梯級水電站大數(shù)據(jù)技術應用展望

姜相東

(白山發(fā)電廠,吉林 樺甸 132400)

梯級水電站大數(shù)據(jù)技術應用展望

姜相東

(白山發(fā)電廠,吉林 樺甸 132400)

數(shù)據(jù)作為時下最火熱的詞匯,已成為社會各界爭論的焦點,IT網(wǎng)絡技術的發(fā)展帶來海量數(shù)據(jù)的爆發(fā),隨之而來的數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等高效的大數(shù)據(jù)分析技術,將深度挖掘數(shù)據(jù)的價值,幫助企業(yè)準確決策。圍繞大數(shù)據(jù)應用價值的利用也逐漸成為追捧的焦點。通過探討梯級水電站運行維護、經(jīng)營管理、生產(chǎn)管理與大數(shù)據(jù)應用技術的結合,提出了一些前景展望,促進提高梯級水電站運行效率,實現(xiàn)水電站與機組的安全經(jīng)濟運行,發(fā)揮水電廠效率和效益最大化,最終實現(xiàn)源網(wǎng)一體化,穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟高效地運行,減少資源浪費,降低事故的發(fā)生率。

大數(shù)據(jù);梯級水電廠

1 引言

2015年,國務院印發(fā)《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》,十八屆五中全會也特別提出實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略,把建設數(shù)據(jù)強國作為發(fā)展的重要支撐和手段。

縱觀人類歷史,每一次劃時代的變革都是以新工具的出現(xiàn)和應用為標志的。蒸汽機把人們從農(nóng)業(yè)時代帶入了工業(yè)時代,電力的應用把人們從工業(yè)時代帶入電氣時代,計算機和互聯(lián)網(wǎng)把人們從電氣時代帶入了信息時代,而如今大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來,它源自信息時代,又是信息時代全方位的深化應用與延伸。

當前我國的電網(wǎng)智能化戰(zhàn)略已全面啟動,智能電網(wǎng)建設已在輸電、配電、變電、用電、調度等環(huán)節(jié)獲得較大進展,智能化變電站建設已進入推廣應用階段,智能化水電站建設也已經(jīng)開始探索,目前國內已有一些水電廠在建設智能化水電廠方面開展了初步的探索工作,取得了一定的成果和有益的經(jīng)驗,產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)信息,如何著力推進數(shù)據(jù)匯集和發(fā)掘,如何更好的應用現(xiàn)有成果,大數(shù)據(jù)技術的應用將能確保梯級水電站流域綜合管控、聯(lián)合優(yōu)化調度、企業(yè)運維管控的決策更為高效準確,從而提高發(fā)電廠整體運行效率,推動電網(wǎng)智能化戰(zhàn)略的加快實施。

2 梯級水電站數(shù)據(jù)應用現(xiàn)狀

隨著信息通信技術的發(fā)展,信息系統(tǒng)在梯級水電廠各專業(yè)領域快速拓展。這些系統(tǒng)采集、處理、積累的數(shù)據(jù)越來越多,數(shù)據(jù)量增速越來越快,以至用“海量、爆炸性增長”等詞匯已無法形容數(shù)據(jù)的增長速度。全國各梯級水電廠建設至今都已經(jīng)建成或應用類似的信息系統(tǒng)。

2.1 生產(chǎn)發(fā)電相關系統(tǒng)

水電站生產(chǎn)發(fā)電相關系統(tǒng)包括計算機監(jiān)控系統(tǒng)、振擺監(jiān)測系統(tǒng)、機組狀態(tài)在線監(jiān)測專家系統(tǒng)、大壩觀測系統(tǒng)、水庫調度系統(tǒng)、水情自動測報系統(tǒng)、防汛決策支持系統(tǒng)、五防系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、電纜測溫系統(tǒng)、光纜監(jiān)測系統(tǒng)、動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、生產(chǎn)實時系統(tǒng)、安全監(jiān)督管理系統(tǒng)等。

以上列舉的各應用系統(tǒng)基本涵蓋了梯級水電站生產(chǎn)發(fā)電現(xiàn)有的應用系統(tǒng),經(jīng)過多年的使用,各應用系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)。但因各系統(tǒng)多是分別建設,供應商的不同或建設時間不同,數(shù)據(jù)傳輸標準、規(guī)約、規(guī)范及設備編碼都有不同,各系統(tǒng)的關聯(lián)性較差、數(shù)據(jù)共享能力較弱,對于數(shù)據(jù)資產(chǎn)來說是一種巨大的浪費。

2.2 經(jīng)營管理相關系統(tǒng)

生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、安全性評價管理系統(tǒng)、財務管控系統(tǒng)、人資管控系統(tǒng)、項目管控系統(tǒng)、計劃規(guī)劃系統(tǒng)、信息管控系統(tǒng)、科技項目管控系統(tǒng)、教育培訓系統(tǒng)、班組建設管理系統(tǒng)、績效管理系統(tǒng)、協(xié)同辦公系統(tǒng)、電子商務平臺、ERP等等多達幾十套系統(tǒng)在企業(yè)經(jīng)營管理中同時應用。

隨著電力企業(yè)精細化運營管理的實施,各管控系統(tǒng)的使用雖然提高了管理的規(guī)范性,卻在維護和使用上占用了大量的人資力量。人、財、物,及維護、檢修、技改工程管理的規(guī)范化,各種管控系統(tǒng)應運而生,但同樣是由于各系統(tǒng)多是分別建設,供應商的不同、建設時間不同及側重點不同,各系統(tǒng)的關聯(lián)性較差、數(shù)據(jù)共享能力較弱。管控系統(tǒng)的關聯(lián)性差造成了數(shù)據(jù)重復錄入;數(shù)據(jù)共享能力弱造成了數(shù)據(jù)的不統(tǒng)一;側重點不同造成了基礎設備樹及編碼的多重性。

3 梯級水電站大數(shù)據(jù)應用展望

大數(shù)據(jù)是以容量大、類型多、存取速度快、應用價值高為主要特征的數(shù)據(jù)集合,大數(shù)據(jù)的生產(chǎn)原材料是數(shù)據(jù),生產(chǎn)工具則是大數(shù)據(jù)技術,大數(shù)據(jù)技術是對各種信息系統(tǒng)所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)的挖掘和分析,從而快速地獲取有價值信息的技術和應用。梯級水電廠各種應用系統(tǒng)的建設產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù),有了海量數(shù)據(jù)為依托,就可以建立大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫,將我們的日常生產(chǎn)信息全部記錄在數(shù)據(jù)庫中,這些數(shù)據(jù)至少包括庫區(qū)流域的降水量、河道流量、發(fā)電量、電壓穩(wěn)定性、天氣情況、自然災害發(fā)生情況,安全管控情況、設備運行情況,設備維護保養(yǎng)周期及保養(yǎng)情況、備品備件的規(guī)格尺寸及生產(chǎn)廠家、備品備件的購買和使用情況、人員培訓技能等級、運維檢修成本、利潤等等,大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫是一個長年累月積累的過程,數(shù)據(jù)越豐富、越詳細,則數(shù)據(jù)分析的準確性越高。大數(shù)據(jù)技術正是對數(shù)量巨大、來源分散、格式多樣的數(shù)據(jù)進行采集、存儲和關聯(lián)分析,從中發(fā)現(xiàn)新知識、創(chuàng)造新價值、提升新能力的新一代信息技術。梯級水電廠經(jīng)過多年的建設和發(fā)展,各專項應用系統(tǒng)亦趨完善,并且已經(jīng)積累了相當數(shù)量的數(shù)據(jù)基礎,完全可以互聯(lián)交換共享(參見圖1),應用大數(shù)據(jù)技術進行分析,并基于大數(shù)據(jù)分析后的結果制定生產(chǎn)經(jīng)營管理計劃,實現(xiàn)梯級水電廠的經(jīng)濟運行。

圖1 梯級水電站大數(shù)據(jù)應用中心示意圖

3.1 大數(shù)據(jù)技術在梯級水電廠發(fā)電中的應用

通過水庫調度系統(tǒng)、水情自動測報系統(tǒng)、防汛決策支持系統(tǒng)、大壩觀測系統(tǒng)等應用系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù),結合水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)、振擺監(jiān)測系統(tǒng)、機組狀態(tài)在線監(jiān)測專家系統(tǒng)反饋的設備運行狀況,制訂切實可行的發(fā)電目標與計劃,也可以根據(jù)對不同負荷下機組的效率的統(tǒng)計分析,運用最優(yōu)化原則調整梯級水電廠各站的發(fā)電、用水以及各機組的優(yōu)化調度運行,讓相同的水量發(fā)更多的電,實現(xiàn)水資源利用最大化和電站社會效益與站網(wǎng)經(jīng)濟效益的最大化。

通過振擺監(jiān)測系統(tǒng)、機組狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)、水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)等應用系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù),結合專家系統(tǒng)實現(xiàn)設備運行狀態(tài)智能評估、狀態(tài)檢修、在線智能調度決策輔助等系統(tǒng),為梯級水電站經(jīng)濟安全運行提供決策支持以及控制手段,并有效降低設備維護及人力成本。也可以根據(jù)對機組運行數(shù)據(jù)及運維耗材數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,以達到降低消耗,節(jié)約成本的目的。

如此這些,將改變單一技術經(jīng)濟指標模式,利用梯級水電廠優(yōu)勢,通過大數(shù)據(jù)技術,綜合分析水庫、水情信息、設備狀況、調度方式等元素,科學合理確定水庫和機組運行方式,實現(xiàn)最優(yōu)經(jīng)濟運行。并將為梯級水電廠的成本核算、計劃統(tǒng)計和預決算等創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益提供可靠保障。

3.2 大數(shù)據(jù)技術在梯級水電廠維護中的應用

梯級水電廠的發(fā)電講究時效性,要求及時排除發(fā)電設備的缺陷、故障,確保機組發(fā)電運行的可靠性。在實際維護工作中的備品備件儲備是一難題,有些備品備件買回來了,很長時間用不上,不僅占用庫存和資金,也加大了倉儲管理的難度,有些備品備件需要用的時候才發(fā)現(xiàn)庫房里根本沒有,臨時才去采購,不僅手續(xù)繁瑣,也影響設備的正常運行。

通過生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、安全性評價管理系統(tǒng)、財務管控系統(tǒng)、電子商務平臺、ERP等應用系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù),結合計劃規(guī)劃系統(tǒng)、機組狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),完全可以在設備還沒有出現(xiàn)故障的時候,通過大數(shù)據(jù)技術預判什么時候,什么部件,需要更換或者保養(yǎng),可以將基于固定周期的維護計劃變?yōu)榛谛枨蟮木S護計劃。并提前購買備品備件,保證在需要用的時候有備品備件,在不需要用的時候又不占用倉儲空間,同時也減少了倉儲管理的工作量和難度,減少對倉庫空間的需求,減少庫存積壓資金,最大限度盤活資金。

通過大壩觀測系統(tǒng)、水情自動測報系統(tǒng)、地質災害等應用系統(tǒng)采集及歷年累積的數(shù)據(jù),結合天氣、環(huán)境,應用大數(shù)據(jù)技術預判自然災害發(fā)生的可能性,譬如泥石流、滑坡等災害,在災害發(fā)生之前,就可以有針對性采取相應的措施,完善對防護設施的修繕,及時對相關人員進行疏散,更好的應對災害,減少損失。

3.3 大數(shù)據(jù)技術在梯級水電廠經(jīng)營管理中的應用

在梯級水電廠經(jīng)營管理中,財務管控系統(tǒng)、人資管控系統(tǒng)、計劃規(guī)劃系統(tǒng)、教育培訓系統(tǒng)、班組建設管理系統(tǒng)、績效管理系統(tǒng)、協(xié)同辦公系統(tǒng)等和企業(yè)經(jīng)營、事務性工作相關的系統(tǒng)同樣牽扯生產(chǎn)一線職工的大量精力。將全部生產(chǎn)經(jīng)營管理要素納入大數(shù)據(jù),通過大數(shù)據(jù)分析技術可以了解到所有設備的運行狀況、維護檢修計劃安排,每個員工的任務、所處位置、及員工發(fā)展方向、企業(yè)成本及利潤水平等所有生產(chǎn)經(jīng)營管理要素,能夠更合理的調配資金、分配人員、儲備材料。以網(wǎng)絡化、信息化、數(shù)字化和標準化為基礎,通過大數(shù)據(jù)技術,整合精簡生產(chǎn)經(jīng)營管理流程,減少業(yè)務處理和流轉損耗,提高管理效率,促進水電管理方式變革。

4 結語

大數(shù)據(jù)是一個持續(xù)積累的過程,所以對數(shù)據(jù)的分析也應該是一個持續(xù)的過程。當前,梯級水電廠的運維正逐步走向集中控制及區(qū)域化管理,這也為我們的大數(shù)據(jù)技術提供了更廣闊的施展空間。當然,并不是有了大數(shù)據(jù)作為保證就可以高枕無憂,應該不斷提高大數(shù)據(jù)庫內數(shù)據(jù)的可靠性、真實性,并不斷提高對大數(shù)據(jù)的分析能力。大數(shù)據(jù)技術的戰(zhàn)略意義不僅僅在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息,更在于對這些含有意義的數(shù)據(jù)進行專業(yè)化處理。

隨著大數(shù)據(jù)相關技術的逐漸成熟和實用化,梯級水電廠將通過大數(shù)據(jù)技術來確定梯級水庫優(yōu)化調度,確定水庫及機組科學合理運行方式,提高發(fā)電、防洪、供水等經(jīng)濟和社會綜合效益,實現(xiàn)最優(yōu)運行;實現(xiàn)狀態(tài)檢修提高設備可用率、降低檢修成本;通過整合業(yè)務流程、簡化管理程序,提高管理效率、降低管理成本。

推動大數(shù)據(jù)與云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術融合發(fā)展,探索大數(shù)據(jù)與電力生產(chǎn)企業(yè)協(xié)同發(fā)展的新模式,促進電力生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營管理模式的全面革新升級,為加強智能電網(wǎng)建設提供更有力、更長遠、更深入的支撐。

TV737

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1672-5387(2017)07-0046-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.07.015

2017-04-27

姜相東(1973-),男,高級工程師,從事水電廠信息通信工作。