工业互联网火力发电大数据集成平台

国华电力大数据应用案例

工业互联网火力发电大数据集成平台

引言：工业互联网作为新一代信息技术与工业技术、制造技术深度融合的产物，日益成为新工业革命和中国制造2025 的重要基石，不仅是实现两化融合和智能制造的重要依托，也是落实国务院发改委关于深化“互联网+”智慧能源指导意见的重要举措。为进一步实现管控模式、管理手段、生产方式、生产技术的全面创新，融入能源互联网，建设“能量-信息-价值”互联互通的智能电力企业，在国家能源集团的领导和支持下，国华电力公司构建了电力生产大数据平台，并开展工业互联网的应用研究。

一、项目概况

国华电力公司通过对海量数据进行高效的存储组织和有效管理，为数据访问提供统一透明通道，来满足各类业务应用需求。大数据平台的建立，提升了公司大数据处理能力，可全面满足发电生产运行信息、能耗信息、电量信息、设备状态信息等数据服务与管理，为优化运行、状态评估、故障预警、发电生产集控运行等应用奠定基础。

1.项目背景

国家能源集团的发展目标是成为“技术领先、管理先进、创新驱动、价值创造”的世界一流清洁能源供应商。在电力板块，集团以持续创造价值为宗旨，提出建设智能电力，打造全绿色电力。智能电力离不开，智能化电站，智能化电站是在数字化电站基础上发展起来的，综合运用了各种数字化、自动化、信息化技术手段，形成的以数据分析处理技术为核心的新型电站。电站智能化水平的提升，导致现场总线、智能仪表、传感器、摄像头等新型技术和智能设备的大量应用，造成了数据采集量的急剧增大，数据采集的多样化与多源化的情况日益显现，在智能化电站产生了，数据采集的范围越来越广，采集频率越来越高，数据类型越来越多，数据量越来越大，数据产生速度越来越快的现象，为大数据应用奠定了基础。

2.项目简介

1、电厂面对大规模且种类多样的现场数据，传统的应用软件已经很难处理。

有必要运用大数据管理、大数据分析与挖掘技术，通过在智能化电站的体系中，进一步强化和拓展数据的利用范围与利用方式，让数据赋予电站新的生产运营能力，并从中发现新的认知，创造新的价值，满足智能电站的生产与运营。

2、本项目通过构建国华电力公司大数据分析平台，对电力大数据分析与应

用的关键技术路径、核心技术内涵及其应用方向的研究，实现数据集成

与治理服务，为国华公司建设以大数据为核心的系统集成服务、大数据

开发、应用、发布服务提供基础支撑，为电厂本质安全提升、智能诊断、

运行优化、经营决策等业务领域的软课题研究提供实践环境。

3.项目目标

1、探索从以流程为中心向以数据为中心转变的信息化建设模式。建立以大

数据为核心的工业互联网平台，汇聚全业务、全类型数据资源，通过数据“存储、整合、建模、分析”，全面支撑国华电力数据应用需求，为电厂提供设备全生命周期管理、生产运行工况、经营决策提供分析诊断和决策支持服务。支持电厂海量设备高并发接入、支持微服务形式的应用开发、支持关键应用的垂直服务，切实帮助企业降低成本，提升工作效率，增强管理水平，为员工提供灵活、多样的个性化服务。在此基础上，

构建开放、共享、共赢的工业互联网生态体系，为实现智慧发电的根本

目标奠定基础。

2、同时，为国华电力公司建设统一的大数据应用平台，进行大数据的统一

存储、统一管理，以及应用的统一开发和部署。在国华电厂建设分布式

大数据应用站点，进行电厂大数据的采集、预处理、大数据分节点计算，

以及大数据应用结果的展示。

二、项目实施概况

本项目在建设，将大数据分析技术与火力发电厂运维管理相融合，实现业务应用快速、灵活的标准化开发，汇集数据资产、创新管理模式，促进工业技术/ 知识信息化产业模式形成，奠定了国华公司工业互联网平台（Smart IIP）的基础架构，为实现智慧企业应用生态链提供良好开端。

基于该方案，公司打造了统一开发、统一运维、大数据处理，边缘计算四位一体的平台体系，实现了企业IT 基础设施云化、数据集中统一分析利用、“微服务”应用的创新开发模式。

平台接入各级实时、准实时生产经营数据32 亿条，连通 4 家电厂共10 台煤电机组，部署服务14 个，应用18 个，完成各类机器学习模型20 个。在平台之上部署了基于大数据分析的机组运行优化和设备故障预警等应用。

1.项目总体架构和主要内容

（1）平台整体架构

平台整体架构如。如图 1 所示：

资源中心部分由国华公司大数据中心和电厂边缘计算中心组成，国华公司大数据中心部署IaaS 平台，提供虚拟化资源、Hadoop 数据存储及计算组件、时间序列数据库和RDB，用于支撑大数据平台基础功能及上层业务应用；

电厂部署IaaS 基础资源池，提供虚拟化资源、RDB 资源，支持大数据平台和应用的构建。

数据中台部分在整个大数据平台中起到承上启下的作用。通过连接IaaS 平台的虚拟化资源，并利用PaaS 的基础服务功能，为上层的SaaS 应用提供

基础支撑功能。PaaS 平台又分为3 层：公共服务层、支撑组件层和数据平台层。

图1 国华大数据平台整体架构

应用中心汇集了大数据应用的成果。该中心不仅包括国华公司大数据平台工业互联网门户，还包括已经开发完成的经营决策系统、运行优化指导系统、故障预警及智能诊断系统。未来，国华公司新增的业务应用，如智慧班组、知识管理等系统，都将在大数据中心进行统一部署。

（2）门户及应用展示

图2 国华公司工业互联网门户展现1

图3 国华公司工业互联网门户展现2

图4 经营决策大数据应用

图 5 运行优化指导大数据应用

图6 故障预警大数据应用

2.微服务框架

微服务框架(Cloud Service Framework)是企业级微服务应用管理平台，包含服务注册、配置和治理中心，帮助国华公司实现微服务应用的快速构建、实时监控和高可用保障。兼容主流开源生态，不绑定特定开发框架和平台，支持已有应用业务代码零修改接入。

微服务框架的建立使得我们可以将一个大型独立的应用系统拆分成多个微服务，被拆分成的每一个微服务都围绕着系统中的特定业务功能构建，且维护自身的数据存储、业务开发、自动化测试案例以及独立部署机制。这些微服务在各自独立的进程中运行，不同的应用可以根据需要创建相应微服务进程，服务之间