大数据技术在火力发电企业生产经营中的应用

目前国家大力推行国家大力推行国有企业改革，尤其是能源发电行业，国家借助宏观调控和市场效应推动能源供给侧改革。一方面放开电力市场和煤炭市场，实行电力营销市场化，放开区域限制，造成煤炭和电力营销竞争白炽化。另一方面开展产业转型，降低高能耗产业产能，提高发电机组各项指标，尤其是煤耗在2020年达到300 g/kWh，同时实现超低排放。双管齐下给火力发电企业造成了巨大的压力。 在电力体制改革快速推进和电力产能过剩的环境下，如何提高火力发电企业生产管控能力，持续提高发电机组效率、提升管控效率，提升企业市场核心竞争力是火力发电企业首要解决的问题。 1 形势与政策 近年来，新技术、新成果加速转化，新模式、新业态不断涌现，创新千帆尽举，有力引领着中国经济航船破浪前行。党中央、国务院、能源局先后发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》等一系列文件，大力推动工业互联网+智慧能源、大数据技术推广应用的发展。《“互联网+”行动指导意见》对能源行业明确的提出“推进能源生产智能化、建设分布式能源网络、探索能源消费新模式、发展基于电网的通信设施和新型业务。国务院第138次常务会议审议了由能源局提出的《关于实施“互联网+”智慧能源行动的工作情况汇报》(发改能源〔2016〕392号)，对实施“互联网+”智慧能源工作进行再部署。能源发展方向已经明确，电力行业只有将大数据、互联网的优势更好地运用到产业中来，赋予新的数字化属性和互联网思维，才能达到提高效率、节能减排、智能化转型升级目标。 2 大数据技术的应用是火力发电行业发展必然 火力发电行业已经在产生越来越庞大的、类型多样的、关系复杂的海量数据，而且数据产生的速度会成级数增长，进行所有数据集中存储与集中处理已不可行，必须采用云计算、大数据等技术手段建立数据的采集、清洗标准，在数据采集阶段过滤大量极低价值数据，同时构建数据交换标准，形成全生态、全行业的数据链，才能逐步挖掘数据更多的价值。 面临多种产业、各种业务，众多渠道形成大量的、全样本的、动态的大数据，只有建立大数据云平台，才能对数据进行存储、计算、全面分析应用，才能保障数据安全，在未来智慧能源市场上才能获得更大的机遇。利用大数据技术结合当前智能发电新模式，从电量营销、客户服务、燃料掺配、燃烧优化、状态监测、节能环保等各个方面进行深入分析，将持续提高发电企业总体的生产经营发展水平，提升业务连续性与核心价值。 3 大数据技术在火电企业生产经营中的应用 大数据技术在火力发电企业中，紧紧依托发电企业已建成的信息化支撑构架和平台，以数据中心为基础，以云计算为平台，以数学模型为判据，增强大规模、全口径、多断面的数据分析能力，打造标准、安全、可靠、高效发电企业云平台，实现数据采集、清洗、集中存储、挖掘分析和应用展示。实现无形资产价值挖掘，达到经营、生产、管理全过程的大数据分析，从而使决策更加准确、管理目标更清晰、生产过程更可控、指标更优，将大幅提高火电企业未来市场竞争能力。以下从火电企业六个典型的生产经营环节进行介绍。 3.1 安全监管云平台 针对违章的特点，运用云数据、视频监控和手机APP融合等方式，实现现有安全管理手段、模式的运用，达到各级人员实时监控现场违章情况，及时做出正确响应，超前预警、过程严管、综合分析考核提升，作业人员“不能违章不敢违章不愿违章”的目的。安全监管云平台运作流程如图1所示。 图1 安全监管云平台运作流程Fig.1 Security control cloud platfrom operation system 3.2 操作管理云平台 针对运行操作的特点，运用大数据、APP 结合的方式，通过手机端实现对运行操作进行全过程的安全管理手段、模式的运用，达到各级人员实时监控现场操作情况。当发生操作错误及时在APP全节点发出报警，并对设备关联环境作业区域人员报警。通过超前预警、过程严管，最终实现作业人员不走错间隔、不盲目操作，严格按照操作流程执行的目的。 3.3 电力营销云平台 随著电力体制改革的不断深入，发电企业由过去面对电网单一模式转变为面对售电公司及大用户，因此建立以客户为核心的电力市场，提升市场核心竞争力，成为发电企业必须考虑的问题。搭建以客户为核心的市场营销云平台，以大数据应用为客户提供精准、创新的电力增值服务，以提高市场核心竞争力。电力营销云平台架构如图2所示。 3.4 燃料价值管理云平台 依托大数据平台，运用数模分析，按照大唐集团“价值思维、效益导向”核心理念，通过对内部及外部数据的集成分析，为制定燃料采购策略提供科学的决策依据。通过对不可控事件的信息收集，为及时调整采购方案提供参考。通过对异常行为及异常指标的预警，有效防范各类风险。从而增强企业燃料成本管控力，提高燃料核心竞争力。燃料价值管理云平台基本架构如图3所示。 图2 电力营销云平台架构Fig.2 Power marketing cloud platfrom architecture 图3 燃料价值管理云平台基本架构Fig.3 Fuel value management cloud platfnm architecture 3.5 指标管理云平台 指标管理是发电企业一个传统重要的工作，做好指标管理工作可以有效提高发电效率，降低成本，提升核心竞争力，通过大数据、云计算进行指标分析，从多年历史数据分析、国内同类型机组对比，分析每个影响指标原因，智能演算，提出改进方法，不断优化指标，从而达到优化运行、提升效率的目的。 3.6 设备管理云平台 设备管理工作是发电厂基本管理工作之一，通过设备全生命周期的管理，将设备点检、缺陷管理、备件管理、物资管理等有机结合，通过大数据、云计算对设备全过程，全生命周期进行分析和监控，调配资源、优化方案、从计划到资金到维护的全面管理，建立分析模型，设备故障诊断，全面提升设备可靠性，从而达到设备大安全的目标。 4 大数据技术在火电企业应用的优势 大数据技术应用于火电企业，决策者根据相关数据分析结果能快速、准确、实时掌握可靠而准确的各方面信息，可以进行煤价分析、煤情预测、电量营销等，精准预测市场未来变化趋势和走向，以及设备管理、经营管理等大数据分析得到的准确成本，迅速做出针对市场变化的重要决策，使发电企业在激烈的市场竞争中始终把握主动权，成为未来发电企业的核心资源和市场核心竞争力。主要优势如下：一是大数据应用立足于已取得的信息化建设成果，有效降低信息化系统建设投资费用。二是集中资金资源对云中心实现立体防控信息警察系统，统一进行安全防护及运维管理，可有效降低信息系统安全防护的投资。三是提高信息化资产效率。采用绿色数据中心标准，PUE值下降0.5以上，降低运行能耗，节约运行成本。四是实现资产数据化增值服务。通过专业开发团队深入的数据挖掘和数据分析，挖掘大数据更多价值，解决信息化孤岛问题，开发大数据应用模型，通过内部市场运用和外部市场延伸，提高内部管理效能和市场竞争力，挖掘数字链价值要素，整合经营链增值效益，使资产流转变为数据流、数据流驱动资金流，提高发电企业的整体效率和效益。 5 小结 “互联网+”是互联网与传统行业融合发展的新业态，在电力行业改革进入深水期，“互联网+”智慧能源、大数据技术既是电力技术革新，也是一次电力生产、消费和政策体制变革，是推动能源生产和消费革命的强劲引擎，更是对人类社会生活方式的一次根本性革命。通过大数据、互联网+，深入挖掘行业数据价值，结合生产特点开发大数据计算模型和专家系统，可以从管理、经营、生产等各个方面发生质的提升，从而提高经济效益和安全保障，这将是火力发电企业未来发展的主要方向。 目前国家大力推行国家大力推行国有企业改革，尤其是能源发电行业，国家借助宏观调控和市场效应推动能源供给侧改革。一方面放开电力市场和煤炭市场，实行电力营销市场化，放开区域限制，造成煤炭和电力营销竞争白炽化。另一方面开展产业转型，降低高能耗产业产能，提高发电机组各项指标，尤其是煤耗在2020年达到300 g/kWh，同时实现超低排放。双管齐下给火力发电企业造成了巨大的压力。 在电力体制改革快速推进和电力产能过剩的环境下，如何提高火力发电企业生产管控能力，持续提高发电机组效率、提升管控效率，提升企业市场核心竞争力是火力发电企业首要解决的问题。 1 形势与政策 近年来，新技术、新成果加速转化，新模式、新业态不断涌现，创新千帆尽举，有力引领着中国经济航船破浪前行。党中央、国务院、能源局先后发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》等一系列文件，大力推动工业互联网+智慧能源、大数据技术推广应用的发展。《“互联网+”行动指导意见》对能源行业明确的提出“推进能源生产智能化、建设分布式能源网络、探索能源消费新模式、发展基于电网的通信设施和新型业务。国务院第138次常务会议审议了由能源局提出的《关于实施“互联网+”智慧能源行动的工作情况汇报》(发改能源〔2016〕392号)，对实施“互联网+”智慧能源工作进行再部署。能源发展方向已经明确，电力行业只有将大数据、互联网的优势更好地运用到产业中来，赋予新的数字化属性和互联网思维，才能达到提高效率、节能减排、智能化转型升级目标。 2 大数据技术的应用是火力发电行业发展必然 火力发电行业已经在产生越来越庞大的、类型多样的、关系复杂的海量数据，而且数据产生的速度会成级数增长，进行所有数据集中存储与集中处理已不可行，必须采用云计算、大数据等技术手段建立数据的采集、清洗标准，在数据采集阶段过滤大量极低价值数据，同时构建数据交换标准，形成全生态、全行业的数据链，才能逐步挖掘数据更多的价值。 面临多种产业、各种业务，众多渠道形成大量的、全样本的、动态的大数据，只有建立大数据云平台，才能对数据进行存储、计算、全面分析应用，才能保障数据安全，在未来智慧能源市场上才能获得更大的机遇。利用大数据技术结合当前智能发电新模式，从电量营销、客户服务、燃料掺配、燃烧优化、状态监测、节能环保等各个方面进行深入分析，将持续提高发电企业总体的生产经营发展水平，提升业务连续性与核心价值。 3 大数据技术在火电企业生产经营中的应用 大数据技术在火力发电企业中，紧紧依托发电企业已建成的信息化支撑构架和平台，以数据中心为基础，以云计算为平台，以数学模型为判据，增强大规模、全口径、多断面的数据分析能力，打造标准、安全、可靠、高效发电企业云平台，实现数据采集、清洗、集中存储、挖掘分析和应用展示。实现无形资产价值挖掘，达到经营、生产、管理全过程的大数据分析，从而使决策更加准确、管理目标更清晰、生产过程更可控、指标更优，将大幅提高火电企业未来市场竞争能力。以下从火电企业六个典型的生产经营环节进行介绍。 3.1 安全监管云平台 针对违章的特点，运用云数据、视频监控和手机APP融合等方式，实现现有安全管理手段、模式的运用，达到各级人员实时监控现场违章情况，及时做出正确响应，超前预警、过程严管、综合分析考核提升，作业人员“不能违章不敢违章不愿违章”的目的。安全监管云平台运作流程如图1所示。 图1 安全监管云平台运作流程Fig.1 Security control cloud platfrom operation system 3.2 操作管理云平台 针对运行操作的特点，运用大数据、APP 结合的方式，通过手机端实现对运行操作进行全过程的安全管理手段、模式的运用，达到各级人员实时监控现场操作情况。当发生操作错误及时在APP全节点发出报警，并对设备关联环境作业区域人员报警。通过超前预警、过程严管，最终实现作业人员不走错间隔、不盲目操作，严格按照操作流程执行的目的。 3.3 电力营销云平台 随著电力体制改革的不断深入，发电企业由过去面对电网单一模式转变为面对售电公司及大用户，因此建立以客户为核心的电力市场，提升市场核心竞争力，成为发电企业必须考虑的问题。搭建以客户为核心的市场营销云平台，以大数据应用为客户提供精准、创新的电力增值服务，以提高市场核心竞争力。电力营销云平台架构如图2所示。 3.4 燃料价值管理云平台 依托大数据平台，运用数模分析，按照大唐集团“价值思维、效益导向”核心理念，通过对内部及外部数据的集成分析，为制定燃料采购策略提供科学的决策依据。通过对不可控事件的信息收集，为及时调整采购方案提供参考。通过对异常行为及异常指标的预警，有效防范各类风险。从而增强企业燃料成本管控力，提高燃料核心竞争力。燃料价值管理云平台基本架构如图3所示。 图2 电力营销云平台架构Fig.2 Power marketing cloud platfrom architecture 图3 燃料价值管理云平台基本架构Fig.3 Fuel value management cloud platfnm architecture 3.5 指标管理云平台 指标管理是发电企业一个传统重要的工作，做好指标管理工作可以有效提高发电效率，降低成本，提升核心竞争力，通过大数据、云计算进行指标分析，从多年历史数据分析、国内同类型机组对比，分析每个影响指标原因，智能演算，提出改进方法，不断优化指标，从而达到优化运行、提升效率的目的。 3.6 设备管理云平台 设备管理工作是发电厂基本管理工作之一，通过设备全生命周期的管理，将设备点检、缺陷管理、备件管理、物资管理等有机结合，通过大数据、云计算对设备全过程，全生命周期进行分析和监控，调配资源、优化方案、从计划到资金到维护的全面管理，建立分析模型，设备故障诊断，全面提升设备可靠性，从而达到设备大安全的目标。 4 大数据技术在火电企业应用的优势 大数据技术应用于火电企业，决策者根据相关数据分析结果能快速、准确、实时掌握可靠而准确的各方面信息，可以进行煤价分析、煤情预测、电量营销等，精准预测市场未来变化趋势和走向，以及设备管理、经营管理等大数据分析得到的准确成本，迅速做出针对市场变化的重要决策，使发电企业在激烈的市场竞争中始终把握主动权，成为未来发电企业的核心资源和市场核心竞争力。主要优势如下：一是大数据应用立足于已取得的信息化建设成果，有效降低信息化系统建设投资费用。二是集中资金资源对云中心实现立体防控信息警察系统，统一进行安全防护及运维管理，可有效降低信息系统安全防护的投资。三是提高信息化资产效率。采用绿色数据中心标准，PUE值下降0.5以上，降低运行能耗，节约运行成本。四是实现资产数据化增值服务。通过专业开发团队深入的数据挖掘和数据分析，挖掘大数据更多价值，解决信息化孤岛问题，开发大数据应用模型，通过内部市场运用和外部市场延伸，提高内部管理效能和市场竞争力，挖掘数字链价值要素，整合经营链增值效益，使资产流转变为数据流、数据流驱动资金流，提高发电企业的整体效率和效益。 5 小结 “互联网+”是互联网与传统行业融合发展的新业态，在电力行业改革进入深水期，“互联网+”智慧能源、大数据技术既是电力技术革新，也是一次电力生产、消费和政策体制变革，是推动能源生产和消费革命的强劲引擎，更是对人类社会生活方式的一次根本性革命。通过大数据、互联网+，深入挖掘行业数据价值，结合生产特点开发大数据计算模型和专家系统，可以从管理、经营、生产等各个方面发生质的提升，从而提高经济效益和安全保障，这将是火力发电企业未来发展的主要方向。

文章来源：《火力与指挥控制》 网址: http://www.hlyzhkzzz.cn/qikandaodu/2020/0901/380.html