全廠發(fā)電設(shè)備診斷分析報(bào)告的自動(dòng)生成與應(yīng)用

洪 凱，陳小松，張志霞，郭鵬慧，文正國(guó)，甄國(guó)強(qiáng)

（1.黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司，青海 西寧 810000；2.北京中水科水電科技開發(fā)有限公司，北京 100038）

全廠發(fā)電設(shè)備診斷分析報(bào)告的自動(dòng)生成與應(yīng)用

洪 凱1，陳小松2，張志霞1，郭鵬慧1，文正國(guó)2，甄國(guó)強(qiáng)1

（1.黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司，青海 西寧 810000；2.北京中水科水電科技開發(fā)有限公司，北京 100038）

主要介紹了以黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司集控中心（以下簡(jiǎn)稱集控中心）基于趨勢(shì)分析的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)為基礎(chǔ)、具有豐富多樣的人機(jī)交互界面、支持用戶自定義模板結(jié)構(gòu)的“全廠發(fā)電設(shè)備診斷分析報(bào)告的自動(dòng)生成系統(tǒng)”（以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng)）。系統(tǒng)以集控中心海量歷史數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合通用趨勢(shì)分析、泵設(shè)備運(yùn)行狀況統(tǒng)計(jì)與診斷分析、通用數(shù)據(jù)診斷分析，實(shí)現(xiàn)了集控中心對(duì)蘇只和班多兩電廠的全廠設(shè)備診斷分析報(bào)告的自動(dòng)生成。自動(dòng)生成的報(bào)告能夠評(píng)價(jià)電廠全廠發(fā)電設(shè)備的健康狀況，為全廠各種發(fā)電設(shè)備提供檢修依據(jù)。

模板；分析；報(bào)告；集控；電站

1 前言

隨著國(guó)內(nèi)水電事業(yè)的不斷發(fā)展、水電企業(yè)流域開發(fā)的不斷推進(jìn)、水電廠設(shè)備管理水平的日益提高，各電力企業(yè)對(duì)電站各種發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)要求進(jìn)一步提高。當(dāng)前國(guó)內(nèi)大多大中型水電站以及水電企業(yè)集控中心一般會(huì)以全廠發(fā)電設(shè)備診斷分析報(bào)告的形式，定期對(duì)全廠發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)設(shè)備健康狀況，提前確定何時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修、何時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換等，避免出現(xiàn)設(shè)備故障。

我們選取了國(guó)內(nèi)幾個(gè)具有代表性的水電站、集控中心，對(duì)全廠發(fā)電設(shè)備診斷分析報(bào)告的生成過程進(jìn)行了調(diào)研。調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，各水電站及集控中心基本都采用人工手動(dòng)方式，每月定期投入相當(dāng)數(shù)量的人員從各功能系統(tǒng)中收集數(shù)據(jù)、編輯數(shù)據(jù)、生成圖表、根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)對(duì)設(shè)備健康狀況進(jìn)行文字描述，最后形成一個(gè)診斷分析報(bào)告。分析報(bào)告文件的大小從幾十頁至幾百頁不等，一個(gè)完整的報(bào)告從開始制作到完成需要的時(shí)間也各有不同，一般均需要7～10 d。以某中型電廠為例，每月需投入近10名人員，工作近10 d，方能完成一個(gè)完整的全廠發(fā)電設(shè)備診斷分析報(bào)告。

2004年因黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司發(fā)展需要，在青海西寧建成梯級(jí)水電站集控自動(dòng)化系統(tǒng)，用于對(duì)黃河上游水利樞紐及梯級(jí)電站的防洪、發(fā)電統(tǒng)一聯(lián)合調(diào)度及管理。經(jīng)過10多年的運(yùn)行調(diào)度實(shí)踐，梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度的效益已逐步顯現(xiàn)，集控中心在充分考慮中下游的發(fā)電、灌溉、供水、生態(tài)等綜合利用任務(wù)要求的條件下，合理調(diào)配，日最大調(diào)峰幅度逐步增加。集控中心根據(jù)梯級(jí)水情信息及電網(wǎng)調(diào)度信息，合理做出各個(gè)梯級(jí)電站的出力計(jì)劃，做到水量、水頭合理利用，減少不必要的棄水損失，為國(guó)家節(jié)約大量的不可再生能源。

集控中心對(duì)黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司所屬電站的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行了長(zhǎng)期存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)具有精細(xì)化、扁平化等特點(diǎn)。利用集控中心豐富的歷史及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘及診斷分析處理，自動(dòng)生成集控中心相關(guān)電廠的全廠發(fā)電設(shè)備診斷分析報(bào)告，不僅可以提高生產(chǎn)效率，節(jié)省大量的人力物力，提高企業(yè)自動(dòng)化水平，也是集控中心智能化建設(shè)面臨的一個(gè)重要任務(wù)。

使用本系統(tǒng)自動(dòng)生成全廠發(fā)電設(shè)備診斷分析報(bào)，只需要短短幾分鐘即可完成上文中的某電廠需要投入近10人、近10 d才能完成的工作，極大的提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了大量的人力物力。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 報(bào)告分析對(duì)象及內(nèi)容

本系統(tǒng)的報(bào)告分析對(duì)象包括集控中心各水電站主要一次和二次設(shè)備，如水輪發(fā)電機(jī)組、調(diào)速系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)、主變壓器、油壓裝置、供氣系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)、水泵、油泵、氣泵及各種自動(dòng)裝置等。具體包括：

（1）根據(jù)集控中心實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)以及專家知識(shí)庫(kù)、對(duì)各種泵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行診斷分析，得出各種泵設(shè)備的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)及健康狀況；

（2）各設(shè)備對(duì)象的趨勢(shì)分析圖表及狀況描述；

（3）設(shè)備對(duì)象的數(shù)據(jù)變化速度、變化幅值、變化間隔報(bào)警及統(tǒng)計(jì)；

（4）設(shè)備對(duì)象的模擬量變化趨勢(shì)，獲取到不同復(fù)雜工況下的波動(dòng)變化率報(bào)警、梯度報(bào)警等相關(guān)報(bào)警。2.2設(shè)計(jì)思路

本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)水電站全廠發(fā)電設(shè)備診斷分析報(bào)告的自動(dòng)生成，可通過配置WORD模板實(shí)現(xiàn)，采用模塊化設(shè)計(jì)，用戶可以任意定義報(bào)告格式，所見即所得，模板數(shù)據(jù)分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種內(nèi)容。

靜態(tài)內(nèi)容在生成分析報(bào)告的時(shí)候不做任何更改，用戶可以定義任意格式的靜態(tài)內(nèi)容，包括靜態(tài)圖形、文字、數(shù)據(jù)，表格等，字體、段落及顏色等均不限。

動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)在生成分析報(bào)告時(shí)，根據(jù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)定義生成相應(yīng)數(shù)據(jù)內(nèi)容填充，動(dòng)態(tài)內(nèi)容主要有以下幾類：

（1）曲線組圖形數(shù)據(jù)元：曲線組圖形、越限報(bào)警及趨勢(shì)報(bào)警動(dòng)態(tài)文字描述；

（2）泵設(shè)備數(shù)據(jù)元：泵組數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、泵組數(shù)據(jù)診斷分析、泵組間數(shù)據(jù)診斷、越限報(bào)警動(dòng)態(tài)文字描述等；

（3）數(shù)據(jù)組表格數(shù)據(jù)元：多數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、可設(shè)置數(shù)據(jù)特征值及越限報(bào)警動(dòng)態(tài)文字描述等；

（4）單一數(shù)據(jù)元：實(shí)現(xiàn)讀取單一數(shù)據(jù)，可設(shè)置特征值及是否顯示越限報(bào)警字符等；

（5）數(shù)據(jù)積分及運(yùn)算單元：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取、積分及運(yùn)算。

2.3 曲線組圖形數(shù)據(jù)元設(shè)計(jì)

曲線組圖形數(shù)據(jù)元包括兩部分內(nèi)容，即圖形與字符部分，一般情況下兩者之間可能還存在靜態(tài)內(nèi)容，且動(dòng)態(tài)字符一般位于動(dòng)態(tài)圖形前面，所以此部分動(dòng)態(tài)內(nèi)容定義方法為：

（1）定義曲線組數(shù)據(jù),此部分內(nèi)容在生成分析報(bào)告時(shí)會(huì)被刪除；

（2）定義動(dòng)態(tài)文字描述,此部分內(nèi)容在生成時(shí)以動(dòng)態(tài)字符替換;

（3）定義動(dòng)態(tài)圖形位置,此部分內(nèi)容在生成時(shí)以上文中定義的動(dòng)態(tài)圖形替換。

2.4 泵設(shè)備數(shù)據(jù)元設(shè)計(jì)

泵設(shè)備數(shù)據(jù)元包括兩部分內(nèi)容，即表格與字符部分，一般情況下兩者之間可能還存在靜態(tài)內(nèi)容，且動(dòng)態(tài)字符一般位于動(dòng)態(tài)圖形前面，所以此部分動(dòng)態(tài)內(nèi)容定義方法為:

（1）定義泵數(shù)據(jù)組，此部分內(nèi)容在生成分析報(bào)告時(shí)會(huì)被刪除；

（2）定義動(dòng)態(tài)文字描述,此部分內(nèi)容在生成時(shí)以動(dòng)態(tài)字符替換；

（3）定義動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)位置,此部分內(nèi)容在生成時(shí)以上文中定義的相應(yīng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)替換。

2.5 數(shù)據(jù)組表格數(shù)據(jù)元設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)組表格數(shù)據(jù)元包括兩部分內(nèi)容，即表格與字符部分，一般情況下兩者之間可能還存在靜態(tài)內(nèi)容，且動(dòng)態(tài)字符一般位于動(dòng)態(tài)圖形前面，所以此部分動(dòng)態(tài)內(nèi)容定義方法為：

（1）先定義數(shù)據(jù)組，此部分內(nèi)容在生成分析報(bào)告時(shí)會(huì)被刪除；

（2）定義動(dòng)態(tài)文字描述,此部分內(nèi)容在生成時(shí)以動(dòng)態(tài)字符替換；

（3）定義動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)位置，此部分內(nèi)容在生成時(shí)以上文中定義的相應(yīng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)替換。

2.6 單一數(shù)據(jù)元設(shè)計(jì)

單一數(shù)據(jù)元定義較為簡(jiǎn)單,只需要定義名稱、時(shí)間范圍、特征值類型即可：

定義數(shù)據(jù)組，此部分內(nèi)容在生成分析報(bào)告時(shí)會(huì)被動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)替換。

2.7 數(shù)據(jù)積分元設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)積分只需要定義名稱、時(shí)間范圍、特征值類型即可：

定義數(shù)據(jù)組，此部分內(nèi)容在生成分析報(bào)告時(shí)會(huì)被動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)替換。

2.8 人機(jī)交互軟件設(shè)計(jì)

客戶端軟件是人機(jī)交互的主要界面，因此要求軟件設(shè)計(jì)除安全可靠外，還需要有友好的人機(jī)交互，能夠適應(yīng)不同用戶的需要，既要功能豐富又要操作簡(jiǎn)便，本系統(tǒng)按模板生成的報(bào)告示例如圖1所示。

圖1 按模板生成的報(bào)告示例

3 結(jié)語

全廠發(fā)電設(shè)備診斷分析報(bào)告的自動(dòng)生成系統(tǒng)滿足了黃河上游水電開發(fā)有限公司集控中心對(duì)公司所屬的蘇只和班多等水電廠的全廠設(shè)備診斷分析報(bào)告自動(dòng)生成的實(shí)際需求，提高了生產(chǎn)效率，提高了企業(yè)自動(dòng)化水平，為黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司實(shí)現(xiàn)智慧化水電企業(yè)添磚加瓦。

[1]陳小松，王桂平，王崢嬴，等.H9000TR狀態(tài)監(jiān)測(cè)及趨勢(shì)分析系統(tǒng)在三峽右岸水電站應(yīng)用 [J].水電廠自動(dòng)化，2007(4): 210-214.

[2]羅 云，李朝暉.面向維護(hù)的水力發(fā)電設(shè)備遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視方法[J].水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測(cè)，2007，31(1)：57-60.

[3]余雄偉，李朝暉，艾友忠.水輪機(jī)調(diào)速器智能化交互式診斷系統(tǒng)研究[J].水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測(cè)，2005，29(4)：19-22.

TV738

B

1672-5387（2017）01-0032-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.01.010

2016-10-14

洪 凱（1987-），男，助理工程師，從事水電監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維工作。