí)現(xiàn)小指標(biāo)的智能管理，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)以及指標(biāo)超標(biāo)情況的紀(jì)錄和分析，這樣可以大大降低員工的工作量，提高數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)效率，避免人員處理期間的各種失誤，保證工作質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建立對(duì)于促進(jìn)電廠企業(yè)生產(chǎn)效益和工作效率的提升具有十分關(guān)鍵的作用。本文主要對(duì)智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建立與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探討，指出智慧電廠一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用情況，希望能夠通過(guò)智能化的技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)數(shù)據(jù)資源的有效整合，提高數(shù)據(jù)修正和處理效率，為企業(yè)的發(fā)展與決策提供正確的數(shù)據(jù)支持，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。