用于智慧電廠建設的大數據一體化平臺

丁悅晨 肖博文

【關鍵詞】智慧電廠;大數據;一體化平臺

如今，傳統火力發電企業的建設大多是封閉單一，資源浪費較為嚴重。智能化程度低，孤島運營現象普遍存在。在國家提倡經濟、環境兩手抓的大環境下，聚焦現有電廠升級改造迫在眉睫，智慧電廠應運而生。智慧電廠的興起，不僅順應時代發展，也是傳統電力企業自我變革的必經之路。

本文在智慧電廠原有概念的基礎上，結合國內各發電集團建設智慧電廠的成功經驗，提出了用于建設智慧電廠的大數據一體化模型，重點針對如何建設大數據一體化模型、應用大數據一體化模型進行智慧電廠建設進行描述，最后提出優化與合理建議。

智慧電廠是以數字化信號作為載體，通過計算機、云平臺、網絡系統、信息技術等大數據的應用，實現對電廠的智能化管控，從而實現由智能化向智慧化轉變，實現電力企業生產和管理的標準化、一體化、數字化、智能化，最大限度地保證電廠的安全、經濟、高效、環保的運行，從而創造數字工業的未來。本文在智能化電廠建設的基礎上，構建以大數據為根本的四位一體電廠平臺構架，在此基礎上發展智能應用，實現以數字化、標準化、智能化于一體的。符合時代需要的智慧電廠。

在建設智慧電廠過程中，通過新技術，新方法的使用，創造了大量運營管理數據和生產經營數據，為深入挖掘數據信息。提高數據管理效率與管理質量，利于系統內部的業務發展和擴展，設計了大數據一體化平臺架構。架構主要包括數據采集、數據傳輸處理、數據存儲、數據共享這幾個關鍵環節。具體分為：

1、數據采集層。首先對生產現場原始數據進行樣本采集識別處理，主要包括：鍋爐數據、汽輪機數據、發電機數據、輔機數據、燃料數據和環境數據等。通過大數據一體化平臺，從源頭上保障了數據的準確性，同時也為下一步數據的利用、價值發揮提供數據支撐。

2、數據傳輸處理層。采集數據后對數據進行實時處理和分析，通過數據質量監控和大數據應用技術，根據業務功能的需要，建立實時數據庫，智能清洗異常數據;通過異步消息隊列。降低數據庫壓力，提高數據處理效率;同時對問題數據進行智能預警，從而完成數據的傳輸與處理。保證數據的一致性，準確性和可用性。建立相應的數據庫體系。

3、數據存儲分析層。數據分析主要通過對合適數據算法的深度挖掘得以實現，通過開發相應的數據處理模型，對數據進行追溯分析，多維分析，相關分析和統計分析，精準把握相應薄弱環節，預測其潛在風險，為決策提供相應支持，超前制定應對措施，并對分析結果進行存儲。

4、數據共享層。對各維度統計分析數據進行整合，實現數據的互聯互通，及時更新數據庫內容并發送到云端。

通過數據的智能采集，傳輸處理，存儲和共享，建立了一套自動發現問題、分析問題、解決并反饋問題的流程機制。大大實現了自動化和智能化，增加了數據處理的準確性，為智能化應用的實現打下了堅實的基礎，縮短企業智慧電廠建設周期，降低企業生產運行和設備維護成本，提高了企業的管理效率和生產效率，為智慧電廠的建設提供了可能。

基于大數據一體化平臺的智慧電廠智能化應用的發展。主要在大數據一體化平臺的基礎上，對應電廠業務層面進行智能化設計和發展。主要分為經營管理層、生產執行層、控制層、設備層四大層面。

智能管理層方面，分為經營管理和保障支持兩個板塊，利用云端技術、通過大數據一體化平臺，建立相應管理系統。對企業整體業務進行精準把控，實現標準化、數字化、智能化的于一體的功能需求。

在智能生產執行層方面，主要包含七大業務應用，即工程管理、設備管理、運行控制、經營決策、燃料倉儲、安防管控、節能環保。通過數據一體化平臺，對所有數據進行精準分析與實時處理，使生產得以高效、快速、安全的運行。

智能控制層，利用DCS、NCS、VMS等數據平臺，對電廠主輔一體化進行整體把控，達到優化組織結構、節約管理成本、提高管理效率和企業效益的目的。

智能設備層方面，通過大數據一體化平臺的應用，解決工業現場的智能化儀表、智能巡檢設備等之間的數字通訊與信息傳遞，對生產現場相關智能設備進行有效控制和預警。

將大數據一體化平臺具體投入應用中，具有優點如下：

1、一體化決策管理。通過大數據一體化平臺，建立集約協同管理。及時響應市場需求，保證生產運營的高效。2、提高生產安全性。根據數據顯示，平均每年減少一宗人員安全意外，通過智能設備的管理。平均每年減少非計劃停機1次。3、節能減排。根據數據顯示，通過數據模塊優化可以節能2g/kwh以上。4、提高經濟性。在工作效率方面實現電子工作流，無紙化兩票，相關智慧模塊的構建，有效減輕勞動強度。5、提高企業經營效率。通過大數據一體化模型的設立，有效提高業務流轉效率，及時獲取決策者所需的關鍵信息，輔助公司決策層進行經營管理。

基于大數據一體化平臺的智能化業務應用，有效減少人力勞動力損耗。實現“少人干預，少人值守”，最大化保證電廠安全、穩定、經濟、環保的運行，從而達到經濟效益和社會效益最大化。

（一）做好戰略規劃。基于大數據一體化平臺的智慧電廠建。不僅是單一電廠的建設，更需要聯合其他電廠進行戰略部署，最大限度利用大數據樣本帶來智能化，防止數據孤島產生;同時也要因廠制宜，結合自身特點和實際情況進行規劃建設，從頭開始，從設計、制造、基建、運營、退役五個步驟入手，積極貫徹鋪展大數據一體化平臺，推進智慧電廠的建設。

（二）大力推進安全，經濟和環保發展。企業應緊緊圍繞“安全、經濟和環保”三大主題，在設備運行優化、故障處理等業務中結合大數據平臺進行相關智能應用，降低燃料消耗，減少設備維修，降低污染物排放，為企業帶來最切實的收益和價值。

（三）與實際生產相結合。由于我國信息化發展較快，在電力系統方面，沒有形成自己完備的數據知識體系，參考價值有限，因而導致數據可用性不高，因此，在數字化項目建設過程中。數據的存儲和應用往往是割裂的，所以在數據基礎環節，仍需要積累和完善，從而通過大數據一體化平臺，將智能化更好的應用到實際生產中去。

本文提出了建設大數據一體化平臺作為建設智慧電廠的基礎，并提出優化和建議。未來數年，電廠智慧化改造將是必經之路，企業應充分利用和發展現有資源，創建符合時代需要的集標準化、數字化、智能化于—體的智慧電廠。