大崗山水電站智能報表設計與應用

何亞東，趙小明，蔣 楊

（國家能源集團大渡河大崗山水電開發有限公司，四川省雅安市 625409）

0 引言

隨著大數據時代來臨，智慧電站建設全面開展，大渡河大崗山電站生產系統越來越多，存儲的數據也越來越復雜；對于各專業報表數量、質量、時間要求越來越高。然而在制作報表的過程中發現，有價值的數據難以獲取，數據之間關系難以挖掘，有時還會出現數據重復、數據不一致、部分數據缺乏等問題，嚴重影響了工作效率。

智能報表通過智能化、可擴展和定制的報表引擎，自動生成各類統計分析報表[1]，如周報、月報、縱橫對標、趨勢分析等報表，完成部分報表的自動填報和報送，而且能靈活編輯和增加各類報表模板，提高報表數據的準確性和生成的速度，提升數據統計、挖掘和展示的效率。

1 報表功能現狀分析

現階段，以大崗山監控系統為基礎設計的報表都是統計表，報表直接讀取現地PLC和通信裝置上送的數據，不經過任何處理直接形成統計表，無法對數據進行分析處理，不能滿足智慧電站建設的需求。

大崗山電站現有監控系統、微機五防系統、發電機局放監測、光纖測溫、工業電視等24個生產系統，各系統分別布置在安全Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區。現有報表無法同時采集各安全區數據，為各系統數據建立邏輯關系，挖掘數據使用價值。

現有報表形式單一，信息繁冗，使用過程中往往重點不突出、主次不明確，使用者無法直接對數據進行橫向或縱向的比對和調整。

2 智能報表實現方法

2.1 以一體化平臺為基礎

大崗山設備一體化智能管控平臺橫向獲取安全I、II、III等各系統數據，再通過統一編碼整合各系統及應用數據，經過對象化處理，使得散落在各專業系統中的不同種數據能通過相同的設備對象進行關聯，實現各系統數據互聯互通。智能報表通過一體化平臺獲取的各系統數據更全面、更具體、更豐富。

2.2 報表數據處理

在數據整編[2]中，海量的原始數據中存在著大量不完整、不一致、有異常的數據，嚴重影響到數據挖掘建模的執行效率，甚至可能導致挖掘結果的偏差，所以進行數據整編就顯得尤為重要。數據整編一方面是要提高數據的質量，另一方面是要讓數據更好地適應特定的挖掘技術或工具。

數據整編理的主要內容包括數據清洗、數據集成、數據變換和數據規約。數據整編主要是刪除原始數據集中的無關數據、重復數據，平滑噪聲數據，篩選掉與挖掘主題無關的數據，處理缺失值、異常值。

根據具體需求，采用分類、聚類、特征、變化分析等方法，對數據進行整編，從數據中找出隱含的具有價值的信息。通過整編才能獲取我們需要的數據，例如機組停機狀態下油位值沒有分析價值，我們所需要的是機組運行狀態下機組油位的平均值、最小值、最大值，同時過濾掉跳變值。

大崗山水電站10kV廠用電斷路器動作次數監控系統上位機無法采集，只能人為在機械表上讀取并記錄，而智能報表利用斷路器動作信號記錄，斷路器分合一次記一次數，如圖1所示。

圖1 大崗山10kV廠用電斷路器動作記錄表Figure 1 Dagangshan 10kV power circuit breaker action record table

2.3 報表數據分析

數據分析是指用適當的統計分析方法對收集來的大量數據進行分析，提取有用信息和形成結論而對數據加以詳細研究和概括總結的過程。大崗山智能報表分析方法[2-4]主要有：

（1）探索性數據分析：當數據剛取得時，可能雜亂無章，看不出規律，通過作圖、造表、用各種形式的方程擬合，計算某些特征量等手段探索規律性的可能形式，即往什么方向和用何種方式去尋找和揭示隱含在數據中的規律性。

（2）模型選定分析，在探索性分析的基礎上提出一類或幾類可能的模型，然后通過進一步的分析從中挑選一定的模型。

（3）推斷分析：使用數理統計方法對所定模型或估計的可靠程度和精確程度作出推斷。

智能報表將各種分析方法轉換層豐富分析功能的分析控件，例如同比控件、環比控件、散點圖分析控件、趨勢分析控件、偏差分析控件等，如圖2所示，選擇控件后可快速選擇關聯數據。

圖2 大崗山智能報表分析控件Figure 2 Dagangshan intelligent report analysis control

大崗山水電站機組軸承油位趨勢報表如圖3所示，獲取整編后的機組運行狀態各部軸承油位數據，表中使用環比控件分析環比平均油位；使用對標控件對4臺機組油位同時進行分析；使用分析控件對每臺機組每部軸承油位上升和下降的趨勢進行分析。

圖3 水電站機組油位趨勢分析Figure 3 Oil level trend analysis of hydropower station units

2.4 報表數據可視化

數據可視化是將數據庫中每一個數據項作為單個圖元元素表示，大量的數據集構成數據圖像，同時將數據的各個屬性值以多維數據的形式表示，可以從不同的維度觀察數據，從而對數據進行更深入的觀察和分析。

智能報表數據可視化通過豐富的圖形控件實現，通過關聯數據繪制柱狀圖、折線圖、餅圖等常規圖形以及定制圖形，如圖4所示。圖形之間可快捷轉換而無需重新選擇相關數據。圖形具有單坐標、雙坐標、雙縱坐標、多數據等豐富的表現形式。

2.5 報表自動生成

將定制的模板自動生成狀態報告打開已生成的報表和報告無需等待數據查詢。所有報告采用與Excel、WORD、PDF等標準處理程序兼容的文件格式存儲。

根據電廠實際需求如每月設備分析報告將在25日0點自動采集數據并生成Word報告；班組報告每月2日、12日、22日24：00生成；其他報表按照定制的時間自動生成。

3 智能報表在大崗山水電站的應用

3.1 報表展現方式

智能報表在C/S模式下編輯生成，利用Finereport軟件在B/S模式的標準多層體系結構中展現，電站人員均可通過瀏覽器進行查看下載。

智能報表在WEB端可操作性強，設備分析報告具備下載、上傳、審核等功能，方便對報告進行編輯；定期工作報表可手動錄入、修改；生產報表可按照時間段查詢。

3.2 報表分類

大崗山智能報表分為設備分析報告、生產報表、定期工作報表、設備臺賬報表。

設備分析報告每月4份，每月2日、12日、22日生成班組設備分析報告，每月22日生成月度設備分析報告；生產報表共80份，其中包含了主機主變、輔助設備、廠用直流、在線監測等系統所需統計報表、趨勢報表、分析報表，該類報表均可按照時間段查詢；定期工作報表包含了電廠所有定期工作所需記錄表格，數據根據需求可自動采集也可手動錄入；設備臺賬報表記錄設備異動情況、檢修維護情況等。

4 結束語

智能報表于2018年9月在大崗山電站成功應用，應用結果表明，智能報表有效提高了電廠生產自動化水平，降低了生產成本。針對日常需要的各類報表定制模板，定期由設備一體化智能管控平臺自動生成，自動化完成運行分析、維護分析、缺陷分析等，節省數據查詢整理時間，提高工作效率。