電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)及智能運用研究

杜文超

(中國電力工程顧問集團東北電力設(shè)計院有限公司，吉林 長春 130021)

通過對大數(shù)據(jù)技術(shù)以及人工智能技術(shù)的應(yīng)用來為電力環(huán)保提供保障。本文首先闡述了電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)框架，接著點明了電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)及智能運用的特點，最后詳細(xì)論述了電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)及智能運用。

1 電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)的構(gòu)建框架

電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺是一個多功能的集成平臺，它主要是由三大部分組合而成，其中包括了數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)、人工智能分析應(yīng)用系統(tǒng)還包括分布式計算機環(huán)境。在第1部分?jǐn)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，是通過發(fā)電環(huán)保企業(yè)自身所具備的s cada系統(tǒng)，通過對實際電廠的現(xiàn)場應(yīng)用DCS/SIS/MIS的系統(tǒng)來實現(xiàn)對電廠現(xiàn)場那相應(yīng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行采集，并將所收集到的數(shù)據(jù)信息全部都儲存到以往的數(shù)據(jù)庫之中，必須對二次的數(shù)據(jù)統(tǒng)計提起重視，因為它直接關(guān)系到了數(shù)據(jù)庫中組成相應(yīng)平臺的最終數(shù)據(jù)源。在第2部分分布式計算機的環(huán)境中，它主要是由hadoop計算平臺所構(gòu)建的，他的主要工作職能是將遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集到的數(shù)據(jù)和監(jiān)控系統(tǒng)中所獲得的數(shù)據(jù)進行有效的導(dǎo)入，并將數(shù)據(jù)進行清理后存儲到分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，緊接著采用map機制來進一步對數(shù)據(jù)庫中的大量數(shù)據(jù)進行分布式的計算。第3部分是智能分析應(yīng)用系統(tǒng)，它的主要功能是通過多個功能模塊共同所構(gòu)成的，最先功能模塊的運行是通過環(huán)保裝置的運行機理而設(shè)置的。這之中可以通過機械系統(tǒng)的學(xué)習(xí)并支持向量機等一系列的智能算法來對系統(tǒng)內(nèi)各方面進行大數(shù)據(jù)分析計算機模型的構(gòu)建，之后再運用第2個部分中的hadoop平臺來進行相應(yīng)數(shù)據(jù)的計算，以此來得到各種數(shù)據(jù)信息結(jié)果，比如其中的優(yōu)化曲線，自動應(yīng)答以及獲取相應(yīng)故障的報告診斷書等。

2 電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)及應(yīng)用的特點

電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺具有相應(yīng)的統(tǒng)一性，通過對所有收集到的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化處理與清理，進一步實現(xiàn)所收集環(huán)保數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，以此來確保數(shù)據(jù)的高度可信性，為未來電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)提供了有效保障，形成了一勞永逸的局面。

電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺具有高度可用性，電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺的開發(fā)從組成結(jié)構(gòu)、多種結(jié)構(gòu)以及高可用軟件等多個方面來進一步為不同一性的服務(wù)群體提供保障，確保平臺可以不間斷的運行。其中任何計算節(jié)點出現(xiàn)了故障都不會影響整體平臺的運行，而且在運行過程中無論是平臺中哪一個儲存設(shè)備發(fā)生了損壞，都不會造成用戶數(shù)據(jù)的丟失。

電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺強大的擴展性，現(xiàn)今隨著信息時代的深度發(fā)展，業(yè)務(wù)規(guī)模也在不斷的擴大，大數(shù)據(jù)集群僅僅只要通過幾臺服務(wù)器便可以完成信息的橫向擴展，也不需要進行相應(yīng)原有硬件或軟件的更換，真正意義上實現(xiàn)了富有彈性的擴展，降低了企業(yè)前期投資的風(fēng)險，為企業(yè)投資目標(biāo)作出了保障。

電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺具有很大的開放性，該平臺可以對任何結(jié)構(gòu)或者非結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進行處理分析，以此來為多樣化的模塊化應(yīng)用提供相應(yīng)的容器并接受統(tǒng)一的調(diào)動，因此也為第三方應(yīng)用提供了更加便捷靈活的API接口。

3 電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)及其智能運用

3.1 在電力物耗優(yōu)化方面的運用

在現(xiàn)階段電力發(fā)展的情況下來看，從以往的數(shù)據(jù)中獲取相應(yīng)狀態(tài)下的用電消耗或者相應(yīng)用電消耗狀態(tài)下排放物的物耗消耗最低點，以此來為電力消耗中控制脫硝劑以及脫硫劑的流量提供相應(yīng)數(shù)據(jù)信息的依據(jù)。

在這之中脫硫物物耗的進一步優(yōu)化，這一過程中主要是通過降低石灰石的耗量，以此來達到相應(yīng)目的。進一步深掘必須要對石灰石漿液泵流量進行科學(xué)有效的控制，從而降低石灰石的耗量。在實現(xiàn)這一目標(biāo)的過程中由脫硫裝置化學(xué)反應(yīng)以及控制的復(fù)雜性較強，因此對于電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺的開發(fā)對自動控制提出了進一步的要求。在以往的數(shù)據(jù)平臺中一般是通過利用DCS進行自動調(diào)節(jié)，但現(xiàn)今在供漿量方面已經(jīng)無法滿足正常的需求。在現(xiàn)場上一般是通過吸收塔的pH值和在出口處二氧化硫的相應(yīng)濃度根據(jù)一定的實時數(shù)據(jù)來進行人工的控制調(diào)節(jié)。而在這之中控制供漿量方面需要通過相應(yīng)的設(shè)計值來實現(xiàn)有效的控制管理。但是在現(xiàn)今由于實時性、準(zhǔn)確性無法得到一定保障且外在因素影響較大，因此只能對出口的濃度進行相應(yīng)的把控，確保其可以達到相應(yīng)的控制標(biāo)準(zhǔn)，以此來進一步完成對物質(zhì)消耗進行優(yōu)化。

此外優(yōu)化脫硫物質(zhì)的消耗，需要從脫硫裝置提取供漿流量參數(shù)來進行相關(guān)的優(yōu)化消耗措施。這其中包括了對電力消耗情況中相應(yīng)數(shù)據(jù)的清理，以及把一些出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)進行清除，并將有效數(shù)據(jù)導(dǎo)入到hadoop平臺。在對大數(shù)據(jù)分類算法進一步細(xì)致化分類后可以大致分為出入口的二氧化硫濃度以及機組的負(fù)荷值數(shù)據(jù)，以及相應(yīng)設(shè)備的工作情況進行劃分，對于各類工況選取其中的最優(yōu)值，通過特定的曲線或圖形的方式來展現(xiàn)出最優(yōu)參考的給漿流量，最后通過應(yīng)用智能機器學(xué)習(xí)算法，進一步深度對優(yōu)化庫進行及時有效的更新，在數(shù)據(jù)輸入的過程中，也需要將所設(shè)計的曲線進行相應(yīng)展示，并參考優(yōu)化庫內(nèi)的曲線進行優(yōu)化，之后也需要對曲線進行及時的控制，以此進一步為現(xiàn)場提供有效的參考。

3.2 在電力能耗方面的優(yōu)化

對于能源方面的消耗主要是通過減少電力相應(yīng)設(shè)備機器的開機時間，以此來進一步降低電流量，其中有關(guān)于大功率耗電的設(shè)備循環(huán)泵以及氧化風(fēng)機，磨球機等，想要實現(xiàn)電力能耗方面的有效控制，需要在這幾方面著重注意。首先在步驟方面與脫硫脫氨優(yōu)化方式相同，需要根據(jù)每一種工況下風(fēng)機氧化以及循環(huán)來的相應(yīng)狀況精準(zhǔn)的記錄下來。通過對實時數(shù)據(jù)的研究并優(yōu)化庫內(nèi)的工況數(shù)據(jù)進行配對匹配，接著用曲線圖形的方式將最優(yōu)的電流與設(shè)備狀態(tài)進行展示。但同時值得注意的是能源消耗方面的運行庫更新，通過機器學(xué)習(xí)的算法來進一步對其進行保障，與以上同步，在輸出時也需要將所設(shè)計的曲線進行展示，來進一步支持現(xiàn)場的工作狀況。

3.3 在電力故障檢測方面的應(yīng)用

在電力供給中出現(xiàn)無法及時有效的監(jiān)測出所存在的故障將會為電力整體造成巨大的損失，因此必須要保證電力供給的穩(wěn)定性。在此實時對所運行的電力設(shè)備進行相應(yīng)的健康檢查是非常重要的，以此可以及時對一些存在隱患的設(shè)備發(fā)出預(yù)警，以及有問題的設(shè)備發(fā)出警報，進一步輸出設(shè)備健康的情況數(shù)據(jù)報告，也可以為設(shè)備的安全運行提供保障。電力企業(yè)為了確保電力設(shè)備運行的安全性也采取了相應(yīng)的措施，但并沒有起到想要的效果，隨著電力領(lǐng)域的不斷發(fā)展仍然存在許多不足之處。通過引入電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)對一些不足之處通過準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)進行了相應(yīng)的補充與解決，通過對檢測設(shè)備運行的參數(shù)進行實時有效記錄，并觀察他是否在正常范圍之內(nèi)，以此來對故障作出診斷。主要通過電力環(huán)保大數(shù)據(jù)的平臺來進行電力故障的檢測，首先是以設(shè)備的型號為依據(jù)，將設(shè)備進行一定的劃分接著從各種不同的電廠，歷史數(shù)據(jù)中去找到關(guān)于相應(yīng)設(shè)備類型的全部運行數(shù)據(jù)，其中這些應(yīng)用數(shù)據(jù)需要將出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)進行刪除，將剩下的有效數(shù)據(jù)導(dǎo)入到hadoop平臺，將設(shè)備的狀態(tài)分為正常、警報和出現(xiàn)故障三個部分，將各種狀態(tài)都在故障信息庫中進行記錄，之后按照相應(yīng)的實時數(shù)據(jù)對設(shè)備的運行健康狀況進行相應(yīng)測評，但電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺的實效性很強，因此必須要對數(shù)據(jù)庫中的信息進行及時的更新。

4 結(jié) 語

我國經(jīng)濟發(fā)展的大趨勢進一步推動了電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)及智能的運用，通過對電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺的合理應(yīng)用可以對電廠的設(shè)施以及生產(chǎn)過程進行有效優(yōu)化，實現(xiàn)了物質(zhì)資源與能量資源的消耗，也保證了電力的穩(wěn)定性。但在使用的過程中要注意對電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺的及時更新，根據(jù)實際的生產(chǎn)環(huán)境對其進行良好的應(yīng)用，推近電力領(lǐng)域的進一步發(fā)展。