用于智慧电厂建设的大数据一体化平台

丁悦晨 肖博文

【关键词】智慧电厂;大数据;一体化平台

如今，传统火力发电企业的建设大多是封闭单一，资源浪费较为严重。智能化程度低，孤岛运营现象普遍存在。在国家提倡经济、环境两手抓的大环境下，聚焦现有电厂升级改造迫在眉睫，智慧电厂应运而生。智慧电厂的兴起，不仅顺应时代发展，也是传统电力企业自我变革的必经之路。

本文在智慧电厂原有概念的基础上，结合国内各发电集团建设智慧电厂的成功经验，提出了用于建设智慧电厂的大数据一体化模型，重点针对如何建设大数据一体化模型、应用大数据一体化模型进行智慧电厂建设进行描述，最后提出优化与合理建议。

智慧电厂是以数字化信号作为载体，通过计算机、云平台、网络系统、信息技术等大数据的应用，实现对电厂的智能化管控，从而实现由智能化向智慧化转变，实现电力企业生产和管理的标准化、一体化、数字化、智能化，最大限度地保证电厂的安全、经济、高效、环保的运行，从而创造数字工业的未来。本文在智能化电厂建设的基础上，构建以大数据为根本的四位一体电厂平台构架，在此基础上发展智能应用，实现以数字化、标准化、智能化于一体的。符合时代需要的智慧电厂。

在建设智慧电厂过程中，通过新技术，新方法的使用，创造了大量运营管理数据和生产经营数据，为深入挖掘数据信息。提高数据管理效率与管理质量，利于系统内部的业务发展和扩展，设计了大数据一体化平台架构。架构主要包括数据采集、数据传输处理、数据存储、数據共享这几个关键环节。具体分为：

1、数据采集层。首先对生产现场原始数据进行样本采集识别处理，主要包括：锅炉数据、汽轮机数据、发电机数据、辅机数据、燃料数据和环境数据等。通过大数据一体化平台，从源头上保障了数据的准确性，同时也为下一步数据的利用、价值发挥提供数据支撑。

2、数据传输处理层。采集数据后对数据进行实时处理和分析，通过数据质量监控和大数据应用技术，根据业务功能的需要，建立实时数据库，智能清洗异常数据;通过异步消息队列。降低数据库压力，提高数据处理效率;同时对问题数据进行智能预警，从而完成数据的传输与处理。保证数据的一致性，准确性和可用性。建立相应的数据库体系。

3、数据存储分析层。数据分析主要通过对合适数据算法的深度挖掘得以实现，通过开发相应的数据处理模型，对数据进行追溯分析，多维分析，相关分析和统计分析，精准把握相应薄弱环节，预测其潜在风险，为决策提供相应支持，超前制定应对措施，并对分析结果进行存储。

4、数据共享层。对各维度统计分析数据进行整合，实现数据的互联互通，及时更新数据库内容并发送到云端。

通过数据的智能采集，传输处理，存储和共享，建立了一套自动发现问题、分析问题、解决并反馈问题的流程机制。大大实现了自动化和智能化，增加了数据处理的准确性，为智能化应用的实现打下了坚实的基础，缩短企业智慧电厂建设周期，降低企业生产运行和设备维护成本，提高了企业的管理效率和生产效率，为智慧电厂的建设提供了可能。

基于大数据一体化平台的智慧电厂智能化应用的发展。主要在大数据一体化平台的基础上，对应电厂业务层面进行智能化设计和发展。主要分为经营管理层、生产执行层、控制层、设备层四大层面。

智能管理层方面，分为经营管理和保障支持两个板块，利用云端技术、通过大数据一体化平台，建立相应管理系统。对企业整体业务进行精准把控，实现标准化、数字化、智能化的于一体的功能需求。

在智能生产执行层方面，主要包含七大业务应用，即工程管理、设备管理、运行控制、经营决策、燃料仓储、安防管控、节能环保。通过数据一体化平台，对所有数据进行精准分析与实时处理，使生产得以高效、快速、安全的运行。

智能控制层，利用DCS、NCS、VMS等数据平台，对电厂主辅一体化进行整体把控，达到优化组织结构、节约管理成本、提高管理效率和企业效益的目的。

智能设备层方面，通过大数据一体化平台的应用，解决工业现场的智能化仪表、智能巡检设备等之间的数字通讯与信息传递，对生产现场相关智能设备进行有效控制和预警。

将大数据一体化平台具体投入应用中，具有优点如下：

1、一体化决策管理。通过大数据一体化平台，建立集约协同管理。及时响应市场需求，保证生产运营的高效。2、提高生产安全性。根据数据显示，平均每年减少一宗人员安全意外，通过智能设备的管理。平均每年减少非计划停机1次。3、节能减排。根据数据显示，通过数据模块优化可以节能2g/kwh以上。4、提高经济性。在工作效率方面实现电子工作流，无纸化两票，相关智慧模块的构建，有效减轻劳动强度。5、提高企业经营效率。通过大数据一体化模型的设立，有效提高业务流转效率，及时获取决策者所需的关键信息，辅助公司决策层进行经营管理。

基于大数据一体化平台的智能化业务应用，有效减少人力劳动力损耗。实现“少人干预，少人值守”，最大化保证电厂安全、稳定、经济、环保的运行，从而达到经济效益和社会效益最大化。

（一）做好战略规划。基于大数据一体化平台的智慧电厂建。不仅是单一电厂的建设，更需要联合其他电厂进行战略部署，最大限度利用大数据样本带来智能化，防止数据孤岛产生;同时也要因厂制宜，结合自身特点和实际情况进行规划建设，从头开始，从设计、制造、基建、运营、退役五个步骤入手，积极贯彻铺展大数据一体化平台，推进智慧电厂的建设。

（二）大力推进安全，经济和环保发展。企业应紧紧围绕“安全、经济和环保”三大主题，在设备运行优化、故障处理等业务中结合大数据平台进行相关智能应用，降低燃料消耗，减少设备维修，降低污染物排放，为企业带来最切实的收益和价值。

（三）与实际生产相结合。由于我国信息化发展较快，在电力系统方面，没有形成自己完备的数据知识体系，参考价值有限，因而导致数据可用性不高，因此，在数字化项目建设过程中。数据的存储和应用往往是割裂的，所以在数据基础环节，仍需要积累和完善，从而通过大数据一体化平台，将智能化更好的应用到实际生产中去。

本文提出了建设大数据一体化平台作为建设智慧电厂的基础，并提出优化和建议。未来数年，电厂智慧化改造将是必经之路，企业应充分利用和发展现有资源，创建符合时代需要的集标准化、数字化、智能化于—体的智慧电厂。