集控大數據平臺在新能源行業的應用

馬生瓏

摘要：隨著技術發展，新能源場站運行管理也呈現數字化、智能化趨勢，通過構建集控大數據平臺，極大改善場站運行管理現狀，使得場站智能運維得以實現。本文簡要分析傳統新能源場站面臨問題，并對集控大數據平臺的構建、功能及應用效果進行具體研究，旨在促進新能源發展。

關鍵詞：集控大數據平臺;新能源行業;應用

要想打破傳統分散、低效的新能源場站運行管理模式，需借助信息、大數據等技術手段，建立起具備場站實時監測、故障預警、遠程控制、安防通訊等諸多功能的集控系統，可將場站管控策略由“消”轉向“防”、“預”為主，提高場站設備運維效率，使場站精益化管理目標得以實現。

一、傳統新能源場站面臨問題

在不斷發展中，新能源場站規模持續增長，但也帶來監測管理上的難題。因新能源特點決定了，其在地域分布上較為分散，且點多路遠，運維管理難度大。而且就不同場站而言，其裝機規模差距較大，再加上人員配給有限，多數情況下設置復合型崗位，人員專業性并不突出，不便于專業培訓、技術交流等開展，新能源場站管理隊伍素質難以提升。

二、新能源集控大數據平臺構建

（一）實時數據采集接入

在風電場集控系統中，首先要針對各風機部件，合理布設監測元件，獲取機組功率、軸承溫度等狀態數據，然后將其接入到實時數據庫。集控平臺通過Kafka集群獲取到相應數據，然后將其傳輸至后續的實時流處理流程（SparkStreaming），在特定規則下完成數據過濾。而且Kafka集群在實用中還具有擴展優勢，對場站規模的增長可較好適應。最終，在完成風電場實時數據采集后，將接入到數據分析平臺，進行深度的性能分析。

（二）數據分析平臺

在風電場發展中，其數據規模急劇增長，并且有大量多態、異構數據存在，這就要求集控系統具備全量數據分析的功能。在該平臺的設計中，采取開源設計的模式，不僅可滿足各類數據接入需求，還兼具預處理、數據轉化等作用，可實現風電場數據流的實時處置，較好的適用于風電場集中管控業務。同時，利用H2O、Python等工具，該平臺還能挖掘風電場歷史運行數據，并且通過建立全量數據模型，場站數據分析將更為全面，此外，在數據分析平臺中，還采取并行計算的策略，對集群運行的風電場，可提高更優質的數據分析服務，使場站管理也更為高效。

（三）可視化展示平臺

在風電場集控系統構建中，可視化是其基本功能需求，可提升場站運行運維效率。但在以往可視化方案中，主要采用固化主題分析圖表，而由于場站運行數據規模增長，其不再適用于集中監控可視化展示?？梢暬故酒脚_的構建，需要具備更多指標主體，并且還能為用戶提供自主定義的空間，進而滿足場站數據多元化展示的需要，提高集控系統使用價值。在以往可視化平臺中，其指標、數據模型的構建相對固定，所產生的分析報表也不夠靈活，若需求變更，很難對可視化展示內容進行及時修改。而且，在可視化平臺構建時，還要適用不同業務系統下的多個數據源，并且面對風電場海量數據，需強化其數據分析能力。

三、集控大數據平臺具體功能

（一）風場運營指標分析

在風場實際運營中，為更好的輔助管理，通常設計有KPI指標體系，將其與風機運行信息充分結合，并通過大數據網絡，可將指標信息呈現給風場管理層，方便風電場運營管理決策制定。同時，風機性能參數等，也可借助大數據平臺，以數據報表的形式，實時、直觀的提供給風電場運行監控人員，可使風場管理更為高效、透明。

（二）分析機組可靠性

由于風電場集控系統，具備歷史數據分析功能，可獲取不同機組的故障頻次、維護記錄、運行時長等數據，并用于機組可靠性分析，對風場運維管理很有幫助。

（三）故障損失電量分析

在該平臺中，設計有風機故障統計及分析模塊，可依據損失電量、電價等相關數據，建立其分布曲線，以便深入分析風機故障的時間規律及損失狀況。

（四）機組狀態預警功能

通過搭建大數據集控平臺，對于監控范圍內的各個新能源場站，可準確獲取其機組狀態，并對其進行健康評測，對機組故障做到準確的預警。風力機組故障前，其監測數據會有所變化，并符合一定規律，借助大數據分析，可提高機組故障預警準確率。

（五）成本指標的應用

為提高風場運行經濟性，需要對其成本加以統計，而人工表格統計的方式，很難適應大規模風電場成本管理。而在集控大數據平臺中，可實現風場成本數據集中存儲，還能根據工單情況，有效記錄備件消耗，方便場站運行成本分析。同時，通過集控平臺獲取風機備件使用表單，可發現不同備件的消耗占比，進而合理調整風機備件采購計劃，減少庫存成本。此外，借助集控平臺，還能準確獲取風場效益率指標，依據發電量、成本、投資等數據，對場站效益進行計算。

（六）其他智能化應用

在風電場集控系統中，還可接入各類智能化設備。一是移動智能終端設備，風電場運維人員，通過手持終端，可實時獲取場站集控系統派單，使場站運維更為靈活，并且風電場故障處置也更為及時，大大提升場站運維效率，但要解決偏遠風電場的信號問題。二是智能眼鏡，技術手段的進步，使得新能源場站運維呈現智能化趨勢，利用智能眼鏡，可實現風電場運維現場的遠程監控及指導，因其具有圖像實時回傳功能，使得遠程指導更為靈活，顯著提升運維效率。

四、集控大數據平臺應用效果

（一）實現集中管理與精準運營

在新能源場站管理中，借助集控大數據平臺，統一了風機運行數據標準，建立起具體的指標體系，信息資源得以有效集中，使得各場站管理不再分散。同時，在大數據加持下，場站機組故障缺陷可精準預測，對場站故障原因也能有效挖掘，場站故障處置更為準確和高效，減少運維時間及成本損耗，提高新能源場站運營效益。

（二）簡化人員配置，提升運維效益

為改變新能源場站維管隊伍臃腫的局面，開發了場站集控系統，使得生產組織機構得以優化，而且“大運維”理念得以落實，新能源場站運維成本降低，并且復合型崗位問題得以改善，專業化水平有效提升。

（三）實現場站智能監控

借助于集控平臺以及各類場站智能化應用，可滿足場站遠程監控的功能性要求，降低新能源場站對人員值守的需求，無人或少人值守成為常態，場站設備管控更為智能、高效。同時，也改變新能源場站管理模式，使得生產指揮、安全技術、物資儲備等管理板塊劃分更為清晰，提高場站整體管理水平。

（四）場站安全性顯著提升

在進行集控平臺的構建中，還根據需求接入了消防、視頻監控等系統，可實時觀測場站內運行設備，通過多點布設，還能實現無死角監控，可減少現場運維工作量，并提高場站設備運行安全性。同時，還可實現消防警報的及時、自動上傳，降低新能源場站火災危害。

（五）報表功能更加完善

要想準確把握新能源場站運行狀況，需要獲取各類相關報表，但在集控大數據應用前，仍主要依靠值班人員，場站運行報表質量及時效性難以保障。而在該平臺中，報表系統更為完善，可根據不同指標需求，自動生成場站運行數據報表，并賦予不同的權限，保障集控平臺報表數據安全。

五、結束語

綜上所述，伴隨新能源產業發展，對其運維管理有更高的技術性要求，為打破分散、低效的管理模式，本文構建了場站集控大數據平臺，具備場站指標分析、機組狀態預警、遠程監測控制等功能，實現了集中管控與精準運營，場站管理效益顯著提升，推動新能源場站管理的智能化發展。

參考文獻：

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