梯级水电站大数据技术应用展望

姜相东

(白山发电厂,吉林 桦甸 132400)

梯级水电站大数据技术应用展望

姜相东

(白山发电厂,吉林 桦甸 132400)

数据作为时下最火热的词汇,已成为社会各界争论的焦点,IT网络技术的发展带来海量数据的爆发,随之而来的数据仓库、数据安全、数据分析、数据挖掘等高效的大数据分析技术,将深度挖掘数据的价值,帮助企业准确决策。围绕大数据应用价值的利用也逐渐成为追捧的焦点。通过探讨梯级水电站运行维护、经营管理、生产管理与大数据应用技术的结合,提出了一些前景展望,促进提高梯级水电站运行效率,实现水电站与机组的安全经济运行,发挥水电厂效率和效益最大化,最终实现源网一体化,稳定、安全、经济高效地运行,减少资源浪费,降低事故的发生率。

大数据;梯级水电厂

1 引言

2015年,国务院印发《促进大数据发展行动纲要》,十八届五中全会也特别提出实施国家大数据战略,把建设数据强国作为发展的重要支撑和手段。

纵观人类历史,每一次划时代的变革都是以新工具的出现和应用为标志的。蒸汽机把人们从农业时代带入了工业时代,电力的应用把人们从工业时代带入电气时代,计算机和互联网把人们从电气时代带入了信息时代,而如今大数据时代已经到来,它源自信息时代,又是信息时代全方位的深化应用与延伸。

当前我国的电网智能化战略已全面启动,智能电网建设已在输电、配电、变电、用电、调度等环节获得较大进展,智能化变电站建设已进入推广应用阶段,智能化水电站建设也已经开始探索,目前国内已有一些水电厂在建设智能化水电厂方面开展了初步的探索工作,取得了一定的成果和有益的经验,产生了海量的数据信息,如何着力推进数据汇集和发掘,如何更好的应用现有成果,大数据技术的应用将能确保梯级水电站流域综合管控、联合优化调度、企业运维管控的决策更为高效准确,从而提高发电厂整体运行效率,推动电网智能化战略的加快实施。

2 梯级水电站数据应用现状

随着信息通信技术的发展,信息系统在梯级水电厂各专业领域快速拓展。这些系统采集、处理、积累的数据越来越多,数据量增速越来越快,以至用“海量、爆炸性增长”等词汇已无法形容数据的增长速度。全国各梯级水电厂建设至今都已经建成或应用类似的信息系统。

2.1 生产发电相关系统

水电站生产发电相关系统包括计算机监控系统、振摆监测系统、机组状态在线监测专家系统、大坝观测系统、水库调度系统、水情自动测报系统、防汛决策支持系统、五防系统、工业电视系统、电缆测温系统、光缆监测系统、动力环境监控系统、安防系统、生产实时系统、安全监督管理系统等。

以上列举的各应用系统基本涵盖了梯级水电站生产发电现有的应用系统,经过多年的使用,各应用系统已经产生了大量数据。但因各系统多是分别建设,供应商的不同或建设时间不同,数据传输标准、规约、规范及设备编码都有不同,各系统的关联性较差、数据共享能力较弱,对于数据资产来说是一种巨大的浪费。

2.2 经营管理相关系统

生产管理信息系统、安全性评价管理系统、财务管控系统、人资管控系统、项目管控系统、计划规划系统、信息管控系统、科技项目管控系统、教育培训系统、班组建设管理系统、绩效管理系统、协同办公系统、电子商务平台、ERP等等多达几十套系统在企业经营管理中同时应用。

随着电力企业精细化运营管理的实施,各管控系统的使用虽然提高了管理的规范性,却在维护和使用上占用了大量的人资力量。人、财、物,及维护、检修、技改工程管理的规范化,各种管控系统应运而生,但同样是由于各系统多是分别建设,供应商的不同、建设时间不同及侧重点不同,各系统的关联性较差、数据共享能力较弱。管控系统的关联性差造成了数据重复录入;数据共享能力弱造成了数据的不统一;侧重点不同造成了基础设备树及编码的多重性。

3 梯级水电站大数据应用展望

大数据是以容量大、类型多、存取速度快、应用价值高为主要特征的数据集合,大数据的生产原材料是数据,生产工具则是大数据技术,大数据技术是对各种信息系统所产生的海量数据的挖掘和分析,从而快速地获取有价值信息的技术和应用。梯级水电厂各种应用系统的建设产生了海量数据,有了海量数据为依托,就可以建立大数据数据库,将我们的日常生产信息全部记录在数据库中,这些数据至少包括库区流域的降水量、河道流量、发电量、电压稳定性、天气情况、自然灾害发生情况,安全管控情况、设备运行情况,设备维护保养周期及保养情况、备品备件的规格尺寸及生产厂家、备品备件的购买和使用情况、人员培训技能等级、运维检修成本、利润等等,大数据数据库是一个长年累月积累的过程,数据越丰富、越详细,则数据分析的准确性越高。大数据技术正是对数量巨大、来源分散、格式多样的数据进行采集、存储和关联分析,从中发现新知识、创造新价值、提升新能力的新一代信息技术。梯级水电厂经过多年的建设和发展,各专项应用系统亦趋完善,并且已经积累了相当数量的数据基础,完全可以互联交换共享(参见图1),应用大数据技术进行分析,并基于大数据分析后的结果制定生产经营管理计划,实现梯级水电厂的经济运行。

图1 梯级水电站大数据应用中心示意图

3.1 大数据技术在梯级水电厂发电中的应用

通过水库调度系统、水情自动测报系统、防汛决策支持系统、大坝观测系统等应用系统采集的数据,结合水电站计算机监控系统、振摆监测系统、机组状态在线监测专家系统反馈的设备运行状况,制订切实可行的发电目标与计划,也可以根据对不同负荷下机组的效率的统计分析,运用最优化原则调整梯级水电厂各站的发电、用水以及各机组的优化调度运行,让相同的水量发更多的电,实现水资源利用最大化和电站社会效益与站网经济效益的最大化。

通过振摆监测系统、机组状态在线监测系统、水电站计算机监控系统、生产管理信息系统等应用系统采集的数据,结合专家系统实现设备运行状态智能评估、状态检修、在线智能调度决策辅助等系统,为梯级水电站经济安全运行提供决策支持以及控制手段,并有效降低设备维护及人力成本。也可以根据对机组运行数据及运维耗材数据统计分析,以达到降低消耗,节约成本的目的。

如此这些,将改变单一技术经济指标模式,利用梯级水电厂优势,通过大数据技术,综合分析水库、水情信息、设备状况、调度方式等元素,科学合理确定水库和机组运行方式,实现最优经济运行。并将为梯级水电厂的成本核算、计划统计和预决算等创造更好的经济效益提供可靠保障。

3.2 大数据技术在梯级水电厂维护中的应用

梯级水电厂的发电讲究时效性,要求及时排除发电设备的缺陷、故障,确保机组发电运行的可靠性。在实际维护工作中的备品备件储备是一难题,有些备品备件买回来了,很长时间用不上,不仅占用库存和资金,也加大了仓储管理的难度,有些备品备件需要用的时候才发现库房里根本没有,临时才去采购,不仅手续繁琐,也影响设备的正常运行。

通过生产管理信息系统、安全性评价管理系统、财务管控系统、电子商务平台、ERP等应用系统采集的数据,结合计划规划系统、机组状态在线监测系统中的数据,完全可以在设备还没有出现故障的时候,通过大数据技术预判什么时候,什么部件,需要更换或者保养,可以将基于固定周期的维护计划变为基于需求的维护计划。并提前购买备品备件,保证在需要用的时候有备品备件,在不需要用的时候又不占用仓储空间,同时也减少了仓储管理的工作量和难度,减少对仓库空间的需求,减少库存积压资金,最大限度盘活资金。

通过大坝观测系统、水情自动测报系统、地质灾害等应用系统采集及历年累积的数据,结合天气、环境,应用大数据技术预判自然灾害发生的可能性,譬如泥石流、滑坡等灾害,在灾害发生之前,就可以有针对性采取相应的措施,完善对防护设施的修缮,及时对相关人员进行疏散,更好的应对灾害,减少损失。

3.3 大数据技术在梯级水电厂经营管理中的应用

在梯级水电厂经营管理中,财务管控系统、人资管控系统、计划规划系统、教育培训系统、班组建设管理系统、绩效管理系统、协同办公系统等和企业经营、事务性工作相关的系统同样牵扯生产一线职工的大量精力。将全部生产经营管理要素纳入大数据,通过大数据分析技术可以了解到所有设备的运行状况、维护检修计划安排,每个员工的任务、所处位置、及员工发展方向、企业成本及利润水平等所有生产经营管理要素,能够更合理的调配资金、分配人员、储备材料。以网络化、信息化、数字化和标准化为基础,通过大数据技术,整合精简生产经营管理流程,减少业务处理和流转损耗,提高管理效率,促进水电管理方式变革。

4 结语

大数据是一个持续积累的过程,所以对数据的分析也应该是一个持续的过程。当前,梯级水电厂的运维正逐步走向集中控制及区域化管理,这也为我们的大数据技术提供了更广阔的施展空间。当然,并不是有了大数据作为保证就可以高枕无忧,应该不断提高大数据库内数据的可靠性、真实性,并不断提高对大数据的分析能力。大数据技术的战略意义不仅仅在于掌握庞大的数据信息,更在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。

随着大数据相关技术的逐渐成熟和实用化,梯级水电厂将通过大数据技术来确定梯级水库优化调度,确定水库及机组科学合理运行方式,提高发电、防洪、供水等经济和社会综合效益,实现最优运行;实现状态检修提高设备可用率、降低检修成本;通过整合业务流程、简化管理程序,提高管理效率、降低管理成本。

推动大数据与云计算、物联网、移动互联网等新一代信息技术融合发展,探索大数据与电力生产企业协同发展的新模式,促进电力生产企业的生产经营管理模式的全面革新升级,为加强智能电网建设提供更有力、更长远、更深入的支撑。

TV737

B

1672-5387(2017)07-0046-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.07.015

2017-04-27

姜相东(1973-),男,高级工程师,从事水电厂信息通信工作。