關于大數(shù)據(jù)在水電廠應用的思考

秦亮亮

關鍵詞：大數(shù)據(jù)技術;水電廠;相關應用

1、大數(shù)據(jù)的界定及發(fā)展

大數(shù)據(jù)，是指無法在一定時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型和價值密度低的四大特征。

大數(shù)據(jù)概念的提出可以追溯到《自然》雜志2008年9月專刊中發(fā)表的文章“Big Data： Science in the Petabyte Era”。此后，大數(shù)據(jù)概念被廣泛應用和傳播。對于大數(shù)據(jù)，麥肯錫全球研究所給出這樣的定義：大數(shù)據(jù)是一種規(guī)模大到在獲取、存儲、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心將大數(shù)據(jù)定義為：為更經(jīng)濟地從高頻率的、大容量的、不同結(jié)構(gòu)和類型的數(shù)據(jù)中獲取價值而設計的新一代架構(gòu)和技術。

2、大數(shù)據(jù)在水電廠的應用分析

2.1 在水情預報分析中的作用

長期以來受我國獨特的地形、地貌和氣候的影響，水旱災害成為我國最主要的自然災害，給我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾的生命財產(chǎn)安全帶來了很大的影響。這期間我國的水電廠特別是流域性水利樞紐就會起到重要的防汛抗旱保障作用，但我國水資源在時空上變化大、周期長、影響因子復雜，在水資源管理上，關聯(lián)領域多，涉及面廣泛，信息資源龐大，對于出現(xiàn)的問題往往很難直接找到原因，管理和決策難度大，因此水情預報工作正在我國防汛抗旱工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著科學技術的發(fā)展，通過大數(shù)據(jù)應用技術可獲得各種相關信息，找出問題產(chǎn)生的主要影響因子，為水資源管理提供技術支撐。

（1）水文數(shù)據(jù)具有體量大、種類繁雜、增長迅速、變化快的特點，我們可以利用大數(shù)據(jù)技術，通過系統(tǒng)的建設，整合基礎地理信息、水域及水利設施、水利工程視頻監(jiān)控信息、水雨情信息、報警信息、監(jiān)測工程信息等各類數(shù)據(jù)資源，形成數(shù)據(jù)集成環(huán)境，建立水文大數(shù)據(jù)中心，以便于基礎數(shù)據(jù)資源的不斷積累和統(tǒng)一管理。根據(jù)水文監(jiān)測及分析指標體系，利用專業(yè)應用分析系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢及指標分析統(tǒng)計等以形成輔助決策。

（2）水電廠可以以大數(shù)據(jù)作為依據(jù)，根據(jù)當?shù)爻Ｄ杲涤?、來水量進行分析對比，實現(xiàn)水庫的優(yōu)化調(diào)度，制定切實可行的發(fā)電目標和計劃，也可以根據(jù)對不同負荷下機組的耗水率進行統(tǒng)計分析，適時調(diào)整機組水頭，以提高水資源最大利用率。

2.2在保障安全生產(chǎn)中的作用

安全生產(chǎn)是每個企業(yè)一切工作的前提和基礎，是企業(yè)生存發(fā)展和實現(xiàn)經(jīng)濟效益的重要保障，特別是對于水電廠來說，安全事故發(fā)生后不僅會對本企業(yè)造成巨大損失，更會對區(qū)域人民生活造成較大威脅，所以對水電廠來說安全生產(chǎn)更是一條永不可逾越的紅線。隨著我國水電廠的先進技術和自動化能的不斷提升，水電廠“無人值守，少人值守”的管理模式正有效推進，如何利用現(xiàn)代化管理來保障水電廠安全生產(chǎn)是我們正面臨的一個問題。在這里探討下大數(shù)據(jù)在水電廠安全生產(chǎn)方面的應用。

（1）本著“預防為主”的方針，將大數(shù)據(jù)技術應用到安全生產(chǎn)中，主要是通過對海量的安全事故數(shù)據(jù)進行收集、分析和查找事故發(fā)生的季節(jié)性、周期性、關聯(lián)性等規(guī)律特征，從而找出事故根源，有針對性地制定預防方案，提升源頭治理能力，降低安全事故的發(fā)生。對于運行部門來說，我們可以將建廠以來所發(fā)生的各種機組故障、倒閘操作、定期工作、應急演練等錄入大數(shù)據(jù)平臺，既方便查閱，又可以與大數(shù)據(jù)平臺內(nèi)的水電廠各種數(shù)據(jù)共享、學習。

（2）目前大多水電廠都實現(xiàn)了對廠內(nèi)機電設備的自動化監(jiān)視和控制，但新監(jiān)控系統(tǒng)仍局限于簡單的對監(jiān)視點越限報警和對事故、故障信息的報警及生成整點時段的數(shù)據(jù)報表，缺乏對設備的綜合分析能力，對異常情況分析只能依賴人，而生成的整點報表數(shù)據(jù)不能滿足設備運行分析的連續(xù)性。引入大數(shù)據(jù)處理技術后，水電站運行中，利用大數(shù)據(jù)技術的強大數(shù)據(jù)信息分析能力，能對于設備運行中持續(xù)產(chǎn)生的信息深入分析，而設備在運行使用過程中，其存在的問題往往不是突發(fā)性的，很多問題都具有較高的預兆性，而這種預兆性都能通過精確分析設備的持續(xù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)獲得，利用大數(shù)據(jù)的敏感分析優(yōu)勢，能精確的分析大量的設備運行數(shù)據(jù)，保障在實際的工作開展過程中，具備較為突出的運行效果，提前發(fā)現(xiàn)問題，及時的維護保養(yǎng)特定設備，提升實際的設備使用壽命延長效果，同時能保障設備在使用中可靠的運行。

（3）在安全生產(chǎn)方面，大數(shù)據(jù)技術還可應用于記錄、分析水電廠安全生產(chǎn)投入、使用情況，安全生產(chǎn)物資購買、使用及報廢情況，在保證安全生產(chǎn)投入的基礎上控制成本，避免浪費，開源節(jié)流。

2.3大數(shù)據(jù)在設備檢修維護中的作用

為了及時消除隱患，防止停機故障，確保水電廠水輪發(fā)電機組高效穩(wěn)定安全運行，很多水電廠每年都會進行眾多的檢修維護工作，例如每年的春檢、秋檢、設備的大小修、設備升級改造及臨時搶修等工作量巨大。如何利用現(xiàn)代技術，以更高的效率開展水電廠水輪發(fā)電機組的檢修工作是每個電廠面臨的問題。

（1）利用大數(shù)據(jù)技術，建立檢修云平臺，在對設備維護保養(yǎng)中完善設備維修保養(yǎng)情況以及維修更換周期等詳細信息，有了這些數(shù)據(jù)的前提下，大數(shù)據(jù)中心會對這個設備進行診斷，從而評估健康情況，對需要處理的設備進行提示或預警，在設備出現(xiàn)故障前就將其“消滅”。在水電廠檢修中，通過對電力設備資產(chǎn)管理、備品備件管理、設備運檢管理、設備技術管理、技改大修管理等方面，從安全、效益、成本三個方面進行關鍵指標選取，分析檢修管理中“安全”、“效益”、“成本”三者之間的相互影響，協(xié)調(diào)三個因素綜合最優(yōu)，同時實現(xiàn)對水電廠檢修指標的實時在線監(jiān)控，為公司檢修策略制定提供指導和服務。

（2）設備狀態(tài)維修是近年以來許多水電廠積極探索的一種新型的檢修模式，可根據(jù)設備的當前實際的運行狀況，通過先進的狀態(tài)在線監(jiān)測、可靠性評價以及壽命預測手段，綜合設備的各種參數(shù)、狀態(tài)信息，利用大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進行分析、判斷設備的真實狀態(tài)，識別故障早期征兆，對故障部位及其嚴重程度、故障發(fā)展趨勢做出判斷，并根據(jù)分析診斷的結(jié)果在設備性能下降到一定程度或故障將要發(fā)生前進行維修，與傳統(tǒng)的定期檢修相比更科學、更有效、且節(jié)約大量的人力、物力。

3、水電廠應做好迎接大數(shù)據(jù)時代的到來

大數(shù)據(jù)具有快速數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、海量數(shù)據(jù)規(guī)模、動態(tài)數(shù)據(jù)體系和多樣數(shù)據(jù)類型的特點，對流域水電廠安全生產(chǎn)管理、水文預測、決策支持等能力日益顯現(xiàn)。為滿足水電廠現(xiàn)代化管理的需要及國家對水電安全生產(chǎn)日益嚴格的要求，水電企業(yè)應在大數(shù)據(jù)浪潮來到之前做好以下準備：

3.1針對各水電廠的運行特點建立一套行之有效的運行機制，做好頂層設計，規(guī)范建設標準，并且培養(yǎng)企業(yè)員工大數(shù)據(jù)理念。

3.2逐步在生產(chǎn)一線配置適合的信息采集系統(tǒng)，除現(xiàn)有的各種結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)外，還要進一步完善各類視頻、圖片、文檔、音頻等各種非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，搭建共享平臺，形成集成數(shù)據(jù)庫。并配套完善的大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。

3.3培養(yǎng)一支專業(yè)隊伍。大數(shù)據(jù)建設的每個環(huán)節(jié)都需要依靠專業(yè)人員完成，因此，必須培養(yǎng)和造就一支懂指揮、懂技術、懂管理的大數(shù)據(jù)建設專業(yè)隊伍。

4、結(jié)束語

當今，我國的大數(shù)據(jù)技術仍屬于正在發(fā)展中的新興信息技術，在水利工程中的應用還處于起步階段，仍有許多不成熟的地方，需要我們逐步發(fā)掘、完善。如何用好大數(shù)據(jù)，發(fā)揮行業(yè)級大數(shù)據(jù)的價值，協(xié)助水電廠經(jīng)營管理、推進水電行業(yè)健康有序發(fā)展，為水電提供更廣泛的服務，是一個重要的課題，值得我們進一步思考和不斷努力。

參考文獻

[1]趙啟道.大數(shù)據(jù)技術在流域水電站安全生產(chǎn)管理中的創(chuàng)新應用[J].中國科技投資，2018，000（017）：272-273

[2]陳陽.淺析大數(shù)據(jù)下的水電站運行管理工作[J].科技風，2017，000（020）：153，169