智慧電廠背景下的一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)研究

馬開(kāi)放

摘要：智慧電廠可以精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)企業(yè)各系統(tǒng)的運(yùn)行管理與預(yù)測(cè)，是未來(lái)電廠發(fā)展的主流方向。本文在智慧電廠的大背景下，設(shè)計(jì)出了一款容納電廠中各個(gè)系統(tǒng)、各臺(tái)設(shè)備的一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)，助力智慧電廠建設(shè)。該平臺(tái)以即時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)為核心，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電廠中各系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制以及故障預(yù)警。希望為智慧電廠的發(fā)展提供一定的借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：智慧電廠;一體化;大數(shù)據(jù);平臺(tái)

1前言

隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)電力行業(yè)的要求也愈發(fā)嚴(yán)格，節(jié)能與環(huán)保成為電廠的主要發(fā)展目標(biāo)，但是單純的依靠設(shè)備的升級(jí)換代不足以全面的達(dá)成這一目標(biāo)[1]。需要對(duì)電力生產(chǎn)單位進(jìn)行全面的精細(xì)化生產(chǎn)管理以及全生命周期管理，這需要大量的數(shù)據(jù)分析與決策，單純的依靠人力無(wú)法解決，因此智慧電廠應(yīng)運(yùn)而生[2]。智慧電廠可以實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)企業(yè)的各系統(tǒng)、設(shè)備自我管理、自我學(xué)習(xí)以及故障診斷與預(yù)測(cè)，是電力生產(chǎn)企業(yè)朝著信息化發(fā)展的必然路徑[3]。

電廠在經(jīng)歷智能化改造之后往往會(huì)帶來(lái)大量的運(yùn)行與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，只有把握好、使用好這些數(shù)據(jù)資源，對(duì)其進(jìn)行歸納總結(jié)，深度挖掘其中的規(guī)律，才能精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)企業(yè)各系統(tǒng)的運(yùn)行管理與預(yù)測(cè)[4-5]。大量的數(shù)據(jù)按照傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法無(wú)法滿(mǎn)足電力生產(chǎn)企業(yè)各系統(tǒng)、各設(shè)備的即時(shí)性控制要求，與此同時(shí)，電力生產(chǎn)是一個(gè)連貫性、整體性較強(qiáng)的過(guò)程，因此我們迫切的需要一款容納電廠中各個(gè)系統(tǒng)、各臺(tái)設(shè)備的一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)，助力智慧電廠建設(shè)。

2智慧電廠背景下的一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)

在智慧電廠的背景下，搭建了如圖1所示的一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)。

如圖1所示，在大數(shù)據(jù)中心門(mén)戶(hù)及相關(guān)應(yīng)用下，存在著兩大模塊，分別是現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集區(qū)域?qū)崟r(shí)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析區(qū)?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集區(qū)主要負(fù)責(zé)采集電廠內(nèi)的各個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，搭建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，例如鍋爐數(shù)據(jù)、汽輪機(jī)數(shù)據(jù)、發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)、輔機(jī)數(shù)據(jù)、燃料數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)等等。與此同時(shí)，考慮到這些數(shù)據(jù)的有效性，避免無(wú)效數(shù)據(jù)與錯(cuò)誤數(shù)據(jù)損害系統(tǒng)，需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接收的同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，剔除無(wú)效數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)可靠。最后經(jīng)過(guò)清洗篩選的有效數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)流處理區(qū)，通過(guò)智能預(yù)警引擎和異步消息隊(duì)列進(jìn)行處理，最終數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)共享區(qū)。

這里則需要應(yīng)用到大數(shù)據(jù)中心門(mén)戶(hù)及相關(guān)應(yīng)用下的第二個(gè)模塊，即實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析區(qū)，其下屬兩個(gè)模塊，綜合技術(shù)平臺(tái)與數(shù)據(jù)挖掘。在綜合技術(shù)平臺(tái)，涵蓋了追朔分析、實(shí)時(shí)查詢(xún)、歷史查詢(xún)、多維分析、相關(guān)性分析和統(tǒng)計(jì)分析多種功能，保證可以即時(shí)的查詢(xún)各種歷史數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，這些歷史數(shù)據(jù)還會(huì)被導(dǎo)入到數(shù)據(jù)挖掘模塊，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)的手段進(jìn)行模型開(kāi)發(fā)與模型預(yù)測(cè)。

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集區(qū)域的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析區(qū)的數(shù)據(jù)都與數(shù)據(jù)共享區(qū)互聯(lián)，保證現(xiàn)有的數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)互聯(lián)，通過(guò)各維度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)預(yù)警。

3智慧電廠背景下的一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)業(yè)務(wù)流程

通過(guò)對(duì)一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)的架構(gòu)，本文建立了一整套業(yè)務(wù)流程，其流程圖如圖2所示。

通過(guò)實(shí)時(shí)采集、手動(dòng)錄入以及其他系統(tǒng)采集等手段，對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，采集完畢之后通過(guò)實(shí)時(shí)的計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)整個(gè)平臺(tái)進(jìn)行報(bào)警、預(yù)警。進(jìn)而大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算完成對(duì)問(wèn)題的分析診斷，隨后通過(guò)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)比對(duì)，大數(shù)據(jù)分析進(jìn)行決策支持，進(jìn)而解決問(wèn)題，完成對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化指導(dǎo)。最終整個(gè)解決問(wèn)題的流程以及問(wèn)題本身被納入到問(wèn)題管理數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，作為案例庫(kù)與知識(shí)庫(kù)用以下次問(wèn)題備查。其一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流程如圖3所示。

該數(shù)據(jù)平臺(tái)可以有效的利用現(xiàn)有的即時(shí)性數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，通過(guò)大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)挖掘數(shù)據(jù)中的相關(guān)規(guī)律，全面自動(dòng)的監(jiān)視整個(gè)電廠中運(yùn)行的各系統(tǒng)、設(shè)備，即時(shí)性的修正與干預(yù)，達(dá)到修正設(shè)備參數(shù)，預(yù)防事故的目的。最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電廠的事故早期預(yù)警與診斷，提高機(jī)組的可靠性與安全性。

4結(jié)論

智慧電廠是現(xiàn)階段電廠發(fā)展的主流方向，其核心在于各系統(tǒng)與各設(shè)備在運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。本文提供了一種一體化大數(shù)據(jù)平臺(tái)，介紹了其架構(gòu)以及業(yè)務(wù)流程，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的即時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析計(jì)算，完成對(duì)故障的預(yù)警以及系統(tǒng)的優(yōu)化指導(dǎo)，使得智慧電廠可以順利達(dá)成超低排放、節(jié)能減排等目標(biāo)。為智慧電廠的建設(shè)提供一定的借鑒與參考。

參考文獻(xiàn)

[1]張偉，丁朝暉，楊國(guó)玉，車(chē)業(yè)蒙，黃冠杰，魏金秀.基于區(qū)塊鏈和數(shù)字簽名技術(shù)的智慧電廠數(shù)據(jù)安全傳輸系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[J].電力信息與通信技術(shù)，2021，19（07）：33-39.

[2]朱珂，李昱，胡振亞，王林.基于數(shù)據(jù)讀取與分析的智慧電廠競(jìng)價(jià)上網(wǎng)平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].微型電腦應(yīng)用，2021，37（07）：94-96+103.

[3]高林.智慧電廠建設(shè)背景下檔案管理智慧化問(wèn)題的研究[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2021（07）：30-31.

[4]羅則紅，潘勤，唐世寶，高暢，熊繼順，王靜，陳永珍，肖家垠，石俊文.青山熱電公司建設(shè)成為智慧電廠技術(shù)路線(xiàn)的探究[J].能源科技，2021，19（03）：51-56.

[5]李凱，杜磊.基于氨氮一體化網(wǎng)格取樣測(cè)量技術(shù)的燃煤電廠智慧脫硝改造[J].電站系統(tǒng)工程，2021，37（02）：58-60+65.