杜文超

(中國電力工程顧問集團(tuán)東北電力設(shè)計(jì)院有限公司，吉林 長春 130021)

通過對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)以及人工智能技術(shù)的應(yīng)用來為電力環(huán)保提供保障。本文首先闡述了電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)框架，接著點(diǎn)明了電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)開發(fā)及智能運(yùn)用的特點(diǎn)，最后詳細(xì)論述了電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)開發(fā)及智能運(yùn)用。

1 電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)的構(gòu)建框架

電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)是一個(gè)多功能的集成平臺(tái)，它主要是由三大部分組合而成，其中包括了數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)、人工智能分析應(yīng)用系統(tǒng)還包括分布式計(jì)算機(jī)環(huán)境。在第1部分?jǐn)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，是通過發(fā)電環(huán)保企業(yè)自身所具備的s cada系統(tǒng)，通過對(duì)實(shí)際電廠的現(xiàn)場應(yīng)用DCS/SIS/MIS的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠現(xiàn)場那相應(yīng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將所收集到的數(shù)據(jù)信息全部都儲(chǔ)存到以往的數(shù)據(jù)庫之中，必須對(duì)二次的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)提起重視，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到了數(shù)據(jù)庫中組成相應(yīng)平臺(tái)的最終數(shù)據(jù)源。在第2部分分布式計(jì)算機(jī)的環(huán)境中，它主要是由hadoop計(jì)算平臺(tái)所構(gòu)建的，他的主要工作職能是將遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集到的數(shù)據(jù)和監(jiān)控系統(tǒng)中所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的導(dǎo)入，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行清理后存儲(chǔ)到分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，緊接著采用map機(jī)制來進(jìn)一步對(duì)數(shù)據(jù)庫中的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式的計(jì)算。第3部分是智能分析應(yīng)用系統(tǒng)，它的主要功能是通過多個(gè)功能模塊共同所構(gòu)成的，最先功能模塊的運(yùn)行是通過環(huán)保裝置的運(yùn)行機(jī)理而設(shè)置的。這之中可以通過機(jī)械系統(tǒng)的學(xué)習(xí)并支持向量機(jī)等一系列的智能算法來對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各方面進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析計(jì)算機(jī)模型的構(gòu)建，之后再運(yùn)用第2個(gè)部分中的hadoop平臺(tái)來進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的計(jì)算，以此來得到各種數(shù)據(jù)信息結(jié)果，比如其中的優(yōu)化曲線，自動(dòng)應(yīng)答以及獲取相應(yīng)故障的報(bào)告診斷書等。

2 電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)開發(fā)及應(yīng)用的特點(diǎn)

電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)具有相應(yīng)的統(tǒng)一性，通過對(duì)所有收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化處理與清理，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)所收集環(huán)保數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，以此來確保數(shù)據(jù)的高度可信性，為未來電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)開發(fā)提供了有效保障，形成了一勞永逸的局面。

電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)具有高度可用性，電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)的開發(fā)從組成結(jié)構(gòu)、多種結(jié)構(gòu)以及高可用軟件等多個(gè)方面來進(jìn)一步為不同一性的服務(wù)群體提供保障，確保平臺(tái)可以不間斷的運(yùn)行。其中任何計(jì)算節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了故障都不會(huì)影響整體平臺(tái)的運(yùn)行，而且在運(yùn)行過程中無論是平臺(tái)中哪一個(gè)儲(chǔ)存設(shè)備發(fā)生了損壞，都不會(huì)造成用戶數(shù)據(jù)的丟失。

電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)強(qiáng)大的擴(kuò)展性，現(xiàn)今隨著信息時(shí)代的深度發(fā)展，業(yè)務(wù)規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，大數(shù)據(jù)集群僅僅只要通過幾臺(tái)服務(wù)器便可以完成信息的橫向擴(kuò)展，也不需要進(jìn)行相應(yīng)原有硬件或軟件的更換，真正意義上實(shí)現(xiàn)了富有彈性的擴(kuò)展，降低了企業(yè)前期投資的風(fēng)險(xiǎn)，為企業(yè)投資目標(biāo)作出了保障。

電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)具有很大的開放性，該平臺(tái)可以對(duì)任何結(jié)構(gòu)或者非結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，以此來為多樣化的模塊化應(yīng)用提供相應(yīng)的容器并接受統(tǒng)一的調(diào)動(dòng)，因此也為第三方應(yīng)用提供了更加便捷靈活的API接口。

3 電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)開發(fā)及其智能運(yùn)用

3.1 在電力物耗優(yōu)化方面的運(yùn)用

在現(xiàn)階段電力發(fā)展的情況下來看，從以往的數(shù)據(jù)中獲取相應(yīng)狀態(tài)下的用電消耗或者相應(yīng)用電消耗狀態(tài)下排放物的物耗消耗最低點(diǎn)，以此來為電力消耗中控制脫硝劑以及脫硫劑的流量提供相應(yīng)數(shù)據(jù)信息的依據(jù)。

在這之中脫硫物物耗的進(jìn)一步優(yōu)化，這一過程中主要是通過降低石灰石的耗量，以此來達(dá)到相應(yīng)目的。進(jìn)一步深掘必須要對(duì)石灰石漿液泵流量進(jìn)行科學(xué)有效的控制，從而降低石灰石的耗量。在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的過程中由脫硫裝置化學(xué)反應(yīng)以及控制的復(fù)雜性較強(qiáng)，因此對(duì)于電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)的開發(fā)對(duì)自動(dòng)控制提出了進(jìn)一步的要求。在以往的數(shù)據(jù)平臺(tái)中一般是通過利用DCS進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，但現(xiàn)今在供漿量方面已經(jīng)無法滿足正常的需求。在現(xiàn)場上一般是通過吸收塔的pH值和在出口處二氧化硫的相應(yīng)濃度根據(jù)一定的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來進(jìn)行人工的控制調(diào)節(jié)。而在這之中控制供漿量方面需要通過相應(yīng)的設(shè)計(jì)值來實(shí)現(xiàn)有效的控制管理。但是在現(xiàn)今由于實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性無法得到一定保障且外在因素影響較大，因此只能對(duì)出口的濃度進(jìn)行相應(yīng)的把控，確保其可以達(dá)到相應(yīng)的控制標(biāo)準(zhǔn)，以此來進(jìn)一步完成對(duì)物質(zhì)消耗進(jìn)行優(yōu)化。

此外優(yōu)化脫硫物質(zhì)的消耗，需要從脫硫裝置提取供漿流量參數(shù)來進(jìn)行相關(guān)的優(yōu)化消耗措施。這其中包括了對(duì)電力消耗情況中相應(yīng)數(shù)據(jù)的清理，以及把一些出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行清除，并將有效數(shù)據(jù)導(dǎo)入到hadoop平臺(tái)。在對(duì)大數(shù)據(jù)分類算法進(jìn)一步細(xì)致化分類后可以大致分為出入口的二氧化硫濃度以及機(jī)組的負(fù)荷值數(shù)據(jù)，以及相應(yīng)設(shè)備的工作情況進(jìn)行劃分，對(duì)于各類工況選取其中的最優(yōu)值，通過特定的曲線或圖形的方式來展現(xiàn)出最優(yōu)參考的給漿流量，最后通過應(yīng)用智能機(jī)器學(xué)習(xí)算法，進(jìn)一步深度對(duì)優(yōu)化庫進(jìn)行及時(shí)有效的更新，在數(shù)據(jù)輸入的過程中，也需要將所設(shè)計(jì)的曲線進(jìn)行相應(yīng)展示，并參考優(yōu)化庫內(nèi)的曲線進(jìn)行優(yōu)化，之后也需要對(duì)曲線進(jìn)行及時(shí)的控制，以此進(jìn)一步為現(xiàn)場提供有效的參考。

3.2 在電力能耗方面的優(yōu)化

對(duì)于能源方面的消耗主要是通過減少電力相應(yīng)設(shè)備機(jī)器的開機(jī)時(shí)間，以此來進(jìn)一步降低電流量，其中有關(guān)于大功率耗電的設(shè)備循環(huán)泵以及氧化風(fēng)機(jī)，磨球機(jī)等，想要實(shí)現(xiàn)電力能耗方面的有效控制，需要在這幾方面著重注意。首先在步驟方面與脫硫脫氨優(yōu)化方式相同，需要根據(jù)每一種工況下風(fēng)機(jī)氧化以及循環(huán)來的相應(yīng)狀況精準(zhǔn)的記錄下來。通過對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的研究并優(yōu)化庫內(nèi)的工況數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)匹配，接著用曲線圖形的方式將最優(yōu)的電流與設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行展示。但同時(shí)值得注意的是能源消耗方面的運(yùn)行庫更新，通過機(jī)器學(xué)習(xí)的算法來進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行保障，與以上同步，在輸出時(shí)也需要將所設(shè)計(jì)的曲線進(jìn)行展示，來進(jìn)一步支持現(xiàn)場的工作狀況。

3.3 在電力故障檢測方面的應(yīng)用

在電力供給中出現(xiàn)無法及時(shí)有效的監(jiān)測出所存在的故障將會(huì)為電力整體造成巨大的損失，因此必須要保證電力供給的穩(wěn)定性。在此實(shí)時(shí)對(duì)所運(yùn)行的電力設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的健康檢查是非常重要的，以此可以及時(shí)對(duì)一些存在隱患的設(shè)備發(fā)出預(yù)警，以及有問題的設(shè)備發(fā)出警報(bào)，進(jìn)一步輸出設(shè)備健康的情況數(shù)據(jù)報(bào)告，也可以為設(shè)備的安全運(yùn)行提供保障。電力企業(yè)為了確保電力設(shè)備運(yùn)行的安全性也采取了相應(yīng)的措施，但并沒有起到想要的效果，隨著電力領(lǐng)域的不斷發(fā)展仍然存在許多不足之處。通過引入電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)開發(fā)對(duì)一些不足之處通過準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)進(jìn)行了相應(yīng)的補(bǔ)充與解決，通過對(duì)檢測設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效記錄，并觀察他是否在正常范圍之內(nèi)，以此來對(duì)故障作出診斷。主要通過電力環(huán)保大數(shù)據(jù)的平臺(tái)來進(jìn)行電力故障的檢測，首先是以設(shè)備的型號(hào)為依據(jù)，將設(shè)備進(jìn)行一定的劃分接著從各種不同的電廠，歷史數(shù)據(jù)中去找到關(guān)于相應(yīng)設(shè)備類型的全部運(yùn)行數(shù)據(jù)，其中這些應(yīng)用數(shù)據(jù)需要將出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，將剩下的有效數(shù)據(jù)導(dǎo)入到hadoop平臺(tái)，將設(shè)備的狀態(tài)分為正常、警報(bào)和出現(xiàn)故障三個(gè)部分，將各種狀態(tài)都在故障信息庫中進(jìn)行記錄，之后按照相應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行健康狀況進(jìn)行相應(yīng)測評(píng)，但電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)的實(shí)效性很強(qiáng)，因此必須要對(duì)數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行及時(shí)的更新。

4 結(jié) 語

我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大趨勢進(jìn)一步推動(dòng)了電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)開發(fā)及智能的運(yùn)用，通過對(duì)電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)的合理應(yīng)用可以對(duì)電廠的設(shè)施以及生產(chǎn)過程進(jìn)行有效優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)資源與能量資源的消耗，也保證了電力的穩(wěn)定性。但在使用的過程中要注意對(duì)電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)的及時(shí)更新，根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境對(duì)其進(jìn)行良好的應(yīng)用，推近電力領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。