新能源设备故障诊断及预警系统
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完成单位:中国三峡新能源(集团)股份有限公司
登记编号:ZSXC-2023-DL-1-128
登记年份:2023
发布时间:2023-06-29
兰金江、刘明哲、邱文举、苏正雄、柴兆瑞、王 允、严国斌、周 桐、梁 欣、吴建永、王 千、薛浩宁
1、成果简介
新能源设备故障诊断及预警系统(以下简称“预警系统”)实现了状态监测、健康管理、隐患排查为核心的一体化管理模式,通过对风电、光伏的健康状况管理,预防设备亚健康和性能劣化,减少设备低效运行,提升发电效益,促进电力生产管理工作的规范化、标准化和科学化。
预警系统利用人工智能、大数据和云计算技术,对新能源设备运维数据、环境预测数据进行收集、存储和深度挖掘,建立分析算法,实现新能源设备健康隐患的预测性分析。同时整合设备故障、设备告警等亚健康报警数据信息,通过多维度分析,进行设备健康度评价,定位设备亚健康根因。与生产管理系统无缝集成,自动触发工单,实时跟踪工单处理进度,直至亚健康状态消除,实现设备健康问题的闭环管理。
预警系统覆盖了三峡能源42座新能源电站,风力发电机组2000余台。截至2023年03月31日,三峡能源预警系统共触发预警事件1982台次,涉及16个省份,41个电站,943台机组。预警工单结单率达到93.59%,已结束工单准确率达到72.43%。据不完全统计,该项成果已创造潜在收益约700万元。
2、主要创新点
1、解决海量数据快速采集问题。系统将通过集控系统获取各场站的运行数据构建工业互联网平台,涉及发电设备测点达到1200万点,数据采集频率均为秒级采集,数据采集程序采用了多节点,多通道,统一配置的方式实施。
2、解决数据采集存储时间延迟问题。系统提供了数据全局对齐的方式解决数据时间不一致问题,即数据采集入库前,先对所有的测点进行对齐处理,确保相同时刻内均有数值,数据对齐后,将数据统一写入到平台内,供业务系统应用,实现数据分析、计算的准确性。
3、解决海量数据处理问题。系统采用Hive来进行数据的整理统计,而单步处理数据即使是Hive也有很高的时延,最终采用Hive集群进行分步处理,极大地缩短了计算时间,最终将处理结果跨服务器存入MySQL数据库,并进行数据关联,最终实现了越线数据的可视化。
4、解决集控SCADA数据利用数学模型算法转化为预警信息的问题。利用三峡能源集控系统的生产实时数据,预警系统建立模型算法,对三峡能源设备健康隐患的提前报警,产生工单信息。同时通过提供亚健康状态信息展示管理系统,对亚健康状态信息进行汇总展示。信息通过数据接口自动在三峡能源电力生产管理系统触发缺陷工单。
5、完成相关机组预警模型的开发与经验积累。完成风力发电、光伏发电涉及的设备健康度管理模型与事件预警,目前已部署的风机模型为25个,光伏模型为4个。
6、开发一系列API接口,实现系统间数据标准化交互。API接口开发中,采用了全新的前后端分离模式。接口定义遵循RESTful规范,采用面向对象设计思路,以业务实体资源路径映射(URL地址)对外提供对象操作接口,通过HTTP协议的GET、POST、PUT、DELETE方法对应业务实体对象的获取、新增、修改、删除等动作。