大数据技术在发电站设施设备管理和检测中的应用

张 平

（国能陕西水电有限公司，陕西 西安 710000）

0 引 言

随着分布式发电、新能源并网技术日渐成熟，电网装机容量逐级攀升，电网系统运行不确定因素异常显著，运行调控难度不断增大，发电站设施设备如何实现高效管理和快速精准检测成了一道难题。近年来，大数据技术在各个行业领域应用相当成熟，物联网技术和智能化技术在电网建设、电力设施设备管理与检测中的使用也相对成熟，便捷通信、智能传感、边缘计算等技术成了电力系统常用工具，大数据技术和人工智能已不知不觉地被引入到了电力系统[1]。

电网日常运行调控中，发电站的气象环境预测、安全风险评估、历史负荷监测、故障数据显示及辨识、故障处置辅助机器人等都离不开人工智能自然语言处理技术，通过人工智能脱离物理机理束缚的方式判别电力系统暂态过程遇到的问题，基于数据驱动前提下，拟合复杂数据可问题分析，推动先进算法应用和暂态问题研究向更深层次价值迈进。专家系统、人工神经网络、遗传算法等相关技术在电网系统中的应用日趋完善，电力系统中应用人工智能已有众多经验可借鉴，但在发电站设施设备管理和检测的应用中需进一步深入，提高智能化效率，降低成本和故障率[2,3]。

1 发电站设施设备管理和检测存在的问题

发电站设施设备正常运行，方可保障生产生活用电稳定，有必要切实加强对发电站设施设备的运行管理。

1.1 发电站设施设备管理方面的问题

如果发电站设施设备日常运行管理意识不够，那么在运行管理过程中就会产生各种各样问题。因此，只有部门之间相互协作、密切配合、严格规程、共同管理、全程监管，方可有利于发电站设施设备正常运行。但由于工作过程中发电站人员相对较少、工作单一枯燥、监管存在盲区，则可能导致工作交接班不及时、不畅通，工作衔接不畅、工作记录不规范，缺少对设施设备运行常规检查，长此以往，给设施设备运行留下隐患、埋下祸根[4]。

1.2 发电站设施设备运行方面的问题

造成发电站设施设备运行问题的因素很多，但核心问题还是电动机运行问题，对发电站主机和辅助设备的运行起着关键性作用。通常造成电机故障运行的问题有机械故障和电气故障：机械故障一般包括轴承转子磨损、键槽损坏、承颈受损、联轴器间隙故障等；电气故障一般包括电机长时间运行温度过高、内部机组短路、测控电路故障以及外界恶劣环境导致运行故障等。也有可能是发电站介质损坏温度过热、电路导通温度过高、电气设施设备接地以及设备内部触头短路等问题，导致电气开关设施设备因控制电路故障致使发电站运转不畅。

接地故障：发电站电气设施设备实际运行中，要么是由于接地材料不符合规范或通电电缆受损造成接地故障，要么是维护和检查人员短时间无法及时找到DC接地故障。由于造成两种故障问题的因素和处理方式差异很大，一般维修维护人员很难查到，因此现场专业维修维护人员应高度重视[5]。

电压不稳：电气设施设备电压直接影响电气设施的正常运行，长时间超高压环境运行，线路中绝缘材料受损较大，造成短路的可能性较高，实际使用寿命大大缩短，对日常操作工人的人身和生命安全威胁很大；长期超低压环境，电机电流超标，无法正常启动或运转[6]。

1.3 发电站设施设备维修维护方面的问题

发电站建设时间不同、设施设备选型个性化、每个电站日常管理差异化，致使发电站的维修维护不得不个性化、差异化进行，这对发电站设施设备的日常维护保养带来了极大影响。另外，由于部分设备超负荷运行，又缺少及时且科学的保养维护，致使发电站的设施设备出现问题得不到及时发现和解决，最终导致运转不正常，影响电能正常生产、减少设备使用寿命[7]。

发电站现场维修维护人员不专业、管理人员对操作监督管理不到位，发电机组正常运行无法得到保证。专业性缺乏：发电站维修维护属于专业性极强的工作，由于发电站现场人员专业技术不过硬、素质得不到保障、对先进设施设备掌握不熟练、培训跟不上等，致使现场缺乏专业性操作。管理层混乱：由于现场管理工作任务烦杂、量多，导致现场管理出现缺位或缺失，操作不当、检修不及时，最终导致故障发生。

2 发电站中大数据技术的引入

为了方便发电站设施设备管理，实现发电站日常运行检测高效精准，可在发电站设施设备日常管理和检测过程中积极纳入大数据技术（发电站设施设备管理和检测大数据云平台如图1所示），保障发电站安全风险评估、气象环境预测、历史负荷监测、故障数据显示及辨识、故障处置辅助等，推进大数据云平台技术在发电站设施设备管理和检测中的科学、合理、便捷应用，提高智能化效率，降低成本和故障率。

图1 发电站设施设备管理和检测大数据云平台

2.1 在发电站设施设备管理方面的应用

在云平台管理系统中，通过现场监控适时监控发电站设施设备现场管理现状，并将现场情况通过边缘智能网上传到发电站设施设备管理和检测大数据云平台。现场管理人员通过移动终端获取云平台的数据信息，可随时了解现场情况，同时将指令和信息通过发电站设施设备管理和检测大数据云平台反馈到PC终端，实现发电站现场的终极管理。

2.2 在发电站设施设备运行方面的应用

移动终端通过发电站设施设备管理和检测大数据云平台的数据信息反馈，时时掌握发电站设施设备的运行状态，通过运行状态判断发电站设施设备是否安全运行、气象环境如何等。例如，某一大型重要电机运行出现异常，现场监控端反馈数据显示输电网络运行不通畅或不稳定，并立即将现场监控数据信息上传到发电站设施设备管理和检测大数据云平台，移动终端会立即收到现场监控端数据异常，通过程序比对和自检，找出异常所在，并通过移动终端下达指令到PC终端，派人到现场处理。

2.3 在发电站设施设备维修维护方面的应用

发电站管理层将设施设备维修维护最新操作手册、先进知识、规章制度等及时通过PC终端上传到发电站设施设备管理和检测大数据云平台，设置学习课时和考试内容，现场专业技术人员可以通过移动终端自行下载自主学习，并时时将学习、考试、现场操作等情况上传到发电站设施设备管理和检测大数据云平台，发电站管理层可以根据自己的移动终端从发电站设施设备管理和检测大数据云平台实时掌握专业技术人员学习、考试情况，实现大数据、智能化空中管理。同时，可以在线调取现场监控数据，精准了解每一个发电站设施设备的检查保养、维修维护情况。

3 结 论

发电站设施设备要想实现日常运行、维修维护、高效管理，则运行要安全、环境气象预测要及时、负荷监测要有效、故障数据显示及辨识要精准、故障处置要快速高效，必须积极引入发电站设施设备管理和检测大数据云平台，强化发电站设施设备管理和检测大数据云平台在现场管理、设施设备运行以及维修维护等方面的应用，提高发电站设施设备运行的智能化效率，降低成本和故障率。