运行设备数据分析工作困扰南方电网调峰调频公司广州蓄能水电厂运行部已久。
从前，运行人员为了掌握生产设备运行性能的变化趋势，及时发现影响设备稳定运行的隐性缺陷，减少缺陷对生产指标的影响，常常需要对反映运行设备的健康状况的数据进行分析。然而由于缺乏数据分析工具，所有的数据分析工作只能依靠人工完成。面对海量数据，运行人员往往只能采用随机选点和等采样周期选点的办法来遴选部分设备的数据“代表”进行分析，每项数据分析工作需花费参与人3~5小时才能完成。每年也只能开展12~13项专项数据分析工作。即便如此，也占用了部门大量的人力资源，数据分析的有效性也存疑。
据统计，当时整理数据所用的时间占工作总花费时间达70%，计算及整理数据则占用20%的时间，使得最后最关键的用在数据分析的时间仅有10%。此外，大型抽水蓄能电厂生产运行设备数量和品类较多，生产运行设备产生的数据量也特别大。同时，由于缺少专业统计数学的支持，所用的平均值、最大值、最小值等统计指标也存在无法反映统计样本概率分布的问题。
该厂运行值班员张豪于2015年首次提出运行设备保压性能状态分析技术——“三未”设备普查技术以及概率密度等指标分析方法，并利用工余时间通过职工技术创新自主研发了专用分析软件。改进后的技术弥补了过去依靠人工统计无法处理大数据的不足。并在部门的帮助下，梳理了运行大数据管理的策划、执行、检查、回顾方面的工作，借鉴PDCA的管理模式进行各环节的闭环管理。
图为职创项目组成员讨论研究软件功能设计
得益技术改进和管理改革，2015年职创成果应用以来，运行人员曾十余次提前发现隐形缺陷，预先发现设备隐性故障，由此提高设备可靠性而产生的年经济价值不可估量。运行部实现了调速器等十余个关键系统的数据分析功能，分析工作只需一人即可完成，而所用时间仅为过去的1/2，分析的数据量则为过去的十万倍以上，并可获取可视化程度更高的趋势图和指标分析及异常数据报表。同时，规避了超过相关规定周期而长时间未操作、未维护、未轮换的“三未”设备风险。相关成果和应用得到了行业的认可和肯定，2017年张豪所在的研究团队被授予了第六届全国电力行业设备管理创新成果奖一等奖。
广州蓄能水电厂运行数据分析工作为后来的大数据技术在运行实时数据分析应用提供了宝贵的经验。受限于2015年开发条件，当时的数据分析软件仅能分析线下离线下载的数据，扩展性及功能移植性未达到大数据平台的应用水平。考虑到运行设备隐性缺陷的发生具有一定概率性，线下分析已成为制约大数据在生产运行应用的瓶颈。线上自适应自动进行的运行数据分析预警技术越来越受到调峰调频公司生产技术人员的关注。
2018年，南方电网调峰调频发电有限公司决策启动《基于云计算的可定制专家策略和机器学习融合应用的监控数据分析与处理技术平台研发》科技项目工作。技术中心启动开展相关工作，2019年调峰调公司成立了智能水电厂科研团队，其中大数据专业组也成为了该科技项目的技术攻关力量。项目实施中，面对调峰调频公司下辖各电厂大量纷繁数据分析需求，项目团队潜心苦研，一条条、一遍遍梳理设备状态监测计算要求、重点监测对象和监测方式。最后算法和设备维度引起了团队的关注，项目团队根据算法和设备维度成功设计了通用的监测分析策略模块及其推送显示模块，并在调峰调频公司设备状态监测分析管理系统第一期规划建设的基础上，分层搭建了专用于状态监测系统分析的云计算平台，为前端的应用提供重用服务和重用数据，也为全公司生产技术人员搭建了生产实时数据的“数据加工工厂”。
项目团队也为调峰调频公司生产技术人员提供了一款零代码的敏捷开发工具。生产技术人员运用该工具，通过简单的五步配置就可以轻松打通监控系统数据到数据分析门户的“最后一公里”，实现设备状态评估、运行趋势分析、智能预警等状态监测数据分析功能。研发搭建了基于瓦温数据、振动数据、运行事件记录数据的机器学习模型，为安全生产提供了相关预警分析数据服务。运行设备“健康体检”从此可以随手可得。
图为零代码的敏捷运行数据开发工具
据了解，《基于云计算的可定制专家策略和机器学习融合应用的监控数据分析与处理技术平台研发》科技项目团队成果丰富。2018年至2020年间，正式出版了1本《水电厂运行设备开关量分析管理技术》专著，申请了软件著作权2项，申请了14项发明专利，发表了15篇高质量论文，其中Ei检索论文11篇，4篇核心期刊论文。项目中各项技术均为公司独有，自主可控。相关成果曾获得了2项国际奖，为国争光。
图为专著《水电厂运行设备开关量分析管理技术》
图为项目负责人张豪获第22届亚太电协大会最佳作者奖
图为项目成员获2019年第三届国际电气与能源大会（2019 IEEE 3rd International Electrical and Energy Conference）最佳论文奖
征程万里风正劲，重任千钧再奋蹄。当前云大物移智等新兴技术已得到学术界和工程界的广泛认可，并展露出了其在提高生产经营效益的重要作用。然而值得注意的是，这些技术对于大型企业来说，并不是引进某个平台，亦或是引进某个软件工具就可以立即实现价值。漫漫数据路，拳拳工匠情，还需要一代代工匠将这些技术与具体的业务结合，久久为功，踏石留印，在本地化落地中不断实现大数据的价值。
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