集控大數(shù)據(jù)平臺在新能源行業(yè)的應(yīng)用

馬生瓏

摘要：隨著技術(shù)發(fā)展，新能源場站運(yùn)行管理也呈現(xiàn)數(shù)字化、智能化趨勢，通過構(gòu)建集控大數(shù)據(jù)平臺，極大改善場站運(yùn)行管理現(xiàn)狀，使得場站智能運(yùn)維得以實(shí)現(xiàn)。本文簡要分析傳統(tǒng)新能源場站面臨問題，并對集控大數(shù)據(jù)平臺的構(gòu)建、功能及應(yīng)用效果進(jìn)行具體研究，旨在促進(jìn)新能源發(fā)展。

關(guān)鍵詞：集控大數(shù)據(jù)平臺;新能源行業(yè);應(yīng)用

要想打破傳統(tǒng)分散、低效的新能源場站運(yùn)行管理模式，需借助信息、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，建立起具備場站實(shí)時監(jiān)測、故障預(yù)警、遠(yuǎn)程控制、安防通訊等諸多功能的集控系統(tǒng)，可將場站管控策略由“消”轉(zhuǎn)向“防”、“預(yù)”為主，提高場站設(shè)備運(yùn)維效率，使場站精益化管理目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

一、傳統(tǒng)新能源場站面臨問題

在不斷發(fā)展中，新能源場站規(guī)模持續(xù)增長，但也帶來監(jiān)測管理上的難題。因新能源特點(diǎn)決定了，其在地域分布上較為分散，且點(diǎn)多路遠(yuǎn)，運(yùn)維管理難度大。而且就不同場站而言，其裝機(jī)規(guī)模差距較大，再加上人員配給有限，多數(shù)情況下設(shè)置復(fù)合型崗位，人員專業(yè)性并不突出，不便于專業(yè)培訓(xùn)、技術(shù)交流等開展，新能源場站管理隊(duì)伍素質(zhì)難以提升。

二、新能源集控大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建

（一）實(shí)時數(shù)據(jù)采集接入

在風(fēng)電場集控系統(tǒng)中，首先要針對各風(fēng)機(jī)部件，合理布設(shè)監(jiān)測元件，獲取機(jī)組功率、軸承溫度等狀態(tài)數(shù)據(jù)，然后將其接入到實(shí)時數(shù)據(jù)庫。集控平臺通過Kafka集群獲取到相應(yīng)數(shù)據(jù)，然后將其傳輸至后續(xù)的實(shí)時流處理流程（SparkStreaming），在特定規(guī)則下完成數(shù)據(jù)過濾。而且Kafka集群在實(shí)用中還具有擴(kuò)展優(yōu)勢，對場站規(guī)模的增長可較好適應(yīng)。最終，在完成風(fēng)電場實(shí)時數(shù)據(jù)采集后，將接入到數(shù)據(jù)分析平臺，進(jìn)行深度的性能分析。

（二）數(shù)據(jù)分析平臺

在風(fēng)電場發(fā)展中，其數(shù)據(jù)規(guī)模急劇增長，并且有大量多態(tài)、異構(gòu)數(shù)據(jù)存在，這就要求集控系統(tǒng)具備全量數(shù)據(jù)分析的功能。在該平臺的設(shè)計中，采取開源設(shè)計的模式，不僅可滿足各類數(shù)據(jù)接入需求，還兼具預(yù)處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化等作用，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場數(shù)據(jù)流的實(shí)時處置，較好的適用于風(fēng)電場集中管控業(yè)務(wù)。同時，利用H2O、Python等工具，該平臺還能挖掘風(fēng)電場歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，并且通過建立全量數(shù)據(jù)模型，場站數(shù)據(jù)分析將更為全面，此外，在數(shù)據(jù)分析平臺中，還采取并行計算的策略，對集群運(yùn)行的風(fēng)電場，可提高更優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)分析服務(wù)，使場站管理也更為高效。

（三）可視化展示平臺

在風(fēng)電場集控系統(tǒng)構(gòu)建中，可視化是其基本功能需求，可提升場站運(yùn)行運(yùn)維效率。但在以往可視化方案中，主要采用固化主題分析圖表，而由于場站運(yùn)行數(shù)據(jù)規(guī)模增長，其不再適用于集中監(jiān)控可視化展示。可視化展示平臺的構(gòu)建，需要具備更多指標(biāo)主體，并且還能為用戶提供自主定義的空間，進(jìn)而滿足場站數(shù)據(jù)多元化展示的需要，提高集控系統(tǒng)使用價值。在以往可視化平臺中，其指標(biāo)、數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建相對固定，所產(chǎn)生的分析報表也不夠靈活，若需求變更，很難對可視化展示內(nèi)容進(jìn)行及時修改。而且，在可視化平臺構(gòu)建時，還要適用不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)下的多個數(shù)據(jù)源，并且面對風(fēng)電場海量數(shù)據(jù)，需強(qiáng)化其數(shù)據(jù)分析能力。

三、集控大數(shù)據(jù)平臺具體功能

（一）風(fēng)場運(yùn)營指標(biāo)分析

在風(fēng)場實(shí)際運(yùn)營中，為更好的輔助管理，通常設(shè)計有KPI指標(biāo)體系，將其與風(fēng)機(jī)運(yùn)行信息充分結(jié)合，并通過大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，可將指標(biāo)信息呈現(xiàn)給風(fēng)場管理層，方便風(fēng)電場運(yùn)營管理決策制定。同時，風(fēng)機(jī)性能參數(shù)等，也可借助大數(shù)據(jù)平臺，以數(shù)據(jù)報表的形式，實(shí)時、直觀的提供給風(fēng)電場運(yùn)行監(jiān)控人員，可使風(fēng)場管理更為高效、透明。

（二）分析機(jī)組可靠性

由于風(fēng)電場集控系統(tǒng)，具備歷史數(shù)據(jù)分析功能，可獲取不同機(jī)組的故障頻次、維護(hù)記錄、運(yùn)行時長等數(shù)據(jù)，并用于機(jī)組可靠性分析，對風(fēng)場運(yùn)維管理很有幫助。

（三）故障損失電量分析

在該平臺中，設(shè)計有風(fēng)機(jī)故障統(tǒng)計及分析模塊，可依據(jù)損失電量、電價等相關(guān)數(shù)據(jù)，建立其分布曲線，以便深入分析風(fēng)機(jī)故障的時間規(guī)律及損失狀況。

（四）機(jī)組狀態(tài)預(yù)警功能

通過搭建大數(shù)據(jù)集控平臺，對于監(jiān)控范圍內(nèi)的各個新能源場站，可準(zhǔn)確獲取其機(jī)組狀態(tài)，并對其進(jìn)行健康評測，對機(jī)組故障做到準(zhǔn)確的預(yù)警。風(fēng)力機(jī)組故障前，其監(jiān)測數(shù)據(jù)會有所變化，并符合一定規(guī)律，借助大數(shù)據(jù)分析，可提高機(jī)組故障預(yù)警準(zhǔn)確率。

（五）成本指標(biāo)的應(yīng)用

為提高風(fēng)場運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，需要對其成本加以統(tǒng)計，而人工表格統(tǒng)計的方式，很難適應(yīng)大規(guī)模風(fēng)電場成本管理。而在集控大數(shù)據(jù)平臺中，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)場成本數(shù)據(jù)集中存儲，還能根據(jù)工單情況，有效記錄備件消耗，方便場站運(yùn)行成本分析。同時，通過集控平臺獲取風(fēng)機(jī)備件使用表單，可發(fā)現(xiàn)不同備件的消耗占比，進(jìn)而合理調(diào)整風(fēng)機(jī)備件采購計劃，減少庫存成本。此外，借助集控平臺，還能準(zhǔn)確獲取風(fēng)場效益率指標(biāo)，依據(jù)發(fā)電量、成本、投資等數(shù)據(jù)，對場站效益進(jìn)行計算。

（六）其他智能化應(yīng)用

在風(fēng)電場集控系統(tǒng)中，還可接入各類智能化設(shè)備。一是移動智能終端設(shè)備，風(fēng)電場運(yùn)維人員，通過手持終端，可實(shí)時獲取場站集控系統(tǒng)派單，使場站運(yùn)維更為靈活，并且風(fēng)電場故障處置也更為及時，大大提升場站運(yùn)維效率，但要解決偏遠(yuǎn)風(fēng)電場的信號問題。二是智能眼鏡，技術(shù)手段的進(jìn)步，使得新能源場站運(yùn)維呈現(xiàn)智能化趨勢，利用智能眼鏡，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場運(yùn)維現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)控及指導(dǎo)，因其具有圖像實(shí)時回傳功能，使得遠(yuǎn)程指導(dǎo)更為靈活，顯著提升運(yùn)維效率。

四、集控大數(shù)據(jù)平臺應(yīng)用效果

（一）實(shí)現(xiàn)集中管理與精準(zhǔn)運(yùn)營

在新能源場站管理中，借助集控大數(shù)據(jù)平臺，統(tǒng)一了風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，建立起具體的指標(biāo)體系，信息資源得以有效集中，使得各場站管理不再分散。同時，在大數(shù)據(jù)加持下，場站機(jī)組故障缺陷可精準(zhǔn)預(yù)測，對場站故障原因也能有效挖掘，場站故障處置更為準(zhǔn)確和高效，減少運(yùn)維時間及成本損耗，提高新能源場站運(yùn)營效益。

（二）簡化人員配置，提升運(yùn)維效益

為改變新能源場站維管隊(duì)伍臃腫的局面，開發(fā)了場站集控系統(tǒng)，使得生產(chǎn)組織機(jī)構(gòu)得以優(yōu)化，而且“大運(yùn)維”理念得以落實(shí)，新能源場站運(yùn)維成本降低，并且復(fù)合型崗位問題得以改善，專業(yè)化水平有效提升。

（三）實(shí)現(xiàn)場站智能監(jiān)控

借助于集控平臺以及各類場站智能化應(yīng)用，可滿足場站遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能性要求，降低新能源場站對人員值守的需求，無人或少人值守成為常態(tài)，場站設(shè)備管控更為智能、高效。同時，也改變新能源場站管理模式，使得生產(chǎn)指揮、安全技術(shù)、物資儲備等管理板塊劃分更為清晰，提高場站整體管理水平。

（四）場站安全性顯著提升

在進(jìn)行集控平臺的構(gòu)建中，還根據(jù)需求接入了消防、視頻監(jiān)控等系統(tǒng)，可實(shí)時觀測場站內(nèi)運(yùn)行設(shè)備，通過多點(diǎn)布設(shè)，還能實(shí)現(xiàn)無死角監(jiān)控，可減少現(xiàn)場運(yùn)維工作量，并提高場站設(shè)備運(yùn)行安全性。同時，還可實(shí)現(xiàn)消防警報的及時、自動上傳，降低新能源場站火災(zāi)危害。

（五）報表功能更加完善

要想準(zhǔn)確把握新能源場站運(yùn)行狀況，需要獲取各類相關(guān)報表，但在集控大數(shù)據(jù)應(yīng)用前，仍主要依靠值班人員，場站運(yùn)行報表質(zhì)量及時效性難以保障。而在該平臺中，報表系統(tǒng)更為完善，可根據(jù)不同指標(biāo)需求，自動生成場站運(yùn)行數(shù)據(jù)報表，并賦予不同的權(quán)限，保障集控平臺報表數(shù)據(jù)安全。

五、結(jié)束語

綜上所述，伴隨新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對其運(yùn)維管理有更高的技術(shù)性要求，為打破分散、低效的管理模式，本文構(gòu)建了場站集控大數(shù)據(jù)平臺，具備場站指標(biāo)分析、機(jī)組狀態(tài)預(yù)警、遠(yuǎn)程監(jiān)測控制等功能，實(shí)現(xiàn)了集中管控與精準(zhǔn)運(yùn)營，場站管理效益顯著提升，推動新能源場站管理的智能化發(fā)展。

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