“大数据分析”在火力发电厂的应用

302 | 浙江电力行业2018年优秀管理论文集

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“大数据分析”在火力发电厂的应用

文/浙江大唐国际江山新城热电有限责任公司 包正强 丁文

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山新城热电公司的机组采用了MarK VIe 分散控制系统,生产数据传送到生产实时监控系

统SIS 和管理信息平台系统MIS 上，通过企业内网传送到了集团的生产管理中心进行显示。收集到的数据除了作历史存储和显示，仅做初步挖掘用于计算关键性能指标KPI，专门用于电力生产过程和设备的健康监测，可靠性管理和性能优化算法屈指可数，对电力安全、高效生产的贡献有限。2017年江山新城热电公司接入大唐集团数据中心，利用专业软件开展“大数据分析”，对设备进行远程监控、诊断分析，围绕设备健康和性能，依靠发现设备早期故障报警，开展可靠性管理，通过“大数据分析”提高设备了可靠性，促进了管理的提升，降低了运维成本，规避了潜在风险，提高了生产力。

“大数据分析”开展情况简介

大唐集团数据中心位于北京高井电厂，共有专业人员16人，监控十三台机组，利用“专业诊断”“智慧信号”“性能计算”“事件管理系统”软件开展大数据分析，大数据分析开展情况（图1）及工作流程（图2）如下。

图1 大数据分析开展情况

图2 大数据分析工作流程

“大数据分析”软件简介

智慧信号

“智慧信号”软件是一个完全数据驱动的，基于相似性原理建模技术的电厂报警系统。区别于传统诊断报警使用阈值和单传感器分析或者基于公式的模型，智慧信号采用多变量，动态的实时分析手段，在设备出现不良状态趋势时比传统报警条件触发提早进行报警，智慧信号监视算法接受测量的过程数据，通过状态矩阵计算出一个设备应该达到的期望值，用收集到的真值（蓝色曲线）与期望值（绿色曲线）进行比较，一旦真实值超过与期望值之间预设的阈值，则软件就会发出报警信号，当几个相关联的报警信号满足模型中的某个失效模型时，就会形成一个预警信号，现场工程师通过对预警信号的分析，就可以判断出就地设备会出现的故障，从而可以避免非计划性停机，为电厂的安全稳定运行提供保障。“智慧信号”软件发现的案例简介：

性能软件

性能软件（EMAP）是一个基于闭环系统质量平衡

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和能量平衡来计算性能和评估期望值的软件，通过对比测量值与评估值的偏差来评估设备的性能变化，为机组水洗及更换滤网提供建议。性能软件案例如下： 

专业诊断软件M&D

专业诊断（M&D）软件是GE公司开发的适用GE燃机的监测、诊断软件，该软件会在在DCS报警之前预警， 专业诊断（M&D）软件案例如下：

事件管理系统软件

事件管理系统是一款功能强大，灵活易用的电厂设备数据监控系统，对集团下属站点中运行的设备所产生的报警信息进行管理，并可以通过报警创建案例。所有报警和案例将在进程中进行处理、监控。同时案例将形成知识库，供技术专家进行查询参考。系统具备图表功能，用户可以自定义KPI，在不同的图表中进行展现，能够对不同电厂或动力单元或机组这些层级的数据进行分析和监控。

“大数据分析”三大价值点

经济价值

大数据分析充分挖掘集团电力资产潜力，让数字化成为电力行业利润新增长点。“大数据分析”应用以来共拯救设备达 14次 ，节省支出近500万 ，有效协助电厂113次，数据中心运行情况，经济价值体现在以下四方面。

提高集团公司各电厂设备的可用性和可靠性。“大数据分析”为设备全生命周期提供预警、故障诊断、性能优化与增值服务，大幅提高集团公司机组设备的可用性和可靠

性，每个设备的可用性和可靠性可通过柱状图中直观查看。

为电厂管理者提供更好的决策和规划。电厂的非计划停机一直是生产管理者十分关心的事情，“大数据分析”软件则可以在设备出现不良状态趋势时在传统报警条件触发前提早进行报警，为生产管理者提供可执行的方案用于降低设备的非计划停运、非计划停运时间、以及提高设备的效率降低生产损失。同时，软件可以在设备的异常出现初期及时发出预警从而可以降低事故的风险。大数据分析”具有对标功能，依据历史数据可以对标同类型的机组经济参数，在同一平台，同一环境下可以很客观的找出各厂机组差距，这给电厂管理者提供更好的决策和规划的依据。

最大程度的提高电厂工程师的工作效率。当电厂异常事件发生时，电厂工程师分析问题一般靠自己的经验逐步排除，“大数据分析”可快速给出可能性最大的答案，提高电厂工程师的工作效率。

降低电厂的运营成本。“大数据分析”通过早期预警发现隐患提高设备的可用性和可靠性，设备对标比较机组经济性，快速响应提高员工效率，通过以上三方面的功能降低了电厂的运营成本提供。

创新价值

“大数据分析”用智慧连接人、机器、数据，打造融会贯通的技术管理新模式，软硬实力兼备的综合模式成为发电行业全方位转型的创新示范。提供丰富的知识库管理功能，成为日后快速决策的基础。工业互联网云平台实现了知识与经验的共享，技能和创意的迭代。 通过数据和知识的聚合，实现生态圈共赢 。集团公司资产集中统一管理 。

社会价值

“大数据分析”突破行业壁垒，让电力行业拥抱互联网+，使传统行业焕发新生。

拥抱“互联网+”。在运用新技术的基础上，通过管理手段的不断创新与实践，对于推动“互联网+”在发电行业的推广与应用产生深远的推动作用。

能源转型。消除、行业及企业间的壁垒，实现互联互通，为国家能源行业生产运营提供新探索与借鉴，为建设集团级智能发电模式做出了开拓性探索。

结论

“大数据分析”应用以来大唐集团的管理水平、经济效益、社会效益得到了显著的提高。在应用中摸索出了一些经验，今后将会在旗下更多电厂中推广，经过不断探索，“大数据分析”将会在电力系统中得到更为广泛的应用。