中小水电智能管理服务云平台技术应用案例

来自 搜狐网 的图片

中小水电智能管理服务云平台技术应用案例水电为中国最早发展、最成熟的可再生能源，对国家完成国际减排目标有着举足轻重的作用。

目录

一、背景

1. 技术应用所属行业特点、机遇与挑战

水电为中国最早发展、最成熟的可再生能源，对国家完成国际减排目标有着举足轻重的作用。水电在中国经历了多年发展，总装机容量从1980年代约1000万千瓦，跃增至2017年的3.41亿千瓦。随着水电开发成本增加、可开发资源减少、弃水严重等问题影响，行业投资速度放缓，整体发展进入稳定发展期或成熟期。

2. 技术应用所解决的行业难点、热点问题，必要性及重要意义

另一方面，“厂网分开，竞价上网”，发电企业必须挖掘一切潜力，减少运行成本，才能在竞争中处于优势地位。目前我国水电站尤其是中小型水电站存在管理混乱、技术水平落后、设备设施老化严重等问题，发电效能逐年降低，甚至面临倒闭的风险。中小水电的运营管理问题是水电行业亟待解决的重要问题。

二、应用案例

1. 项目概述：

平台系统主要由三部分组成：

云层：采用云技术，将广域网或局域网内的所有硬件、软件及网络等系列资源统一起来。

传输层：以互联网为桥梁低成本打通电站与云层数据的联系，采用防火墙、隔离、加密、签名等手段，保障数据与系统安全。

现地层

1、计算机监控系统实现电站侧设备的自动化监控与管理。

2、视频系统实现电站运营场景的集中监视与巡查。

3、智能网关对接监控系统与云平台，同时实现电站的智能发电控制。

4、视频网关对接视频系统与云平台，同时实现运营场景的音频识别与视频识别。

2. 主要效益：

平台自2017年以来，已经实现了新华发电总部对50多座控股电站（涉及水电、风电、光伏发电、生物质能、电网等多个产业链）的集中管理，在维护电站投资方权益、社会公共利益方面起到了非常好的示范效应，对整个清洁能源行业健康良性发展方面也起到了积极作用。同时，还应用于区域和流域不同公司中小电站的集中智能管理，总体效果如下：

1、生产效率大幅提高

云平台可以通过使用云端对电站进行远程监控，大量地减少值班人员，至少可以减少60%以上，节省人力成本；同时对云端存储的电站大数据进行分析，可以优化机组出力，提高综合发电效率1%以上；电站故障报警系统直接和云平台的专家系统连接，故障发生时自动推送故障的解决建议和方案，框定故障关联的范围，减少平均故障处理时间25%以上；根据长期收集到的电站设备数据，定期给电站设备做体检报告，提示可能存在的故障隐患，至少减少后期的非计划停机时间30%。

2、产品不良品率大大降低

通过云平台存储的大量电站设备静态和动态数据，对数据进行挖掘和分析，提示设备的性能状况、使用寿命及检测时间，长期保持电站设备良好率，100%保证电力生产的安全和稳定。

3、能源利用率普遍提高

利用云平台对水情系统接入的优势，监视区域内水力资源发展情况，做好水力资源预测，优化水库调度，提升水力资源的利用率，减少弃水量15%以上。

4、实施多电站集中运维，电站运行费用大幅减少

借助云平台，可以实现流域或区域中小电站的集中控制和集中运维管理，实现了集中化、规模化、专业化运维，大幅减少单个电站的运维人员投入，使区域电站整体运维费用降低50%以上。

三、技术要点

本项目研发的水利电力智能管理服务云平台技术水平达到了国内先进水平。主要技术指标包括：

1、采用基于Redis的内存数据库及优化，按当前数据上传频率每10~30秒一次，读占比约10%，每个电站1500个点，可支持4万个电站实时数据读写。

2、基于HBase的历史库及优化，支持千万点数据高压缩存储，平均压缩比约12:1，一小时数据查询秒级返回。

3、基于微服务的Web框架及OS优化，每秒并发访问用户可达到2500且平均1秒返回结果，当前硬件和业务频度下可支持千万用户。

4、自主研发，内置Modbus、IEC104、IEC101、CDT等常用电力标准协议。

中小型水电站工业互联网平台以水电站为基础对象进行研发，同时兼顾光伏发电站、风力发电厂等自动化测控系统对象，通过将物联网、云计算、大数据、人工智能等信息技术引入到研究对象的信息化建设中，以满足研究对象在信息化建设方面投资成本低、建设周期短、易于维护、可扩展性强等需求。

主控层使用智能数据采集装置，通过标准电力协议接入监控系统或现地控制单元（LCU）及工业电视系统，将数据加密后传输到云层，并内置智能控制模块，以满足水电站检测、控制和执行的高实时性，避免数据分析和控制逻辑全部在云层，难以满足业务的实时性要求，而云层聚焦非实时、长周期数据的大数据分析，能在周期性维护，业务决策支撑等领域发挥特长，云层的大数据分析优化输出的业务规则也可以下发到智能数据采集装置，从而使得智能数据采集装置逐渐从联接向智能演进，在人工智能等新技术使能下，可能进一步发展为自治，即自主业务逻辑分析和计算，动态实时自我优化及执行，从而实现无人电站。

四、应用前景

1、促进经济发展

对分散的闲置资源和信息进行了整合和共享，以平台为纽带互联互通，提高了资源和信息的利用效率，促进了经济的发展。

2、有效降低中小水电运维成本

线上和线下相结合的运维托管模式，有效解决了运维成本高、管理水平低、招人难留人难等问题，通过集中运维管理，有效提高管理效率，通过线上系统应用，进一步降低运维人员投入。

3、解决行业数据孤岛现象

通过平台实现了数据的多方向流动、相互共享，有利于获取自身所需的数据，提升运营效率；同时数据可以在平台进行交易，扩展了营运的盈利规模。

4、促进行业进步、推动行业研发

实现设备信息共享，使用方和生产方直接对接，实时反馈质量和功能缺陷，便于及时改进、特殊定制；更好地融合供需双方，推动行业的健康发展和进步。大量应用数据共享，提供准确的研发、改进方向，推进了新产品研发的速度。

5、创造新的数据应用方向和模型

实时互联、数据共享，通过对数据进行深度分析与挖掘，创造出新的数据应用方向和模型。

6、劳动就业

通过企业需求和社会化服务资源的有效对接，提供新的服务岗位，解决行业服务人员就业问题；服务众包模式解决了企业运营管理问题，投资的积极性，促进行业良性发展。

7、促进行业转型升级

打破行业传统老旧的生产运营管理模式，提高了企业运营管理效率，倒逼整个行业转型升级，社会化大生产和大研发的普及，推动行业更好更快的发展。