一、立项背景

华电集团公司在实施创新驱动战略的背景下，立足集团水电企业现状提出了“水电提效计划”。集团公司开展水电远程诊断平台（以下简称“平台”）建设工作，是夯实水电厂（站）安全基础和依靠科技进步、科技创新推进水电机组状态检修的根本要求，也是水电厂建立本质型安全企业的基础保证。

二、主要做法

该项目建立了水电机组远程监测和诊断分析系统平台。平台为水电机组的设备状态监测、诊断分析、状态评价、性能考核与评估等工作提供信息化支持，为水电企业状态检修决策、生产运行管理提供数据支持。平台满足水电机组远程诊断标准化的需求，同时，也为南自公司产品适应未来水电远程诊断的市场而提出。

平台实现了水电厂设备状态监测数据、运行数据、基础数据信息的采集、汇聚、存储、管理功能，基于此提供水电机组设备状态监测与诊断分析功能，并对指标、诊断、维修三大应用主题进行了整体规划。

平台由数据采集层、数据存储层、服务层、业务应用层、展现层组成。数据采集层主要采集计算机监控、振摆在线监测、电能量、变压器在线监测等系统的数据。采集到的数据经过电厂标示系统编码后存入数据平台，以结构化数据、非结构化数据、消息数据、平台基础数据等分类进行存储。KDP数据平台提供统一的数据访问接口服务，该服务提供了基于Restful和WebService两种模式的数据接口，服务层和信息展示层都是通过该接口来实现数据访问功能，解耦业务层、信息展示层和数据存储层之间的关系。服务层的报表引擎、日志服务、统计运算、实时计算、专业诊断、流程引擎、消息服务、权限服务等模块均通过数据交换访问KDP平台数据。业务应用层包含综合信息模块、状态监测模块、能效分析模块、故障诊断模块、运行优化模块、检修决策模块、系统管理模块。用户可通过浏览器接入系统。

三、主要科技创新点

① “水电站设备健康状态评价方法及系统”：水电站设备健康状态评价方法研制了水电站设备健康状态评价模型，结合关键部件的特征数据、预设的规则、设备的诊断状态，利用优先级算法对机组健康状态、设备状态进行评定，实现更精确的评价。

② “一种水电机组状态检修决策方法及系统”：研制了基于水电机组的状态检修决策模型，从机组运行数据中获取机组状态参数，进而指导检修决策。

③ “一种不同工况下水电机组部件运行数据分析方法及系统”：根据不同工况，将历史运行数据分成若干集合，找出各集合中历史运行数据的最大值和最小值，计算各集合历史运行数据的平均值，计算各集合历史运行数据的标准差，根据最大值、最小值、平均值和标准差，获取各集合中数据分布的范围，采集水电机组部件的实时运行数据；判断实时运行数据是否在对应工况的数据分布范围内，若在，则该数据处于正常状态，否则实时运行数据存在问题，水电机组存在故障风险。该方法简单、分析数据快， 不存在分析结果滞后的问题，便于及时发出风险报警。

④“基于水电站远程诊断平台的诊断报告补录方法及系统”：基于开源报表系统技术，开发了基于水电站远程诊断平台的诊断报告补录方法，实现了按照日报、周报、月报、年报等多种报告模式，动态生成状态评价报告、故障诊断报告、能效分析报告等远程诊断平台的关键报告。

⑤ 基于KKS的KDP数据平台：数据平台直接与关系库、实时库进行交互，其它模块只需与数据平台进行交互，而无需关心数据的存储方式。数据平台对外提供 Restful以及基于Soap的 webservice，服务丰富的查询接口。

⑥ 系统支持一厂一站和一厂多站等多种应用场景：科学合理的统计了机组在不同水头、不同负荷下的运行时间。根据故障停机起始时间判定规则，对故障停机及主保护动作进行判断，以便更好的进行机组状态评价。设计合理的年主汛期等效可系数，以便更好的对机组可用小时数等进行评价。

⑦ 该平台研发了一种趋势分析系统：该系统包括数据提取模块、数据分析模块、算法计算模块、趋势预测模块，数据提取模块负责从数据库中按一定的策略进行数据的读取并根据分析的需要进行预处理，数据分析模块对原始数据进行初步分析和基本数字特征描述，算法计算通过移动平均法、滑动平均法等方法对数据进行进一步计算，趋势预测模块使用柱状图、散点图、曲线图等图形展示趋势预测结果。该系统解决了及时、准确预警设备故障的问题。

⑧ 平台研制出了独有的能效状态评价方法：包括5个核心指标水轮机效率、机组导叶漏水率、机组耗水率、机组引水损失率、机组水能利用率。并利用这些核心指标对机组能效进行科学的评价。

⑨ 运行优化评价方法：该算法根据距离上次检修时间、开停机次数等各类统计指标对机组进行安全分析；根据机组容量、耗水率、水轮机效率、水能利用率、导叶漏水率、引水损失率等指标对机组进行经济评价；根据机组安全、经济评价结果判断出机组优先运行的顺序。

⑩ 故障诊断方法：进行数据的筛选和处理，建立故障与对应状态量的关联模型，分析故障特征之间的网状结构、数据结构，形成故障库和故障模型。

四、功能效果（益）

2017年度，水电远程诊断平台在贵州乌江渡发电厂、贵州东风电厂、福建池潭电厂和福建沙县城关电厂完成试点运行。按照华电集团2018年诊断平台推广工作安排，本项目在乌江公司、黔源公司、福建公司、云南公司、浙江公司和四川公司六个区域公司下辖电厂进行部署。

该项目是国内首套水电行业集主设备状态监测、能效分析、故障诊断、运行优化、检修决策为一体的远程诊断平台，并且已经成功完成了20多个项目的部署工作，已为公司带来4000万的合同额以及2000万的利润，2019年已有9个项目的推广需求，并向国际市场推广（柬埔寨额勒赛电站诊断项目），前景广阔。