運(yùn)行設(shè)備數(shù)據(jù)分析工作困擾南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻公司廣州蓄能水電廠運(yùn)行部已久。
從前，運(yùn)行人員為了掌握生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行性能的變化趨勢，及時發(fā)現(xiàn)影響設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的隱性缺陷，減少缺陷對生產(chǎn)指標(biāo)的影響，常常需要對反映運(yùn)行設(shè)備的健康狀況的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。然而由于缺乏數(shù)據(jù)分析工具，所有的數(shù)據(jù)分析工作只能依靠人工完成。面對海量數(shù)據(jù)，運(yùn)行人員往往只能采用隨機(jī)選點(diǎn)和等采樣周期選點(diǎn)的辦法來遴選部分設(shè)備的數(shù)據(jù)“代表”進(jìn)行分析，每項(xiàng)數(shù)據(jù)分析工作需花費(fèi)參與人3~5小時才能完成。每年也只能開展12~13項(xiàng)專項(xiàng)數(shù)據(jù)分析工作。即便如此，也占用了部門大量的人力資源，數(shù)據(jù)分析的有效性也存疑。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)時整理數(shù)據(jù)所用的時間占工作總花費(fèi)時間達(dá)70%，計(jì)算及整理數(shù)據(jù)則占用20%的時間，使得最后最關(guān)鍵的用在數(shù)據(jù)分析的時間僅有10%。此外，大型抽水蓄能電廠生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備數(shù)量和品類較多，生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也特別大。同時，由于缺少專業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的支持，所用的平均值、最大值、最小值等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)也存在無法反映統(tǒng)計(jì)樣本概率分布的問題。
該廠運(yùn)行值班員張豪于2015年首次提出運(yùn)行設(shè)備保壓性能狀態(tài)分析技術(shù)——“三未”設(shè)備普查技術(shù)以及概率密度等指標(biāo)分析方法，并利用工余時間通過職工技術(shù)創(chuàng)新自主研發(fā)了專用分析軟件。改進(jìn)后的技術(shù)彌補(bǔ)了過去依靠人工統(tǒng)計(jì)無法處理大數(shù)據(jù)的不足。并在部門的幫助下，梳理了運(yùn)行大數(shù)據(jù)管理的策劃、執(zhí)行、檢查、回顧方面的工作，借鑒PDCA的管理模式進(jìn)行各環(huán)節(jié)的閉環(huán)管理。
圖為職創(chuàng)項(xiàng)目組成員討論研究軟件功能設(shè)計(jì)
得益技術(shù)改進(jìn)和管理改革，2015年職創(chuàng)成果應(yīng)用以來，運(yùn)行人員曾十余次提前發(fā)現(xiàn)隱形缺陷，預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱性故障，由此提高設(shè)備可靠性而產(chǎn)生的年經(jīng)濟(jì)價值不可估量。運(yùn)行部實(shí)現(xiàn)了調(diào)速器等十余個關(guān)鍵系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析功能，分析工作只需一人即可完成，而所用時間僅為過去的1/2，分析的數(shù)據(jù)量則為過去的十萬倍以上，并可獲取可視化程度更高的趨勢圖和指標(biāo)分析及異常數(shù)據(jù)報(bào)表。同時，規(guī)避了超過相關(guān)規(guī)定周期而長時間未操作、未維護(hù)、未輪換的“三未”設(shè)備風(fēng)險。相關(guān)成果和應(yīng)用得到了行業(yè)的認(rèn)可和肯定，2017年張豪所在的研究團(tuán)隊(duì)被授予了第六屆全國電力行業(yè)設(shè)備管理創(chuàng)新成果獎一等獎。
廣州蓄能水電廠運(yùn)行數(shù)據(jù)分析工作為后來的大數(shù)據(jù)技術(shù)在運(yùn)行實(shí)時數(shù)據(jù)分析應(yīng)用提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。受限于2015年開發(fā)條件，當(dāng)時的數(shù)據(jù)分析軟件僅能分析線下離線下載的數(shù)據(jù)，擴(kuò)展性及功能移植性未達(dá)到大數(shù)據(jù)平臺的應(yīng)用水平?？紤]到運(yùn)行設(shè)備隱性缺陷的發(fā)生具有一定概率性，線下分析已成為制約大數(shù)據(jù)在生產(chǎn)運(yùn)行應(yīng)用的瓶頸。線上自適應(yīng)自動進(jìn)行的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析預(yù)警技術(shù)越來越受到調(diào)峰調(diào)頻公司生產(chǎn)技術(shù)人員的關(guān)注。
2018年，南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司決策啟動《基于云計(jì)算的可定制專家策略和機(jī)器學(xué)習(xí)融合應(yīng)用的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析與處理技術(shù)平臺研發(fā)》科技項(xiàng)目工作。技術(shù)中心啟動開展相關(guān)工作，2019年調(diào)峰調(diào)公司成立了智能水電廠科研團(tuán)隊(duì)，其中大數(shù)據(jù)專業(yè)組也成為了該科技項(xiàng)目的技術(shù)攻關(guān)力量。項(xiàng)目實(shí)施中，面對調(diào)峰調(diào)頻公司下轄各電廠大量紛繁數(shù)據(jù)分析需求，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)潛心苦研，一條條、一遍遍梳理設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測計(jì)算要求、重點(diǎn)監(jiān)測對象和監(jiān)測方式。最后算法和設(shè)備維度引起了團(tuán)隊(duì)的關(guān)注，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)根據(jù)算法和設(shè)備維度成功設(shè)計(jì)了通用的監(jiān)測分析策略模塊及其推送顯示模塊，并在調(diào)峰調(diào)頻公司設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測分析管理系統(tǒng)第一期規(guī)劃建設(shè)的基礎(chǔ)上，分層搭建了專用于狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)分析的云計(jì)算平臺，為前端的應(yīng)用提供重用服務(wù)和重用數(shù)據(jù)，也為全公司生產(chǎn)技術(shù)人員搭建了生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)的“數(shù)據(jù)加工工廠”。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)也為調(diào)峰調(diào)頻公司生產(chǎn)技術(shù)人員提供了一款零代碼的敏捷開發(fā)工具。生產(chǎn)技術(shù)人員運(yùn)用該工具，通過簡單的五步配置就可以輕松打通監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)分析門戶的“最后一公里”，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)評估、運(yùn)行趨勢分析、智能預(yù)警等狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析功能。研發(fā)搭建了基于瓦溫?cái)?shù)據(jù)、振動數(shù)據(jù)、運(yùn)行事件記錄數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，為安全生產(chǎn)提供了相關(guān)預(yù)警分析數(shù)據(jù)服務(wù)。運(yùn)行設(shè)備“健康體檢”從此可以隨手可得。
圖為零代碼的敏捷運(yùn)行數(shù)據(jù)開發(fā)工具
據(jù)了解，《基于云計(jì)算的可定制專家策略和機(jī)器學(xué)習(xí)融合應(yīng)用的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析與處理技術(shù)平臺研發(fā)》科技項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成果豐富。2018年至2020年間，正式出版了1本《水電廠運(yùn)行設(shè)備開關(guān)量分析管理技術(shù)》專著，申請了軟件著作權(quán)2項(xiàng)，申請了14項(xiàng)發(fā)明專利，發(fā)表了15篇高質(zhì)量論文，其中Ei檢索論文11篇，4篇核心期刊論文。項(xiàng)目中各項(xiàng)技術(shù)均為公司獨(dú)有，自主可控。相關(guān)成果曾獲得了2項(xiàng)國際獎，為國爭光。
圖為專著《水電廠運(yùn)行設(shè)備開關(guān)量分析管理技術(shù)》
圖為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人張豪獲第22屆亞太電協(xié)大會最佳作者獎
圖為項(xiàng)目成員獲2019年第三屆國際電氣與能源大會（2019 IEEE 3rd International Electrical and Energy Conference）最佳論文獎
征程萬里風(fēng)正勁，重任千鈞再奮蹄。當(dāng)前云大物移智等新興技術(shù)已得到學(xué)術(shù)界和工程界的廣泛認(rèn)可，并展露出了其在提高生產(chǎn)經(jīng)營效益的重要作用。然而值得注意的是，這些技術(shù)對于大型企業(yè)來說，并不是引進(jìn)某個平臺，亦或是引進(jìn)某個軟件工具就可以立即實(shí)現(xiàn)價值。漫漫數(shù)據(jù)路，拳拳工匠情，還需要一代代工匠將這些技術(shù)與具體的業(yè)務(wù)結(jié)合，久久為功，踏石留印，在本地化落地中不斷實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的價值。
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