CN114154842A - 一种基于电厂实时数据分析的运行指导系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据分析技术领域，尤其涉及一种基于电厂实时数据分析的运行指导系统与方法，包括：数据采集模块：采集SIS/DCS实时数据、历史数据；数据筛选模块：采用数据滤波法，剔除采集数据中的坏数据；数据存储模块：对筛选后的数据进行分类存储，导入各指标的期望值参数；偏差分析模块：结合期望值对分类存储的数据进行偏差分析，计算各指标得分及各超限分析；数据可视化模块：与偏差分析模块通讯连接，将实时得分、实时对比和实时评价进行可视化实时展示；趋势分析模块。本发明利用电厂设备信息的实时数据进行历史数据分析模型的建立，并通过数据的分析进行模型的计算与分析，最终实现小数据、深挖掘、精准化应用的目的。

Description

一种基于电厂实时数据分析的运行指导系统与方法

技术领域

本发明涉及数据分析技术领域，尤其涉及一种基于电厂实时数据分析的运行指导系统与方法。

背景技术

由于以往的发电企业生产、运行数据分析从功能上说是分散的，不完整的，未能形成一个整体的系统结构，并且所使用的数据也是分散的部分数据，不能进行全方位数据分析和多维度数据信息展示。电厂数据信息只能实时读取到其中的信息，不能进行历史数据的分析与总结，无法判断设备的实时状态，不能体现信息状态，随着人们对数据信息的关注度不断提高，利用数据信息能做到的事情也越来越多。此外，以往的数据分析和处理未能全面地考虑到海量数据分析和处理问题，因此很难开展较为深入地实时数据分析相关研究。

现有技术下，存在如下问题：

(1)发电企业有数据无应用，导致数据海量存储、闲置，无法有效从系统自身的运行数据中找到改善系统运行的知识和手段。

(2)相关性分析不到位。对于发电机组而言，其设备系统庞大，各子系统相互关联，相互影响，且关联方式具有很强的动态性。因此DCS系统所采集的数据具有较强的相关性，在一般情况下，短时期机组发电功率以天为单位进行类周期变化，而长时期的机组发电功率变化规律又和季节因素有关，因此发电机组过程大数据中各参数又具有一定的自相关性。而当下的信息系统普遍缺乏能为工程师提供灵活的关系分析平台，不能任意比较它们之间的关系方式、提供不同的时段比较、帮助用户看到不同时段的变化情况。

(3)发电工作是一个复杂的工艺过程，在发电过程中，不仅期望最终的运行指标达到经济、环保的要求，而且在整个过程中的每个环节中，运行参数的指标都要达到要求，只要把控每一个环节，才能保证结果的指标合格，而电厂恰恰现在没有分析数据的应用。

(4)缺少对变量之间相关性比较的能力，无法比较、判别每个变量之间相互独立性。

(5)对所有变量的考核基本上以平均、总和值出现，对当前的关键变量，一个值次以来，运行的综合分析：期望值是多少、偏差值多少、分值是多少、累计分值是多少、压红线时间是多少、正常运行时间是多少、正常运行时间的占比是多少、报警运行时间的占比是多少等等，缺少有一个完整的分析。

发明内容

本发明目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种基于电厂实时数据分析的运行指导系统与方法，利用电厂设备信息的实时数据进行历史数据分析模型的建立，并通过数据的分析进行模型的计算与分析，最终实现小数据、深挖掘、精准化应用的目的。

一方面，本发明提出一种基于电厂实时数据分析的运行指导系统，包括：

数据采集模块：采集SIS/DCS实时数据、历史数据；

数据筛选模块：与数据采集模块通讯连接，采用数据滤波法，剔除采集数据中的坏数据；

数据存储模块：与数据筛选模块通讯连接，对筛选后的数据进行分类存储，导入各指标的期望值参数；

偏差分析模块：与数据存储模块通讯连接，结合期望值对分类存储的数据进行偏差分析，计算各指标得分及各超限分析，利用电厂设备信息的实时数据进行历史数据分析模型的建立；

数据可视化模块：与偏差分析模块通讯连接，将实时得分、实时对比和实时评价进行可视化实时展示；

趋势分析模块：把每个变量的得分作为一个过程变量，对每台机组的每个变量的得分做出趋势分析。

优选的，以期望值为基础，监视值次运行状态、实际值、偏差值，并显示各类状态指标及提供直观查看界面，进行实时得分、实时对比和实时评价的实时显示。

优选的，偏差分析针对电厂所分析的关键参数，对各个变量建立期望值与实际运行值的偏差关系进行完整的分析；对各个变量建立偏差与负荷曲线、偏差积分曲线；对期望值、偏差值和得分之间进行全面的统计分析；对运行员的运行情况进行综合打分和实时的评判；集中呈现偏差状态。

优选的，按机组、值次、变量显示实时考评得分，对考评指标进行统计、排名、查询和趋势分析。

优选的，分析步骤如下：

对机组与值次进行评价及排名；

将一段时间内的每天的得分进行比较和统计；

对变量得分在一段时间内做趋势分析。

另一方面，本发明提出一种上述基于电厂实时数据分析的运行指导系统的运行方法，包括如下步骤：

S1、采集SIS/DCS实时数据、历史数据；

S2、采用数据滤波法，剔除采集数据中的坏数据；

S3、对筛选后的数据进行分类存储，导入各指标的期望值参数；

S4、结合期望值对分类存储的数据进行偏差分析，计算各指标得分及各超限分析；

S5、将实时得分、实时对比和实时评价进行可视化实时展示；

S6、把每个变量的得分作为一个过程变量，对每台机组的每个变量的得分做出趋势分析。

与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：

本发明利用电厂设备信息的实时数据进行历史数据分析模型的建立，并通过数据的分析进行模型的计算与分析，最终实现小数据、深挖掘、精准化应用的目的。

本发明以建立实时数据分析平台为基础。读取的全是工艺过程中的数据，没有中间其他系统分析结果的数据。这意味着，今后凡是对工艺过程中的数据分析、运算和建模，这套数据采集的机制是可以信赖的，能够统一并整合的。这就为电厂建立了关键的数据基础平台。

本发明能指导运行人员的操作调整，增强对关键参数的把控能力，能够最大限度地发挥机组效能，提高生产效率，降低发电成本，取得上网优势，最终实现提高电厂整体经济效益的目的。

本发明可以实现参数的相关性分析、偏差管理、故障诊断、运行指导，从而为降低机组的事故停机率、延长机组的服役寿命、降低发电成本提供有力的决策支持，让机组经济地实现运行工作。

本发明能实时掌握各项指标的现状和变化情况，更有利于在行业内进行对标，寻找差距，不断改进，提高运行绩效，让机组经济地实现运行工作。

附图说明

图1和图2为本发明实施例两种形式的系统流程图。

具体实施方式

实施例一

如图1-2所示，本发明提出的一种基于电厂实时数据分析的运行指导系统，包括：

数据采集模块：采集SIS/DCS实时数据、历史数据；

数据筛选模块：与数据采集模块通讯连接，采用数据滤波法，剔除采集数据中的坏数据；

数据存储模块：与数据筛选模块通讯连接，对筛选后的数据进行分类存储，导入各指标的期望值参数；

偏差分析模块：与数据存储模块通讯连接，结合期望值对分类存储的数据进行偏差分析，计算各指标得分及各超限分析，利用电厂设备信息的实时数据进行历史数据分析模型的建立；

数据可视化模块：与偏差分析模块通讯连接，将实时得分、实时对比和实时评价进行可视化实时展示；

趋势分析模块：把每个变量的得分作为一个过程变量，对每台机组的每个变量的得分做出趋势分析。

以期望值为基础，监视值次运行状态、实际值、偏差值，并显示各类状态指标及提供直观查看界面，进行实时得分、实时对比和实时评价的实时显示。

偏差分析针对电厂所分析的关键参数，对各个变量建立期望值与实际运行值的偏差关系进行完整的分析。计算出运行实际值与这个参数期望值之间的关系，能够对这个偏差做出完整的分析。比如说偏差偏大还是偏差不大，偏差什么时候大，偏差什么时候小，与期望值的变化是什么样的趋势等等，所有这些要有一个完整的分析。

对各个变量建立偏差与负荷曲线、偏差积分曲线；对每一个要考核的关键参数都要建立至少两条曲线。一条曲线是随着机组负荷变化的期望值曲线。也就是说负荷在不同位置时。希望这个过程变量达到什么样的值。同时，观察实际运行值是什么，计算出偏差。第二条曲线是，对各个变量，根据偏差建立偏差计分曲线。偏差计分曲线主要用来来计算在当前的偏差下，各个关键变量所得的分数是多少。这个分数可以是人为设计的分数，也可以是与电厂的经济参数相关联的经济指标。

对期望值、偏差值和得分之间进行全面的统计分析；在计算出关键变量每一个时刻的期望值、偏差值和得分之后，对这三个值之间的关系作出统计上的分析。对每一个运行员而言，从他当值开始到当下的时间，他所经历的最大的偏差值，最小的偏差值，最大的得分值，累计得分值。每一项指标的得分值占总得分值的占比。如果保持零偏差，压红线运行，得分值是多少，如果偏差变大了，得分是多少，正向偏差负向偏差，所有这些偏差变化与得分值的关系。然后在一个值次中，他所经历的，满分的时间零偏差的时间呀，红线的时间，报警的时间分别是多少，都进行全面的分析。

对运行员的运行情况进行综合打分和实时的评判；在系统中把所进行的各种统计分析与运行员所运行的时间关联起来。让运行员或者值长能够看到，如果已经开始工作了，在这个值次当中，比如说四个小时占整个值次工作时间的50％，那么他每个变量的累计得分，是不是也得到了50％的分数。如果时间过了一半，他是得分也过了一半，说明他在整个这一半的时间里，他是压红线运行，是满分。如果时间过了一半，他得分并没有到一半儿，统计计算，他只得了九十分，八十分等等。通过这种方式分别对运行员的运行做出一个整体评价：优秀、良好、及格或者待努力。

集中呈现偏差状态。所有做的分析对每一个变量、每一台机组在一个页面中通过用户的选择完整的显示，通过系统为用户解决了对当前的关键变量一个值次以来运行的综合分析：期望值是多少、偏差值多少、分值是多少、累计的分值是多少、压红线时间是多少、正常运行时间是多少、正常运行时间的占比是多少、报警运行时间的占比是多少等等，有一个完整的分析。将所有的这些分析在一幅界面上全部解决。

按机组、值次、变量显示实时考评得分，对考评指标进行统计、排名、查询和趋势分析。分析步骤如下：

(1)对机组与值次进行评价及排名

系统对各个值次得分做全面综合的分析。以一个月为例，系统计算出在这一个月里边每一个变量每一天，由谁当值，得了多少分；每一台机组由谁当值，总共得了多少分；各个值次得了多少分，不同的机组之间相差多少分，所有这些信息以一天为单位在一个月的时段之内，对每日的情况都有分析，同时对每日的情况还都分别作了评价。在计算总分的评价里面，系统折算到每天在一个月内占的百分比分数是是多少，做出优良中差的评价。在值次排名的情况的评比方式下。算出排名最靠前和最靠后的两个值次的分差；

(2)将一段时间内的每天的得分进行比较和统计

对一个月的综合情况作出分析，算出每台机组或每个值或者每个变量在这一个月中，当日的最高得分，当值的最高得分、最低得分。每一个值次的平均得分，最高得分和最低得分的偏差是多少。很多情况下，虽然能够从数据上能够分出名次，但事实上偏差并不大，并不说明某一值次比某一值次就好多少或者差差多少，系统对这种情况均作了处理；

(3)对变量得分在一段时间内做趋势分析

系统把每个变量的得分，作为一个过程变量，带到系统中做趋势分析。这样系统可以对每一台机组的每个变量的得分，结合整个月时段，做出趋势分析。在这个趋势分析中，我们可以看到。每一个得分或者某一个特定的得分在什么时段得分非常高，什么时段得分非常低，偏差是多少，相差是多少。再用同样的分析，对机组、对变量都可以分别进行。这样给用户提供了有针对性的分析和综合分析的各种手段，对每一个变量都可以实施。

实施例二

如图1-2所示，本发明提出的一种上述基于电厂实时数据分析的运行指导系统的运行方法，包括如下步骤：

S1、采集SIS/DCS实时数据、历史数据；

S2、采用数据滤波法，剔除采集数据中的坏数据；

S3、对筛选后的数据进行分类存储，导入各指标的期望值参数；

S4、结合期望值对分类存储的数据进行偏差分析，计算各指标得分及各超限分析；

S5、将实时得分、实时对比和实时评价进行可视化实时展示；

S6、把每个变量的得分作为一个过程变量，对每台机组的每个变量的得分做出趋势分析。

本发明以建立实时数据分析平台为基础。读取的全是工艺过程中的数据，没有中间其他系统分析结果的数据。这意味着，今后凡是对工艺过程中的数据分析、运算和建模，这套数据采集的机制是可以信赖的，能够统一并整合的。这就为电厂建立了关键的数据基础平台。

本发明能指导运行人员的操作调整，增强对关键参数的把控能力，能够最大限度地发挥机组效能，提高生产效率，降低发电成本，取得上网优势，最终实现提高电厂整体经济效益的目的。

本发明可以实现参数的相关性分析、偏差管理、故障诊断、运行指导，从而为降低机组的事故停机率、延长机组的服役寿命、降低发电成本提供有力的决策支持，让机组经济地实现运行工作。

本发明能实时掌握各项指标的现状和变化情况，更有利于在行业内进行对标，寻找差距，不断改进，提高运行绩效，让机组经济地实现运行工作。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。

Claims (6)

1.一种基于电厂实时数据分析的运行指导系统，其特征在于，包括：

数据采集模块：采集SIS/DCS实时数据、历史数据；

数据筛选模块：与数据采集模块通讯连接，采用数据滤波法，剔除采集数据中的坏数据；

数据存储模块：与数据筛选模块通讯连接，对筛选后的数据进行分类存储，导入各指标的期望值参数；

偏差分析模块：与数据存储模块通讯连接，结合期望值对分类存储的数据进行偏差分析，计算各指标得分及各超限分析，利用电厂设备信息的实时数据进行历史数据分析模型的建立；

数据可视化模块：与偏差分析模块通讯连接，将实时得分、实时对比和实时评价进行可视化实时展示；

趋势分析模块：把每个变量的得分作为一个过程变量，对每台机组的每个变量的得分做出趋势分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于电厂实时数据分析的运行指导系统，其特征在于，以期望值为基础，监视值次运行状态、实际值、偏差值，并显示各类状态指标及提供直观查看界面，进行实时得分、实时对比和实时评价的实时显示。

3.根据权利要求1所述的一种基于电厂实时数据分析的运行指导系统，其特征在于，偏差分析针对电厂所分析的关键参数，对各个变量建立期望值与实际运行值的偏差关系进行完整的分析；对各个变量建立偏差与负荷曲线、偏差积分曲线；对期望值、偏差值和得分之间进行全面的统计分析；对运行员的运行情况进行综合打分和实时的评判；集中呈现偏差状态。

4.根据权利要求1所述的一种基于电厂实时数据分析的运行指导系统，其特征在于，按机组、值次、变量显示实时考评得分，对考评指标进行统计、排名、查询和趋势分析。

5.根据权利要求4所述的一种基于电厂实时数据分析的运行指导系统，其特征在于，分析步骤如下：

对机组与值次进行评价及排名；

将一段时间内的每天的得分进行比较和统计；

对变量得分在一段时间内做趋势分析。

6.一种根据权利要求1所述的基于电厂实时数据分析的运行指导系统的运行方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、采集SIS/DCS实时数据、历史数据；

S2、采用数据滤波法，剔除采集数据中的坏数据；

S3、对筛选后的数据进行分类存储，导入各指标的期望值参数；

S4、结合期望值对分类存储的数据进行偏差分析，计算各指标得分及各超限分析，利用电厂设备信息的实时数据进行历史数据分析模型的建立；

S5、将实时得分、实时对比和实时评价进行可视化实时展示；

S6、把每个变量的得分作为一个过程变量，对每台机组的每个变量的得分做出趋势分析。

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