基于大数据的智能化电站探索与应用
目前,我国电站信息化和数字化水平已大幅提升,随着分布式控制系统、管理系统、监控系统等的普遍应用,产生了大量的基础数据,同时电站本身也存储着海量历史运行数据,以及电力负荷、供用电量、电力市场营销、原材料和气象观测等外部数据,仅限于日常的报表和查询应用,缺乏深度挖掘和利用,探索基于大数据的智能化电站已成为一种趋势。
通过大数据技术的应用,深度挖掘电站的数据价值,为电站运行优化、状态评估和性能监测提供依据,从而推动生产过程优化、运营决策优化、管理流程自动化、生态圈优化、产业链协同优化,提升电站智能化管理水平,引发电站管理模式的根本性变革,将使电站运行更安全、更可靠、更环保、更经济、更高效。
一、智能化电站的概述
智能电站是以设备全智能化和测控全智能为基础,采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,基于全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化,能够自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能,实现与相邻变电站、电网调度等互动的电站。
高可靠性的设备是智能化电站的基础,综合分析、自动协同控制是智能化电站的关键,设备信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、检修状态化是智能化电站的发展方向,运维高效化是智能化电站发展的最终目标。
二、大数据的应用
(一)智能电站大数据的特点
智能电站大数据主要分为两类:一是与生产运行相关的数据;二是涉及企业管理的数据。智能电站在生产过程中产生运行数据,这些运行数据之间存在较为复杂的耦合关系。其特点如下:
1、数据来自不同的系统和设备。
2、数据种类多、数据量大、维数多。
3、大数据对电站运行的安全性、可靠性、经济性有很大价值。
4、各数据之间关系复杂,需要深度挖掘,且对数据具有实时性要求。
(二)大数据应用的流程
电站大数据应用研究是发电理论、数据挖掘分析技术和IT 技术相互结合的创新课题,应采用尽可能多的数据,实现跨专业、跨部门、多学科交叉数据融合的基础上进行多维度数据分析。智能电站大数据的应用模式一般有以下流程:
1、大数据平台建设
将电站机组等大型设备分布式控制系统、管理信息系统、监控信息系统中的结构化、半结构化、非结构化的数据统一采集并存储到大数据平台中,为下一步深度挖掘、分析和利用提供基础。
2、定义建模主题
根据机组等大型设备实际运行情况及大数据平台中存储的有效数据,做出科学的假设,来定义建模主题,为大数据分析应用指明方向。
3、数据获取和预处理
根据假设的建模主题,选择相关样本及特征参数,通过数据预处理和特征参数约简,剔除冗余参数、异常数据,删除离群的噪声点,提高建模准确性以及建模的效率和精度。
(三)大数据的应用分析方法
从大数据所蕴藏的内涵看,电力大数据分析可归纳为“二三三”法则。
1、二类数:实测参数、特征指标
在生产大数据分析中,一方面需要用即时测量的实时参数来直接反映生产运行状况,更为重要的一方面是挖掘出这些参数中所蕴涵的本质特征并量化(暂称为特征指标)。
(1)实测参数中的重要参数,可以直接作为指标。如主汽温度。
(2)遵循某种机理,形成算法模型,将参数按照模型计算出特征指标。
(3)按照某种数据处理方法,形成特征指标。如灰色关联分析中对数据进行无量纲化处理。
2、三机理:时间、空间、物理法则
生产运行过程,可以理解为设备、系统、工质在一定的空间和环境下,遵循其物理法则,按时间进行演化的过程,所以在大数据分析中,可从时间、空间、物理法则三个纬度,去挖掘特征与内涵。
(1)从“时间”纬度,挖掘历史过程反映的规律,如变化趋势、劣化趋势,无量纲化的特征指标的趋势是非常能够说明问题的。
(2)从“空间”维度,从体系化、系统化角度,挖掘反映整体性层面的特征、状况、关联。
(3)借助成熟的专业模型,从“物理法则”方面挖掘参数所反映的问题。
文章来源:《电站系统工程》 网址: http://www.dzxtgczz.cn/qikandaodu/2021/0508/460.html
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