尹洪飛，王榮昌，孫志宇，郝高偉，許炳先

華電萊州發(fā)電有限公司，山東煙臺，261400

0 引言

智能電廠多源數(shù)據(jù)服務共享平臺結(jié)合電廠企業(yè)的實際需求，對電廠數(shù)據(jù)進行管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的高度共享，從而提升電力企業(yè)的管理效率和服務水平。數(shù)據(jù)共享的最終目的是跨越時間和空間上的限制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的高度共享。西方發(fā)達國家對于數(shù)據(jù)共享服務平臺的研究較早，智能電網(wǎng)的發(fā)展也較為成熟，利用信息技術(shù)對電網(wǎng)設備進行科學管理和分析。我國關(guān)于智能電廠多源數(shù)據(jù)共享服務平臺的研究起步較晚，由于企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)管理和流通范圍較為局限，無法形成有效的信息互通和數(shù)據(jù)共享，產(chǎn)生了信息孤島現(xiàn)象。不同城市的電網(wǎng)管理水平差距較大，不利于電網(wǎng)智能化管理的普及應用。隨著我國電網(wǎng)規(guī)模以及智能化需求的不斷增加，在智能電網(wǎng)的發(fā)展過程中，逐漸開始重視數(shù)據(jù)共享服務平臺的設計與應用[1]，因此，本文基于電廠大數(shù)據(jù)集中化管理視角，對電廠多源數(shù)據(jù)共享平臺進行研究。

1 智能電廠大數(shù)據(jù)平臺特性評價

智能電廠多源數(shù)據(jù)共享平臺的設計能夠有效促進電網(wǎng)智能化的發(fā)展，通過大數(shù)據(jù)平臺整合信息資源，將海量數(shù)據(jù)信息進行分類匯總，并且進行數(shù)據(jù)分層、壓縮處理，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速檢索，為電力企業(yè)的發(fā)展決策提供技術(shù)支持，幫助電力企業(yè)提升經(jīng)濟效益。

1.1 智能電廠多源數(shù)據(jù)的來源

智能電廠數(shù)據(jù)來源主要分為電廠設備生產(chǎn)數(shù)據(jù)和運營數(shù)據(jù)。其中電廠設備生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括：設備運行狀態(tài)信息、故障信息和損耗信息等；電廠運營數(shù)據(jù)包括日常運營管理數(shù)據(jù)。電廠在日常營運過程中，由于多種業(yè)務的復雜交集，會產(chǎn)生大量的業(yè)務數(shù)據(jù)信息，通過綜合分析，提取有價值的數(shù)據(jù)，可以幫助企業(yè)管理者制定行之有效的發(fā)展策略[2]。

1.2 多源數(shù)據(jù)共享平臺的關(guān)鍵技術(shù)

智能電廠多源數(shù)據(jù)共享平臺關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)據(jù)集成技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)、數(shù)據(jù)整合技術(shù)等。在電廠智能化升級過程中，隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大，發(fā)電機組設備增加，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息隨之增加，在數(shù)據(jù)集成的過程中需要綜合考慮各種因素，并且結(jié)合多種技術(shù)來實現(xiàn)智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的集成。數(shù)據(jù)分析技術(shù)結(jié)合電廠運營的實際需求，提供電廠設備狀態(tài)信息、方位信息、環(huán)境信息、數(shù)據(jù)報表等，為電廠管理人員提供智能化服務。數(shù)據(jù)整合技術(shù)包括電廠數(shù)據(jù)的格式處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，通過數(shù)據(jù)整合處理技術(shù)可以實現(xiàn)對電廠數(shù)據(jù)的入庫管理，真正意義上實現(xiàn)電廠數(shù)據(jù)的資源共享。該平臺將不同來源、格式、特點和性質(zhì)的數(shù)據(jù)進行整合。在此過程中，數(shù)據(jù)共享并不延續(xù)傳統(tǒng)合并+轉(zhuǎn)換管理模式，而是降低異構(gòu)性和處理差異性，建立一體化的數(shù)據(jù)平臺，將各個系統(tǒng)中不同類型數(shù)據(jù)，通過技術(shù)手段進行連接，實現(xiàn)統(tǒng)一訪問、統(tǒng)一授權(quán)等機制，避免對數(shù)據(jù)的重復收集和整理，降低平臺開發(fā)成本。

2 多源數(shù)據(jù)共享服務平臺結(jié)構(gòu)設計

多源數(shù)據(jù)共享服務平臺的實現(xiàn)可以給電力企業(yè)提供方便快捷的數(shù)據(jù)服務，實現(xiàn)在線查詢、編輯、資源共享等功能，為電廠的智能化管理、電力企業(yè)的決策分析提供科學依據(jù)。平臺的設計采用模塊化設計，功能性滿足電廠智能化管理的需求。

2.1 設計原則

多源數(shù)據(jù)共享平臺的設計需要符合安全性、擴充性、維護性等原則，因此，其穩(wěn)定性、安全性是確保電廠日常運營穩(wěn)定性的核心要素?，F(xiàn)階段，我國電廠智能化管理進程正在逐步推進，以往電廠自動化系統(tǒng)基本都屬于獨立運行，各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)共享傳輸，受網(wǎng)絡環(huán)境、技術(shù)框架等因素影響，多源數(shù)據(jù)共享平臺設計過程中需要充分考慮各種影響因素，例如：網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫、傳輸協(xié)議、兼容性等。由于存在脫機處理和獨立運行的情況，平臺容錯預防手段采用冗余處理技術(shù)，采用主機備份、網(wǎng)絡備份、數(shù)據(jù)多種備份、存儲設備備份等技術(shù)，從而確保平臺在單點故障情況下正常工作?？瑰e的主要手段是程序設計時，充分考慮各種可能的異常損壞情況，保證在錯誤情況下能夠降級運行。此外，多源數(shù)據(jù)共享平臺需要有較好的可擴充能力，有效應對電廠業(yè)務發(fā)展的需求，保證平臺具有良好的發(fā)展性是評價多源數(shù)據(jù)共享平臺的關(guān)鍵因子。平臺需要具備良好的人機交互界面，操作簡便，最大限度地降低學習成本。在電廠管理過程中，除專業(yè)技術(shù)運維人員外，還包括一線工作人員，簡潔的操作界面和良好的維護性，可以被更多人所接受，從而進一步擴大平臺的適用范圍[3]。

平臺的運行包括發(fā)電、輸電、配電、變電等多個環(huán)節(jié)，通過數(shù)據(jù)交換中心實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)之間的數(shù)據(jù)交換和共享。智能電廠多源數(shù)據(jù)共享交換平臺建立良好的數(shù)據(jù)管理機制，對采集后的數(shù)據(jù)進行有效的管理。此外，智能電廠多源數(shù)據(jù)服務共享平臺提供遠程維護功能，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程修改程序，遠程監(jiān)控運行情況，各模塊提供完善、準確、友好的用戶維護手冊，平臺維護可形成維護記錄。因此，智能電廠多源數(shù)據(jù)共享平臺的設計實施，需盡最大可能節(jié)省項目投資，提供電廠業(yè)務需求的功能模塊。

2.2 架構(gòu)設計

多源數(shù)據(jù)共享平臺是實現(xiàn)電廠智能化管理的重要組成部分，該平臺管理著廠內(nèi)各類數(shù)據(jù)資源，通過對海量數(shù)據(jù)信息的分析利用和深度挖掘，獲取有效信息，提升企業(yè)的決策精準度。多源數(shù)據(jù)共享平臺通過目錄服務可以將分布在不同服務器上的數(shù)據(jù)資源進行精準定位，提高數(shù)據(jù)的集成管理效率，為用戶提供訪問所有信息資源的單一入口，方便用戶訪問。平臺目錄系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)目錄、服務目錄和應用目錄三種不同的類型，以達到為應用系統(tǒng)提供全面支撐的能力。用戶想要獲取相應的數(shù)據(jù)資源，可以通過導航模塊的服務選擇對應的資源。導航模塊是根據(jù)資源目錄樹來產(chǎn)生和動作的，因此，需要向用戶應用提供獲取資源目錄樹服務，應用平臺獲取目錄樹后，可以按照自己獨特的方式展現(xiàn)目錄樹，也可以使用平臺提供的構(gòu)件化的導航組件。

智能電廠多源數(shù)據(jù)共享平臺直接與生產(chǎn)設備關(guān)聯(lián)，主要提供設備的運行實時數(shù)據(jù)信息，同時也是其他子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互基礎(chǔ)。廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)是基于生產(chǎn)過程信息實時/歷史數(shù)據(jù)庫，以通信方式采集電廠生產(chǎn)過程DCS、PLC等自動化系統(tǒng)的過程參數(shù)。管理信息系統(tǒng)是按照電廠的生產(chǎn)建設周期，分為基建期和生產(chǎn)期兩部分?；ㄆ诘闹攸c是實現(xiàn)工程項目安全質(zhì)量目標和進度的優(yōu)化平衡；生產(chǎn)期以安全、經(jīng)濟運行管理為重點[4]。各應用子系統(tǒng)主要提供結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)信息。視頻監(jiān)控系統(tǒng)是采用嵌入式的“網(wǎng)絡視頻服務器”，實現(xiàn)從監(jiān)控點前端、監(jiān)控中心、監(jiān)控工作站的數(shù)字化處理。它主要提供視頻圖像、圖片及音頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。此外，該平臺可以對實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)分析處理，實現(xiàn)不同設備和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集，深度挖掘數(shù)據(jù)信息，為電力企業(yè)的發(fā)展和決策提供理論依據(jù)。多源數(shù)據(jù)共享服務平臺總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 多源數(shù)據(jù)共享服務平臺總體架構(gòu)

多源數(shù)據(jù)共享服務平臺總體架構(gòu)分為應用層、服務層、業(yè)務數(shù)據(jù)庫層。應用層包含智慧運行系統(tǒng)、主機風險監(jiān)控，針對電廠數(shù)據(jù)信息，在支持數(shù)據(jù)庫過程中展開數(shù)據(jù)的實時收集。服務層實現(xiàn)了應用層和業(yè)務數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)傳輸，運用多種數(shù)據(jù)分析模型，對監(jiān)控工作站的數(shù)據(jù)進行檢測，確保數(shù)據(jù)的準確性和完整性。業(yè)務數(shù)據(jù)庫是多源數(shù)據(jù)共享平臺數(shù)據(jù)存儲和分析的核心，可以按照數(shù)據(jù)的不同來源和格式進行存儲，對海量信息進行分析和整理，并且可以對數(shù)據(jù)進行深度挖掘。按照數(shù)據(jù)的特征尋找對電力企業(yè)發(fā)展有重要幫助的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息進行沉淀、封裝、構(gòu)建數(shù)據(jù)資源的共享服務中心[5]。數(shù)據(jù)庫具有龐大的存儲空間，能夠?qū)崿F(xiàn)電力企業(yè)海量數(shù)據(jù)的分析處理、壓縮和數(shù)據(jù)存儲，支撐電力企業(yè)更高效的數(shù)據(jù)共享應用。

2.3 功能設計

智能電廠多源數(shù)據(jù)共享服務平臺的信息展示功能可以通過信息展示服務對電廠設備數(shù)據(jù)信息進行集成瀏覽和展示，并且根據(jù)數(shù)據(jù)信息進行精準定位，實現(xiàn)圖表與實體屬性的相互對應。信息展示功能包含數(shù)據(jù)瀏覽器和定位功能，數(shù)據(jù)瀏覽器用于將電廠運營過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以圖表形式展示在客戶端。圖表中的行對應著數(shù)據(jù)庫中相應的數(shù)據(jù)記錄，列對應數(shù)據(jù)表中的字段，具體包括電廠設備運行信息的瀏覽和定位、電纜線路的信息的瀏覽和定位、開關(guān)信息瀏覽和定位等，再加上平臺人性化的人機交互界面可以為電廠工作人員的維護管理操作提供簡單的操作途徑[6]。

多源數(shù)據(jù)共享平臺的管理功能包括操作人員的權(quán)限設定、人員增加、部門管理等模塊。普通用戶與部門、權(quán)限三者之間是一對一的關(guān)系，即用戶對應部門，部門對應權(quán)限。普通用戶可以進行數(shù)據(jù)的編輯、采集、整理以及提交內(nèi)容審核等。管理員可以兼具其他部門的權(quán)限，實現(xiàn)功能設定、數(shù)據(jù)管理以及權(quán)限的維護等工作。

此外，平臺設計信息類別管理、數(shù)據(jù)庫備份、數(shù)據(jù)還原接口、生產(chǎn)數(shù)據(jù)和運營數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能。在數(shù)據(jù)庫管理模塊中，為用戶提供完好的數(shù)據(jù)導入、導出機制，可以將數(shù)據(jù)庫備份到本地或者服務器中，確保數(shù)據(jù)的有效性和完整性。統(tǒng)計模塊中，提供用戶登錄的信息記錄，管理員可以根據(jù)用戶登錄日志，查看是否存在非法侵入的狀況，有效提升平臺運行的安全性。

3 多源數(shù)據(jù)服務共享平臺的應用價值

智能電廠多源數(shù)據(jù)服務共享平臺的設計與實現(xiàn)，將會提升電廠管理的智能化水平，對電力企業(yè)的增效、增收有著積極的促進作用。在現(xiàn)代技術(shù)的推動下，通過信息資源的有效開發(fā)和整合，為電力企業(yè)的戰(zhàn)略決策提供依據(jù)。

平臺依托配置管理設計理念，構(gòu)建行業(yè)領(lǐng)域模型更快捷，讓智能電廠多源數(shù)據(jù)服務共享平臺對數(shù)據(jù)管理更為靈活；采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、統(tǒng)一設備模型體系、統(tǒng)一數(shù)據(jù)計算框架體系等整體設計體系，促使多源數(shù)據(jù)服務共享平臺，從數(shù)據(jù)接入到數(shù)據(jù)計算、存儲，會更加規(guī)范、高效[7]。積累型知識庫設計理念能夠保證知識傳承并且在企業(yè)內(nèi)部快速共享。此外，平臺設計初期將充分考慮后續(xù)二次開發(fā)的兼容性，平臺提供各類應用開發(fā)組件，可供開發(fā)人員進行拓展功能的對接；平臺具備功能集成自定義發(fā)布，管理員可通過簡單的定義和鼠標拖放，以可視化界面的方式集成外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機技術(shù)的快速發(fā)展，促進了電廠大數(shù)據(jù)平臺的實施，實現(xiàn)了電力行業(yè)的信息化、智能化管理。智能電廠的多源數(shù)據(jù)共享平臺采用一體化大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)，將多源數(shù)據(jù)整合在一起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合分析和應用。多源數(shù)據(jù)共享平臺通過模塊化設計，便于功能拓展，降低電廠運營成本，為電廠的信息化管理、業(yè)務拓展提供技術(shù)支持。