全廠發電設備診斷分析報告的自動生成與應用

洪 凱，陳小松，張志霞，郭鵬慧，文正國，甄國強

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

全廠發電設備診斷分析報告的自動生成與應用

洪 凱1，陳小松2，張志霞1，郭鵬慧1，文正國2，甄國強1

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

主要介紹了以黃河上游水電開發有限責任公司集控中心（以下簡稱集控中心）基于趨勢分析的遠程診斷系統為基礎、具有豐富多樣的人機交互界面、支持用戶自定義模板結構的“全廠發電設備診斷分析報告的自動生成系統”（以下簡稱系統）。系統以集控中心海量歷史數據及實時數據為基礎，結合通用趨勢分析、泵設備運行狀況統計與診斷分析、通用數據診斷分析，實現了集控中心對蘇只和班多兩電廠的全廠設備診斷分析報告的自動生成。自動生成的報告能夠評價電廠全廠發電設備的健康狀況，為全廠各種發電設備提供檢修依據。

模板；分析；報告；集控；電站

1 前言

隨著國內水電事業的不斷發展、水電企業流域開發的不斷推進、水電廠設備管理水平的日益提高，各電力企業對電站各種發電設備的運行狀態監測要求進一步提高。當前國內大多大中型水電站以及水電企業集控中心一般會以全廠發電設備診斷分析報告的形式，定期對全廠發電設備的運行狀況進行評估，根據設備健康狀況，提前確定何時對設備進行檢修、何時對設備進行更換等，避免出現設備故障。

我們選取了國內幾個具有代表性的水電站、集控中心，對全廠發電設備診斷分析報告的生成過程進行了調研。調研數據顯示，各水電站及集控中心基本都采用人工手動方式，每月定期投入相當數量的人員從各功能系統中收集數據、編輯數據、生成圖表、根據專家經驗對設備健康狀況進行文字描述，最后形成一個診斷分析報告。分析報告文件的大小從幾十頁至幾百頁不等，一個完整的報告從開始制作到完成需要的時間也各有不同，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，方能完成一個完整的全廠發電設備診斷分析報告。

2004年因黃河上游水電開發有限責任公司發展需要，在青海西寧建成梯級水電站集控自動化系統，用于對黃河上游水利樞紐及梯級電站的防洪、發電統一聯合調度及管理。經過10多年的運行調度實踐，梯級聯合調度的效益已逐步顯現，集控中心在充分考慮中下游的發電、灌溉、供水、生態等綜合利用任務要求的條件下，合理調配，日最大調峰幅度逐步增加。集控中心根據梯級水情信息及電網調度信息，合理做出各個梯級電站的出力計劃，做到水量、水頭合理利用，減少不必要的棄水損失，為國家節約大量的不可再生能源。

集控中心對黃河上游水電開發有限責任公司所屬電站的海量數據進行了長期存儲，數據具有精細化、扁平化等特點。利用集控中心豐富的歷史及實時數據，對數據進行深度挖掘及診斷分析處理，自動生成集控中心相關電廠的全廠發電設備診斷分析報告，不僅可以提高生產效率，節省大量的人力物力，提高企業自動化水平，也是集控中心智能化建設面臨的一個重要任務。

使用本系統自動生成全廠發電設備診斷分析報，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，極大的提高了生產效率，節約了大量的人力物力。

2 系統設計

2.1 報告分析對象及內容

本系統的報告分析對象包括集控中心各水電站主要一次和二次設備，如水輪發電機組、調速系統、勵磁系統、主變壓器、油壓裝置、供氣系統、直流系統、消防系統、廠用電系統、水泵、油泵、氣泵及各種自動裝置等。具體包括：

（1）根據集控中心實時及歷史數據以及專家知識庫、對各種泵設備的運行狀況進行診斷分析，得出各種泵設備的各種運行數據及健康狀況；

（2）各設備對象的趨勢分析圖表及狀況描述；

（3）設備對象的數據變化速度、變化幅值、變化間隔報警及統計；

（4）設備對象的模擬量變化趨勢，獲取到不同復雜工況下的波動變化率報警、梯度報警等相關報警。2.2設計思路

本系統可實現水電站全廠發電設備診斷分析報告的自動生成，可通過配置WORD模板實現，采用模塊化設計，用戶可以任意定義報告格式，所見即所得，模板數據分為靜態和動態兩種內容。

靜態內容在生成分析報告的時候不做任何更改，用戶可以定義任意格式的靜態內容，包括靜態圖形、文字、數據，表格等，字體、段落及顏色等均不限。

動態數據在生成分析報告時，根據動態數據定義生成相應數據內容填充，動態內容主要有以下幾類：

（1）曲線組圖形數據元：曲線組圖形、越限報警及趨勢報警動態文字描述；

（2）泵設備數據元：泵組數據統計、泵組數據診斷分析、泵組間數據診斷、越限報警動態文字描述等；

（3）數據組表格數據元：多數據統計、可設置數據特征值及越限報警動態文字描述等；

（4）單一數據元：實現讀取單一數據，可設置特征值及是否顯示越限報警字符等；

（5）數據積分及運算單元：實現數據讀取、積分及運算。

2.3 曲線組圖形數據元設計

曲線組圖形數據元包括兩部分內容，即圖形與字符部分，一般情況下兩者之間可能還存在靜態內容，且動態字符一般位于動態圖形前面，所以此部分動態內容定義方法為：

（1）定義曲線組數據,此部分內容在生成分析報告時會被刪除；

（2）定義動態文字描述,此部分內容在生成時以動態字符替換;

（3）定義動態圖形位置,此部分內容在生成時以上文中定義的動態圖形替換。

2.4 泵設備數據元設計

泵設備數據元包括兩部分內容，即表格與字符部分，一般情況下兩者之間可能還存在靜態內容，且動態字符一般位于動態圖形前面，所以此部分動態內容定義方法為:

（1）定義泵數據組，此部分內容在生成分析報告時會被刪除；

（2）定義動態文字描述,此部分內容在生成時以動態字符替換；

（3）定義動態數據位置,此部分內容在生成時以上文中定義的相應動態數據替換。

2.5 數據組表格數據元設計

數據組表格數據元包括兩部分內容，即表格與字符部分，一般情況下兩者之間可能還存在靜態內容，且動態字符一般位于動態圖形前面，所以此部分動態內容定義方法為：

（1）先定義數據組，此部分內容在生成分析報告時會被刪除；

（2）定義動態文字描述,此部分內容在生成時以動態字符替換；

（3）定義動態數據位置，此部分內容在生成時以上文中定義的相應動態數據替換。

2.6 單一數據元設計

單一數據元定義較為簡單,只需要定義名稱、時間范圍、特征值類型即可：

定義數據組，此部分內容在生成分析報告時會被動態數據替換。

2.7 數據積分元設計

數據積分只需要定義名稱、時間范圍、特征值類型即可：

定義數據組，此部分內容在生成分析報告時會被動態數據替換。

2.8 人機交互軟件設計

客戶端軟件是人機交互的主要界面，因此要求軟件設計除安全可靠外，還需要有友好的人機交互，能夠適應不同用戶的需要，既要功能豐富又要操作簡便，本系統按模板生成的報告示例如圖1所示。

圖1 按模板生成的報告示例

3 結語

全廠發電設備診斷分析報告的自動生成系統滿足了黃河上游水電開發有限公司集控中心對公司所屬的蘇只和班多等水電廠的全廠設備診斷分析報告自動生成的實際需求，提高了生產效率，提高了企業自動化水平，為黃河上游水電開發有限責任公司實現智慧化水電企業添磚加瓦。

[1]陳小松，王桂平，王崢嬴，等.H9000TR狀態監測及趨勢分析系統在三峽右岸水電站應用 [J].水電廠自動化，2007(4): 210-214.

[2]羅 云，李朝暉.面向維護的水力發電設備遠程實時監視方法[J].水電自動化與大壩監測，2007，31(1)：57-60.

[3]余雄偉，李朝暉，艾友忠.水輪機調速器智能化交互式診斷系統研究[J].水電自動化與大壩監測，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，從事水電監控系統運維工作。