智慧电厂一体化大数据平台关键技术及应用分析

黄学文，沈志中

（国家电投集团江苏电力有限公司，江苏 南京 210009）

近年来，随着电力体制的不断改革，节能减排等政策的不断出台和实施，对当前电厂生产经营管理提出了全面的要求，智慧电厂已经成为必然的发展趋势。如何在保证安全稳定生产的基础上，全面实施精细化管理，加强现代信息化技术的应用，减少成本的投入，实现对资产资源的全生命周期管理，是当前电厂重点研究的课题。随着社会科技的飞速发展，数据信息已经成为电厂运行中的重要影响因素，海量的数据信息对数据的采集、处理、存储和分析提出了更高的要求，是智慧电厂建设过程的重要体现。因此，如何有效搭建一体化大数据平台，构建完善的运维中心，对电厂设备的工作状态进行实时检测、诊断，以快速发现设备故障，是目前智慧电厂建设的主要内容。在此背景下，原本的管理模式已经无法满足实际的需求，电厂必须采取更加高效、可靠的方法来处理和分析运维信息数据，以推进电力行业的长期、稳定发展。

1 智慧电厂一体化大数据平台概述

1.1 智慧电厂大数据的来源

（1）生产数据。生产数据是智慧电厂数据来源的重要组成，其涵盖了电厂机组设备以及各系统运行过程中产生和消耗的数据、机组设备故障信息、生产相关的日志和报告等，可以从生产数据中分析出具有价值的信息，进而更好地优化设备、系统的运行。

（2）运营管理数据。电厂的安全、稳定运行离不开数据的支持，运营管理数据则是电厂运营发展的必备条件。通过分析运营管理数据，能够将其中具有价值的信息有效地呈现出来，并为电厂相关决策提供数据上的支持，更好地促进电厂发展战略的制定。

1.2 一体化大数据平台的架构

（1）数据采集层。数据采集层的主要任务就是采集现场数据，且支持从各数据库中采集数据，如关系数据、实时数据库、接口机等。

（2）数据传输、处理层。此层的主要职能就是负责数据的传输、数据的甄别以及数据的写入等。数据甄别是借助计算模型对数据的错误、缺失进行多重验证，对有误的数据及时提出预警，并采取相应的措施对数据进行清除或替换处理，从而提高数据的精准度，保证数据传输的完整性。

（3）数据存储层。数据存储层就是对数据进行存储管理，将各项数据进行统一存储，方便对数据进行查询，并且能够对数据进行实时备份。

（4）业务处理层。业务处理层是基于数据存储层开展的，按照相关的要求进行业务处理，并将处理后的结果上传至数据中心。

1.3 一体化大数据平台的功能

通过建立一体化数据平台，形成一套完整的发现问题、分析问题和解决问题的管理机制。通过对系统进行实时监控、预警，能够快速发现问题，并诊断出问题产生的原因，同时通过有效的指导和数据分析，能够更好地解决问题。智慧电厂一体化大数据平台的功能主要体现在以下方面：

（1）基础数据。包含电厂运营过程中产生的各项数据。

（2）数据甄别。对采集的各项基础数据进行甄别，从而对数据的质量进行判断并预警。

（3）实时分析。根据不同的生产需求对所产生的数据进行实时分析。

（4）统计分析。统计分析是建立在前几项功能基础上的，根据相关要求和标准对数据进行综合的统计和全面的分析。

（5）决策支持。借助一体化大数据平台挖掘数据中有价值的信息，并将其直观地呈现出来，为电厂各项决策提供数据支持。

1.4 智慧电厂一体化大数据平台构建的意义

就电力企业大数据管理而言，搭建系统的管理平台十分重要，不管是在电厂生产经营过程中，还是在成本、报价管理中，系统化管理都能够有效地对数据进行整理和分析。同时，一体化大数据平台的构建打破了传统数据管理中存在的诸多限制，提高了数据管理的时效性和便捷性，更便于数据的存储和管理。此外，通过建立智慧电厂一体化大数据平台，还能够及时满足各电网的实际需求，并且提高了电网运行的安全性和稳定性，帮助电网系统规避风险和抵抗外界的冲击，从而降低电网受到攻击、影响时所产生的损失，且恢复速度极快，既降低了维护成本，又实现了电厂经济效益的提升。

2 智慧电厂一体化大数据平台关键技术

在传统的电厂数据管理中，工作人员是数据管理中的主体，发挥着极大的作用，而且数据管理系统必须借助工作人员才能正常运转，这就导致工作中难免会因工作人员的失误而产生各种问题，从而影响电厂的稳定运行。智慧电厂的建立，实现了数据信息采集、分析、处理效率的提升，能够为电厂今后发展战略和决策提供理论支持。一体化大数据平台提高了实时数据和历史数据的利用价值，实现了多系统、全方面的数据采集，并对数据中隐含的信息进行挖掘，有效促进了政策的优化。此外，通过大数据平台还能有效地对所获取的数据进行传输，不但加强了数据源与数据平台的连接，而且减少了数据存储和处理的时间。

2.1 数据修正与补充技术

数据修正与补充技术就是对电厂各项数据进行全面的检测，及时排除存在的异常数据，使有效数据得到保留，提高数据的使用效率。在电厂生产运营过程中，运行系统或机电设备难免会出现一些故障，进而导致异常数据的产生，这就需要对存在故障的设备进行全面分析，以此获得发生故障的精准数据。管理平台自身具备的修正功能可及时、自动地对无效数据进行清理，使数据更加地精准。此外，大数据平台还有效解决了数据信息缺失的问题，在进行信息噪点删除时对有效信息进行保护。可以说，一体化大数据平台既可以对数据进行修正和清除，同时又能实现对有效数据的保护，保证数据的完整性。

2.2 智能预警技术

电厂由于其自身的特殊性，对运行安全要求极高。通过建立一体化大数据平台，能够实现智能化、自动化地监测每个系统、主机等的工作情况，并且能实现智能预警。相比于传统的数据分析技术，智能预警技术能够实时掌握主机、系统的变化趋势以及异常参数，从而做到在故障发生之前及时预警，并为故障分析提供参考依据。智能预警技术不仅可以实现转动设备的监视，同时还能够对各系统、机组参数等建立可视化模型，使系统、设备在运行过程中也能受到实时监控，了解负荷的变化趋势和机组的工作状态，最终实现及时发现问题、分析问题、解决问题，有效避免安全事故的发生。

3 智慧电厂一体化大数据平台的应用

3.1 一体化大数据平台的主要数据来源

近年来，随着智慧电厂建设进程的不断推进，一体化大数据平台已经得到了有效的应用，转变了传统的数据管理模式。电厂在生产经营过程中会产生海量的数据，一体化大数据平台作为处理数据的关键平台，其数据来源主要是生产数据和电厂经营数据。生产数据是指机组设备在生产过程中所产生的各种数据，具有较高的参考价值，其可以细分为有用数据、无用数据、消耗数据以及其他数据。通过对不同类型的数据进行分析、提取，能够快速地排除和诊断故障。电厂在经营过程中需要大量数据信息的支持，电厂经营数据就是电厂经营过程中产生的数据以及跨行合作而产生的多元化数据。通过对经营数据进行有效分析，提取其中蕴含的有效数据，能够帮助电厂在运营过程中做出正确的决策。

3.2 一体化大数据平台的数据分层

智慧电厂的数据来源十分复杂，且数量十分庞大，通过一体化大数据平台能够对这些海量的数据进行分析，深入挖掘其中的有效信息。通过对每个环节的数据进行质量监控，预处理电厂的原始数据，最终能够实现对数据的筛选并录入数据库中，经过数据库整理后所得数据为最终数据。同时，一体化大数据平台还能对无用数据进行处理，根据运营所需的数据设定预警功能。这个过程不仅是一个分析的过程，同时也是电厂借助技术平台进行决策的过程。对数据进行分层处理大体上可分为数据采集层、数据传输和处理层、数据存储层以及业务处理层四个方面。

3.3 智慧电厂一体化大数据平台的运行机制

智慧电厂一体化大数据平台是一套较为完善的管理机制。通过对数据分析、提取能够及时地发现问题、分析问题和解决问题。大数据平台具有数据监管和预警功能，能够对DCS报警值和历史数据进行分析和检测，并自动预警，提出合理的解决方案，同时还能对解决方法进行优化指导。其具体流程主要包括以下五个方面：（1）采集基础数据；（2）深入分析采集的数据；（3）结合实际情况进行实时分析；（4）对数据进行统计分析；（5）对大数据分析做决策。通过上述步骤能够快速地对问题进行诊断和排除，进而保障各个系统、设备的顺利运行。

4 结束语

总之，智慧电厂一体化大数据平台的建立具有十分重要的意义，能够有效提升电厂生产效率和企业效益，促进电力行业的发展。文章就智慧电厂一体化大数据平台的关键技术和应用进行了简单的分析，希望能够通过分析，有效促进我国智慧电厂的建设进程，加强大数据资源与电力行业的有机结合，从而提高工作的质量，促进电力行业的可持续发展。