基於大數據技術的發電廠一體化管理平台的構建與應用檢視原始碼討論檢視歷史

來自 搜狐網 的圖片

基於大數據技術的發電廠一體化管理平台的構建與應用在激烈的市場競爭下，如何提高企業的核心競爭力已成為電力企業戰略管理的核心問題。發電企業的核心資本是發電設備，發電設備的運行維護管理水平直接影響到發電企業的生產成本和效益，隨着現代生產的發展和科學技術的進步，現代設備的結構越來越複雜，功能越來越完善，工作人員越來越少。為保證設備的安全運行，消除異常，發展設備狀態監測與預知性維修十分迫切，通過預測設備未來的運行狀態，由此確定相應的預防性措施和對策，避免故障的發生，減少維護時間，降低設備的故障率。因此，需要一種先進有效的手段，以防止故障發生，但是，故障的早期異常很難靠人力在成千上萬個變量中找出來，現有系統往往是事後分析查找原因，很難做到實時、預知、自動化、信息化。北京京能高安屯燃氣熱電有限責任公司通過開發研製發電廠一體化工作平台，實現對發電設備在全生命周期內進行數字化、智能化、透明化、信息化、互動化、仿真化、標準化、流程化運作，實現數據採集數字化、生產過程智能化、業務處理互動化、經營管理信息化、戰略決策科學化，充分開發智能設備的信息資源，深化系統應用，實現控制決策智能分析、生產管理智能處理、業務操作智能化，提高企業的綜合競爭力。

2　平台構建

2.1　搭建數據分析平台

大數據分析平台與ERP、SIS、DCS、AMS、移動作業管理等系統建立通訊接口，能夠按照秒級採集這些系統的數據，大數據分析平台具備30億條/天的數據存儲能力，滿足大量的數據存儲需求，系統能夠存儲五年生產數據，數據存儲基礎採用分布式存儲系統，具備高容錯能力，並在不改變大數據平台原有程序的基礎上通過增加硬件及修改配置文件來自動提升存儲效率和可靠性。大數據分析平台在故障診斷方面主要包含設備對象定義、數據處理、相關數據模型生成、模型狀態識別、診斷規則集、診斷報警與記錄等功能。通過平台強大的實時計算能力自動對大量的過程信號進行分析，找出設備可能存在的不正常狀態，為運行和檢修人員提供有關設備的狀態信息；平台通過對歷史數據的分析確定數據模型參數和特徵計算。在進行故障診斷時，系統通過數據採集模塊實時獲取電廠設備的當前值，然後和數據模型推測值進行比較，判斷當前的數據是否正常，運行趨勢是否惡化。出現異常則依據規則集中的規則進行判定可能發生的故障並產生報警。平台具備設備故障樹分析模塊，對歷史數據進行分析的同時會對測點與測點、設備與設備之間的關係進行分析，從而得到測點與測點、測點與設備、設備與設備之間的數據關係。分析平台報警畫面如圖1所示。

2.2　構建一體化工作管理平台

建立一體化工作管理平台與電廠其他信息管理系統進行集成，通過一體化工作管理平台直接訪問其他系統，實現在同一平台下訪問其它系統的需求，解決軟件多樣化帶來的安全、信息孤島、重複訪問等問題，提高辦公效率。個人工作檯對企業應用進行集成，實現跨平台跨系統的資源的深度信息整合，系統將企業應用合理規劃為若干個應用，用戶可以通過選擇的方式在自己的工作檯設置自己的應用（如圖2所示），制定相應的工作流程，符合自身工作崗位的需要。同時，平台支持移動端應用，滿足移動化辦公的需求。

2.3　構建現場總線設備管理專家系統

開發大數據平台與DCS之間的數據接口，獲取現場總線設備的周期數據和非周期數據，對設備所有數據（周期數據和非周期數據）進行標準化，建立各種類型設備的信息標準定義，並對所有設備的報警信息級別化，建立五級報警體系，實施採集這些數據，進行數據清洗，建立總線設備的狀態監測和報警體系，通過標準報警故障庫，建立現場總線設備的故障處理專家系統，實現設備缺陷自動流轉，處理方案自動生成，指導現場的檢修作業，實現總線設備的狀態檢修。

3　平台應用

3.1　對設備測點進行趨勢預測及趨勢報警

通過基於時間序列的數據趨勢分析方式，採用K階極值定義的方法實現對歷史數據的數據趨勢分析，同時對噪音數據進行隔離，實現對監測點數據的趨勢預測，通過趨勢預測獲得測點在一定時間內的運行曲線。3.2　實現轉動設備運行評價（如圖4所示）對海量歷史數據進行數據樣本分析，挖掘測點與測點之間、設備與設備之間、系統與系統之間內在隱性數據關係, 結合ISO10816和GB/T6075標準建立設備評價指標體系相關振動標準，對設備振動情況給出健康評價等級。

3.3　實現報警信息的訂閱和推送

通過在一體化平台移動端對測點和設備進行事件訂閱，實現對現場運行情況的實時監督，準確掌握現場設備的運行狀態，從而減少在現場的停留時間，提前發現設備可能出現的隱患，摒棄傳統「壞了就換、壞了就修」的設備被動維護模式，建立全新的「預知檢測、預知維修」的主動設備管理模式。手機端事件推送如圖5所示。

4　總結

一體化管理平台是利用大數據分析技術結合發電廠的生產特性，提前預測異常、輔助生產操作、優化生產，建立一體化工作管理平台解決軟件多樣化帶來的安全、信息孤島、重複訪問等問題，提高辦公效率，極大地提高了高安屯熱電的生產管理水平，為公司創造了一定的經濟效益，同時也帶來了積極的管理效益。首創的發電廠大數據分析系統，利用互聯網思維解決工業問題，將大數據分析技術引入到發電領域，結合發電廠生產的特點，對分析對象進行特性分析，設備進行細分，工藝系統進行劃分，建立適用於工業企業的大數據分析系統。利用大數據分析方法進行分析，改變傳統的數學模型分析的方法，基於對數據的分析來進行發電廠的生產優化、故障診斷、設備選型指導等工作。