CN106845780B - 一种发电机组运行工况分析系统及其分析方法 - Google Patents

一种发电机组运行工况分析系统及其分析方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种发电机组运行工况分析系统及其分析方法,发电机组运行工况分析系统采用基于EMS系统的多层架构,所述发电机组运行工况分析系统包括:数据层(1),数据层(1)之上是逻辑层(2),所述逻辑层(2)包括用于实时数据诊断的数据诊断模块(3)、数据统计模块(4)以及数据提取模块(5);逻辑层(2)之上是提供服务以及服务调度的服务层(6),在所述服务层(6)之上是展现层(11),展现层(11)基于EMS系统,展现层(11)包括电厂值班子系统(12)、调度值班子系统(13)、监控子系统(14)以及对外服务子系统(15);负责系统之间数据与服务的共享的服务总线(16)。

Description

一种发电机组运行工况分析系统及其分析方法
技术领域
本发明涉及一种发电机组技术领域,特别是一种发电机组运行工况分析系统及其分析方法。
背景技术
目前调度部门对于发电厂和机组的管理都是在调度规程的框架内进行,但是缺乏信息共享和数据挖掘机制,导致大量的历史数据沉睡在数据库中,无法充分发挥其潜在的巨大价值。
专利文献CN103456136 A公开的物联网构架水利水电工程重大事故安全隐患监测预警系统由综合信息采集核心平台、系统操作平台和信息管理平台组成,其中:(-)综合信息采集核心平台,用于对监测部位的安全隐患进行识别和定位,通过自组织方式构成监测网络覆盖整个监测区域,监测数据沿着传感器节点以逐跳方式进行传输,在传输过程中监测数据能被多个节点处理,经过多跳后被路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点,通过管理节点对传感器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据;该平台由以下模块组成:安全隐患识别模块,用于发现和识别水利水电工程区域内的安全隐患并确定其特性,对安全隐患的识别,且对安全隐患性质加以判断;安全隐患定位模块,用于锁定潜在危险的隐患点或部位的位置;安全隐患类型确定模块,用于根据水利工程施工方重大安全隐患控制清单确定安全隐患类型;安全隐患等级确定模块,用于对安全隐患进行等级判定,分为四级,一级:可造成特别重大事故的;二级:可造成特大事故的;三级:可造成重大事故的;四级:可造成一般事故的;地理位置信息确定模块,用于确定安全隐患点的经纬度;空间位置信息确定模块,用于在空间位置及电子地图上用数据描述安全隐患点所在的位置;动态变化信息记载模块,用于在一定的时间段内记载安全隐患发展的变化信息;状态变化信息记载模块,用于在一定的时间段内记载安全隐患状态及规模的变化信息;监测信息传输模块,用于系统的信息通信;场景显示模具地位,用于在区域地图上显示的区域场景及监测点位置;声光报警模块,用于在区域地图上显示有安全隐患监测点位置的声音报警和灯光闪烁;预案查询模块,用于根据预先设置的各种安全隐患的评估分析,对潜在的或可能发生的突发事件的类别和影响程度事先制定的应急处置方案;预案执行模块,用于对安全隐患发生的类型、等级、动态变化和状态变化执行预先设置的应急方案;告警通知模块,用于监测到有安全隐患后,告警通知在隐患区域的作业人员;设备控制模块:用于对所有探测器、报警设备和显示屏进行控制;㈡系统操作平台,用于对综合信息采集核心平台和信息管理平台进行实际操作运行,形成操作日志,进行信息储存,并对监测对象的类型和等级进行判定,生成预警信息,形成系统数据库,监管系统运行;该平台由以下模块组成:系统操作运行模块,用于系统的运行操作;系统操作日志模块,用于在系统运行时生成所有运行记录及流水记录,且所有运行记录及流水记录无法删除及更改;监测信息储存模块,用于将探测器监测到的信息存储;隐患信息判定模块,用于根据监测到的信息,通过确认其隐患发生点地理位置和空间位置,结合一定时间内的动态发展变化情况,对隐患的类型和等级进行判定;预警信息自动生存模块:用于通过判定的隐患信息自动生成预警信息;系统数据库模块,用于存储整个系统的数据;运行监管模块,用于系统操作时的权限管理;(三)信息管理平台,用于通过连接综合信息采集核心平台和系统操作平台,接收和处理综合信息采集核心平台和系统操作平台的实时数据,对隐患信息进行评估,结合历史信息库信息,对安全隐患的动态变化和状态变化进行分析和预测,生成预警信息,提出预案处置决策,处理信息反馈,并掌握系统操作平台的运行现状;该平台由以下模块组成:专家库模块:用于提供各类数据库,所述数据库包括:①政策法规数据库;②企业管理制度、标准数据库;③工艺规范和工艺操作规程数据库;④应急预案、救援和自救手册数据库;⑤重大安全生产隐患、重大危险源和危险化学品数据库;⑥重特大事故档案数据库;⑦安全生产专家及安全评价中介机构数据库;⑧抢险救灾资源数据库;隐患信息评估模块,用于对某一特定安全隐患情况发生的可能性和后果进行风险评价,评估风险大小以及确定风险是否可容许;状态变化分析模块,用于根据隐患的动态发展进行风险评价分析;历史信息库模块,用存储工程区域内的水文、地质、环境和气象的历史数据;动态变化预测模块,用于把由安全隐患导致的事故因素分解为随工程规模和进展的扩大,工程区域环境的变化以及治理隐患投资规模、风险控制技术水平所能引起增加事故频数的因素,作为对安全隐患动态变化的预测条件,根据动态变化采取相应的处理措施;状态变化预测模块,用于从事故应急角度出发了解工程区域内安全隐患监测目标的安全状态,获取和利用安全隐患的实时状态参数,对安全隐患的发展进行分析、评价和预测;隐患信息决策模块,用于对安全隐患的信息进行定性;隐患预案处置模块,用于对预案进行处置;处置信息反馈模块:用于对处置结果反馈到管理部门;事故档案模块,用于对安全隐患记录和处置方案建立档案。该专利对水利水电工程区域内可能导致潜在危险事故的安全隐患信息进行识别、定位,确定安全隐患类型、等级,进行安全隐患的类型判定、等级判定和信息统计,但该专利部件繁多,结构复杂且无法调用EMS系统或其他数据,无法对数据进行挖掘建立实时数据诊断和知识提取以及无法实现发电机组运行经验积累和运行风险提示。
专利文献CN104156827 A公开的一种电力规划技术协作与动态智能管理系统具有如下由如下9个系统模块组成:数据管理模块、电网现状分析模块、电力市场分析模块、电力市场预测模块、项目管理模块、电网规划监督模块、电源规划管理模块、电网规划管理模块和系统管理模块,其中:基础数据管理模块记录有电网元件信息、电网结构信息、国民经济信息、气象信息、能源信息、电量信息、大用户情况信息和负荷信息;电网现状分析模块集成有容载比总体分析、变电站负载率分析、变电站负荷概率分布、变电站持续负荷曲线、变电站负载率历年对比内容、变电站最大负荷表、线路负载率分析、线损电量各地对比分析、线损率各地对比分析、电厂发电量分析以及负荷密度各地对比分析各模块;电力市场分析模块集成有电量分析、负荷分析、国民经济分析、能源分析、综合指标分析、气象环境分析和风电综合信息管理分析各模块;电力市场预测模块所采用预测分析过程顺次为:策略选择、分析参考、预测期限、综合模型、置信分析,最后形成信息文件,同时顺次通过反推速度、循环跳转、计算机控制自定义逆向调节相关因素映射库中的映射数值;项目管理模块的步骤依次为:规划阶段、可研阶段、前期阶段、文件管理、查询汇总、统计分析;电网规划监督模块具有上报时间质量考核、监督指标分析跟踪两个模块;电源规划管理模块建立规划电厂信息库和规划机组信息库共两个库,其中所述规划电厂的信息库包括:所属电网、电厂名称、所属发电公司、电厂类型、上网电压等级和规划类型,所述规划机组信息库是为规划好的电厂添加机组,所述机组的信息包括:所属电厂、机组名称、机组类型、容量、最大抽水/发电电量、电价、最小出力、规划投资、回收期、强迫停运率、厂用电率、启停费用、固定运行费用、可变运行费用、投产日期、退役日期和接入变电站信息;电网规划管理模块主要对不能确定的规划变电站和线路通过生成电网规划方案的方式来管理和评估;系统管理模块主要包括用户管理、角色管理、参数设置、日志管理。该专利应用专家与智能化相结合的共组工作模式,但该专利部件繁多,结构复杂且无法调用EMS系统或其他数据,无法对数据进行挖掘建立实时数据诊断和知识提取以及无法实现发电机组运行经验积累和运行风险提示。
专利文献CN103760624 A公开的电网电力灾害性天气短信预警平台包括气象资料库、灾害识别系统和灾害群发系统,所述气象资料库存储的数据包含气温、降雨量、风向、风速实时监测数据建立日志数据库,用以存储短信发送情况,供查询统计使用;所述灾害识别系统,包括气温监控单元,对各行政分区范围区域内的所有气象自动站的气温实况进行逐时监控,当某个气象自动站测到的气温值超过气温警戒值时,将气温信息以短信的方式发送给气象自动站所属区域的电力用户;雨量监控单元,对各流域分区面的雨量进行实时监控,当某个流域分区面的雨量在三小时内的雨量达到或超过雨量警戒值时,将雨量信息以短信的方式发送给气象自动站所属区域的电力用户;气象灾害监控单元,根据各流域分区面的电力用户需求,在发生气象灾害时,以人工触发的方式,将对应的气象自动站的逐时观测数据以短信的方式发送给需求的电力用户,观测数据包括气温、雨量、风向和风速;日常防灾减灾单元,收集全地区的天气概况与各市天气预报,并以手机短信的形式每天定时发送给各电力用户;所述灾害群发系统将上述的气温监控单元、雨量监控单元、气象灾害监控单元和日常防灾减灾单元均通过手机短信提交发送模块将集到的需要发送的信息数据生成标准的手机短信格式,进行提交发送给气象短信发送系统,所述气象短信发送系统发送短信给电力用户。该专利为水电部门提供非常具有针对性的监测预警信息,但该专利部件繁多,结构复杂且无法调用EMS系统或其他数据,无法对数据进行挖掘建立实时数据诊断和知识提取以及无法实现发电机组运行经验积累和运行风险提示。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解,因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
鉴于上述问题,本发明提供了面向发电企业和调度部门进行一体化服务的一种发电机组运行工况分析系统及其分析方法。该发电机组运行工况分析系统采用大数据和云计算技术构建,形成网源协调业务专用的一种具备分布式存储结构的信息共享体系。
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。
本发明的一个方面,一种发电机组运行工况分析系统采用基于EMS系统的多层架构,所述发电机组运行工况分析系统包括:
数据层,数据层包括数据采集子系统,负责对发电机组数据的采集和数据存储。
数据层之上是逻辑层,所述逻辑层包括用于实时数据诊断的数据诊断模块、数据统计模块以及数据提取模块。
逻辑层之上是提供服务以及服务调度的服务层,所述服务层包括HDFS架构、MapReduce模块、Hbase架构和/或Spark架构。
在所述服务层之上是展现层,展现层基于EMS系统,展现层包括电厂值班子系统、调度值班子系统、监控子系统以及对外服务子系统。
负责系统之间数据与服务的共享的服务总线,所述服务总线基于IEC61968标准建立所述发电机组运行工况分析系统内部的标准接口。
优选地,所述数据采集子系统采集调度日志、发电机组运行日志、发电机组实时数据、电网实时数据和/或外部资源数据。
优选地,所述监控子系统包括发电机组运行监测模块、发电机组遥控模块、发电机组故障管理模块以及发电机组应用模块。
优选地,所述发电机组运行工况分析系统为分布式计算机系统,其包括一个以上服务器和一个以上的客户端。
优选地,所述服务器为云端服务器。
优选地,所述服务总线包括电网模型同步接口、历史数据同步接口、实时数据同步接口、设备模型同步接口和/或外部信息同步接口。
优选地,所述数据子系统包括经由所述服务层处理后的知识仓库和数据仓库。
优选地,所述展现层包括用于发出警报的警报模块。
优选地,所述警报模块包括扬声器和LED灯。
本发明的另一个方面,利用所述的发电机组运行工况分析系统的分析方法的步骤包括:
第一步骤:数据层采集和存储发电机组数据。
第二步骤:逻辑层基于数据层采集的数据进行数据逻辑运算以建立实时数据诊断和知识提取。
第三步骤:服务层基于逻辑层实现发电机组运行经验积累和运行风险提示。
第四步骤:展现层展示逻辑层和服务层的处理结果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白,达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度,并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述,本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。显而易见地,下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中,用相同的附图标记表示相同的部件。
在附图中:
图1是根据本发明一个实施例的发电机组运行工况分析系统的结构示意图;
图2是根据本发明一个实施例的使用发电机组运行工况分析系统的分析方法的步骤示意图。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是,在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解,技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式,然所述描述乃以说明书的一般原则为目的,并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
为了更好地理解,图1是根据本发明一个实施例的发电机组运行工况分析系统的结构示意图,如图1所示,一种发电机组运行工况分析系统,采用基于EMS系统的多层架构,所述发电机组运行工况分析系统包括。
数据层1,数据层1包括数据采集子系统,负责对发电机组数据的采集和数据存储。
数据层1之上是逻辑层2,所述逻辑层2包括用于实时数据诊断的数据诊断模块3、数据统计模块4以及数据提取模块5。
逻辑层2之上是提供服务以及服务调度的服务层6,所述服务层6包括HDFS架构7、Map Reduce模块8、Hbase架构9和/或Spark架构10。
在所述服务层6之上是展现层11,展现层11基于EMS系统,展现层11包括电厂值班子系统12、调度值班子系统13、监控子系统14以及对外服务子系统15。
负责系统之间数据与服务的共享的服务总线16,所述服务总线16基于IEC61968标准建立所述发电机组运行工况分析系统内部的标准接口。
本发明的发电机组运行工况分析系统能够对调度日志、电厂运行日志等进行交叉检索,针对网源协调和技术监督业务进行需求分析,建立具有自组织功能的业务应用功能,利用专用的挖掘算法实现历史数据的信息化,形成经验知识库,为信息共享和预警奠定基础。
在一个实施例中,所述数据采集子系统采集调度日志、发电机组运行日志、发电机组实时数据、电网实时数据和/或外部资源数据。
在一个实施例中,所述监控子系统14包括发电机组运行监测模块17、发电机组遥控模块18、发电机组故障管理模块19以及发电机组应用模块20。
在一个实施例中,所述发电机组运行工况分析系统为分布式计算机系统,其包括一个以上服务器和一个以上的客户端。
在一个实施例中,所述服务器为云端服务器。
在一个实施例中,所述服务总线16包括电网模型同步接口、历史数据同步接口、实时数据同步接口、设备模型同步接口和/或外部信息同步接口。
在一个实施例中,所述数据子系统包括经由所述服务层处理后的知识仓库和数据仓库。
在一个实施例中,所述展现层11包括用于发出警报的警报模块21。
在一个实施例中,所述警报模块21包括扬声器和LED灯。
本发明的发电机组运行工况分析系统也可以说是建立在现有EMS系统能量管理系统内部的一个嵌入式信息模块,包括企业服务总线、用于数据核对的逻辑层和大数据服务层,发电机组运行工况分析系统将调度部门的调度日志和电厂机组运行日志等历史数据接入,通过如数据挖掘算法等逻辑运算和服务层处理形成知识仓库,基于大数据服务层,建立实时数据诊断和知识提取两个基本功能,实现机组运行经验积累和运行风险提示两种基本功能,基于IEC61968等标准建立多个系统间的标准接口体系和服务总线,实现多部门信息共享,且避免对已有系统进行改造,维持数据来源的稳定性。
图2为本发明的一个实施例的利用所述的发电机组运行工况分析系统的分析方法的步骤示意图。
如图2所示,利用所述的发电机组运行工况分析系统的方法包括:
第一步骤:数据层1采集和存储发电机组数据。
第二步骤:逻辑层2基于数据层1采集的数据进行数据逻辑运算以建立实时数据诊断和知识提取。
第三步骤:服务层6基于逻辑层2实现发电机组运行经验积累和运行风险提示。
第四步骤:展现层11展示逻辑层2和服务层6的处理结果。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述,但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域,上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的,而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下,还可以做出很多种的形式,这些均属于本发明保护之列。

Claims (9)

1.一种发电机组运行工况分析系统,其特征在于:其采用基于EMS系统的多层架构,所述发电机组运行工况分析系统包括:
数据层(1),数据层(1)包括数据采集子系统,负责对发电机组数据的采集和数据存储,其中,所述数据采集子系统采集调度日志、发电机组运行日志、发电机组实时数据、电网实时数据和/或外部资源数据;
数据层(1)之上是逻辑层(2),所述逻辑层(2)包括用于实时数据诊断的数据诊断模块(3)、数据统计模块(4)以及数据提取模块(5),所述逻辑层(2)对调度日志、电厂运行日志进行交叉检索;
逻辑层(2)之上是提供服务以及服务调度的服务层(6),所述服务层(6)包括HDFS架构(7)、Map Reduce模块(8)、Hbase架构(9)和Spark架构(10),所述服务层(6)提供的服务包括诊断分析;
在所述服务层(6)之上是展现层(11),展现层(11)基于EMS系统,展现层(11)包括电厂值班子系统(12)、调度值班子系统(13)、监控子系统(14)以及对外服务子系统(15);
负责系统之间数据与服务的共享的服务总线(16),所述服务总线(16)基于IEC61968标准建立所述发电机组运行工况分析系统内部的标准接口。
2.根据权利要求1所述的发电机组运行工况分析系统,其特征在于:所述监控子系统(14)包括发电机组运行监测模块(17)、发电机组遥控模块(18)、发电机组故障管理模块(19)以及发电机组应用模块(20)。
3.根据权利要求1所述的发电机组运行工况分析系统,其特征在于:所述发电机组运行工况分析系统为分布式计算机系统,其包括一个以上服务器和一个以上的客户端。
4.根据权利要求3所述的发电机组运行工况分析系统,其特征在于:所述服务器为云端服务器。
5.根据权利要求1所述的发电机组运行工况分析系统,其特征在于:所述服务总线(16)包括电网模型同步接口、历史数据同步接口、实时数据同步接口、设备模型同步接口和外部信息同步接口。
6.根据权利要求1所述的发电机组运行工况分析系统,其特征在于:所述数据子系统包括经由所述服务层处理后的知识仓库和数据仓库。
7.根据权利要求1所述的发电机组运行工况分析系统,其特征在于:所述展现层(11)包括用于发出警报的警报模块(21)。
8.根据权利要求7所述的发电机组运行工况分析系统,其特征在于:所述警报模块(21)包括扬声器和LED灯。
9.一种利用权利要求1-8中任一项所述的发电机组运行工况分析系统的分析方法,其步骤包括:
第一步骤:数据层(1)采集和存储发电机组数据;
第二步骤:逻辑层(2)基于数据层(1)采集的数据进行数据逻辑运算以建立实时数据诊断和知识提取;
第三步骤:服务层(6)基于逻辑层(2)实现发电机组运行经验积累和运行风险提示;
第四步骤:展现层(11)展示逻辑层(2)和服务层(6)的处理结果。
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