互联网+下电站设备远程诊断系统研究

李立伟（1.上海电气电站服务公司，上海 201600；2.上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240）

互联网+下电站设备远程诊断系统研究

李立伟1.2
（1.上海电气电站服务公司，上海 201600；2.上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240）

本文首先分析了基于互联网的电站远程诊断系统的的建设可有效提升电厂对设备的运行及管理水平，并可扩展电站设备制造厂商的服务业务、提升设备设计水平，并指出电站远程诊断系统的定位与应承担的职能。在此基础上，对远程诊断系统建设的硬件架构与软件功能进行详细论述。

互联网+ 电厂 远程诊断 信息

国务院于2015年7月份发布了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，指出“互联网+”智慧能源主要包括四个方面：推进能源生产智能化、建设分布式能源网络、探索能源消费新模式、发展基于电网的通信设施和新型业务。在能源的生产领域，指导意见鼓励能源企业运用大数据技术对设备状态、电能负载等数据进行分析挖掘与预测，开展精准调度、故障判断和预测性维护，提高能源利用效率和安全稳定运行水平。

近几年来，国内各大电站设备制造厂商已逐步将发展战略从传统制造业向现代服务业转变。电站设备远程诊断平台的建设基于对电厂设备大数据的挖掘、整理与分析，为电厂提供设备的提前预警与故障诊断等服务，并进一步扩展了如远程技术培训及技术交流服务、备品备件联储电子商务服务、国际业务拓展服务、移动互联网宣传服务等符合“互联网+”内涵的全方位服务。

1 远程诊断系统建设目的及特点

1.1 远程诊断的目的

建设电站设备远程诊断系统，对电厂实现远程管理和诊断维护的管理模式，不但能够帮助电厂提高机组运行和管理水平，还能帮助电站设备厂商建立更有效、更科学的机组售后服务管理体系；全面提升企业的机组故障诊断和维护能力、机组大修和现场启停机指导能力，同时可以帮助电站设备厂商加快对产品设计、工艺和制造水平的快速完善，不断提高产品创新能力、盈利能力和竞争力，为进一步促进降本增效工作做出贡献，最终实现电厂和设备制造厂商双赢的局面。

1.2 远程诊断的特点

与传统的现场诊断相比，远程诊断具有以下几点特点及优势：消除了专家到达现场的地域差和时间差，快速反应，及时处理；利用网络优势，实现顶级专家汇聚，共同会诊；具备强大的数据库，随时调用；快速诊断故障设备，提高设备可靠性；降低计划性维修成本等。

2 远程诊断系统定位及职能

远程诊断服务中心是电站设备制造厂商实现从传统的设备服务向信息化服务延伸的重要平台，主要承担以下职能：

（1）实现电厂运行数据的采集、传输、存储、监测、预警和诊断分析等功能。（2）通过电站设备制造厂商远程监测及诊断分析平台，长期跟踪电厂运行参数，发现机组运行中与设计参数不符、运行状况不佳、可能存在的隐患，将结果及时反馈给电厂，避免和减轻非计划停机给电厂带来的损失。（3）基于长期运行数据的积累，通过电站设备制造厂商与电厂双方配合，进行系统性的定量分析、方案比较，提供最合适于电厂、定制化的运行优化建议，有效提高电厂运行水平和经济性。

（4）通过定期或不定期的报告、技术专家会诊的形式，提供最准确、及时的判断和建议意见给电厂，帮助电厂不断提高机组运行和管理水平。（5）基于远程数据监控及诊断平台数据，不断积累机组现场运行故障案例，逐渐完善专家诊断案例库，最终实现平台智能诊断功能。（6）基于长期运行数据的积累，总结分析同类型机组实际运行数据与设计参数的差异，帮助电站设备制造厂商各大厂不断修正和优化设计参数，不断提高设计和制造水平。（7）通过对电厂长期运行数据的综合分析和判断，及时上报备品备件采购、机组运维及检修计划给电厂，拓展平台服务的广度和深度。

3 远程诊断系统总体设计

3.1 远程诊断系统特性

远程诊断系统的设计应具备以下特性：

（1）先进性：在设计思想、实现方法以及算法理论等方面把握最新的计算机技术、网络通信技术、数据库技术和软件工程管理模式的发展方向，选择先进的软件和信息技术构建应用的支撑和运行环境，确保最大限度地提高软件系统的使用寿命和扩展能力。

（2）实用性：软件系统充分考虑各类使用人员的能力和素质、专业结构、部门业务需求等诸多因素对应用产生的综合影响。系统获取的各类数据，在符合国家有关标准的前提下，确保数据传输的准确性。软件功能应该易学易用、操作简单。达到功能实用、用户界面友好、使用方便灵活的要求。

（3）开放性：软件系统坚持开放性原则，采用开放式体系结构和功能分布式系统设计，遵循相关标准，满足远程诊断的发展及与其它系统集成的需求。保证本应用与其他应用的互联互通，能实现数据共享、数据交换等应用集成服务。

（4）可扩展性：软件系统适应远程诊断发展的变化，适应设备的升级换代和新技术发展的要求，在不影响原系统运行的情况下，实现系统的扩展。软件系统建设前期就应做好总体规划，保证系统平台、应用平台和应用软件不仅能够满足现在的要求，而且可以方便地扩展将来的业务需求，并具有向未来技术平滑过渡的能力。保障应用具有良好的二次开发功能，满足用户对应用进行自扩充的需求。

（5）可靠性：采用高可用性技术，保证应用长期稳定地运行；在网络、主机、数据库或应用出现问题时，及时、快速地恢复，保证系统数据的完整性，保证应用的稳定性；系统硬件配置采用冗余的结构，保证系统的快速故障隔离与恢复。

（6）安全性：采用身份认证、访问控制、数据加密等安全技术，构建科学合理的安全防护体系和全方位的安全保障体系。

（7）可配置性：应用的部署、使用及管理以简便、易于操作、方便实用为准则。提供灵活的配置管理支持，灵活地调整业务流程，降低应用管理、维护成本，提高应用的可配置性。

3.2 远程诊断系统硬件架构：

电站设备远程诊断系统的建设采用集中模式，在电站设备制造厂家建立统一的数据传输、存储和处理的远程诊断中心。在电厂的SIS或DCS系统配备数据采集接口机和单向隔离器，通过数据采集接口机抽取电厂实时数据，转化为实时数据库所支持的格式，存储到电厂的实时数据库中，并通过互联网实现数据从电厂实时数据库向设备制造厂家远程诊断系统数据库的远程传输。设备制造厂商远程诊断中心的实时数据库服务器采集、存储、处理各生产单位发送来的生产实时数据，提供给各授权客户端进行访问。

3.3 远程诊断系统软件功能架构

远程诊断系统的软件开发应实现以下各种功能：

（1）自主稳定的实时数据库。采用先进的技术和构架，实现实时生产数据高效采集、远程传输和存储备份，保证电厂数据安全、保密、可靠。具备数据分析和历史数据回放功能。基于B/S架构，支持远程访问功能，可通过浏览器查看生产实时数据。

（2）多元化的报警限值设定。按照设备的设计参数和运行现状，结合专家经验和数据分析模型结果，设定设备报警限值，实现 “三级报警”，以弥补目前电厂DCS数据处理能力的不足（报警参数单一，没有考虑设备的设计参数、设备状态和运行状态等）。

（3）故障诊断案例库和知识库。将电站设备制造厂商专家多年积累的在电力设备故障诊断方面大量的故障诊断案例和经验进行统一梳理，形成完备的故障诊断案例库和知识库，辅助专家快速、准确的定位问题。并可根据目标电厂的需求，建立电厂专属的案例库和知识库，指导电厂人员合理的应对和处理问题。

（4）融合设备设计参数与实时运行参数的数据分析模型。电站设备制造厂商拥有详细的设备设计参数和热力性能曲线，综合考虑设备设计参数对设备性能、运行参数的影响，建立大数据分析模型，减小数据训练模型的误差。并以设备的热力性能数据为依据，建立全电厂热力仿真平台，实现机组再行性能监测和诊断，提高机组的经济性和安全性。

（5）系统模块个性化定制。根据客户需求为客户个性化定制如锅炉吹灰优化分析模块、燃烧优化模块、锅炉结焦分析及煤质变化引起锅炉结焦预判模块、煤质偏差引起的空预器堵灰预判模块、汽轮发电机组轴系振动和扭振在线监测诊断模块、汽轮发电机组性能计算优化模块、汽轮发电机组关键部件寿命管理和预测模块等。

远程诊断系统通过构架多种数据分析工具，实现数据在线和离线分析。基于丰富的专家经验和故障诊断案例，实现完备的故障诊断知识库和案例库。依托电站设备制造厂商配备的在设备设计、制造和调试方面经验丰富的故障诊断专家组成的专家团队为电厂提供专业、准确的设备性能分析与优化、异常预警与分析报告。

4 结语

经过多年的积累，电站设备制造厂商已逐步形成了一套融合设备设计参数和运行参数的故障诊断方法，在状态监视、故障诊断、性能分析和提供维修决策方案等方面积累了大量经验。通过远程诊断系统平台的建设，可为客户提供诸如日常监控运行参数周期性报告、故障诊断报告、运行参数调整建议、诊断系统模块个性化定制、启停机协助等远程支持。目前，国内已有电站设备制造厂商与电厂合作采用这一先进的设备管理模式，并已取得了积极的效果。

［1］江浩.面向火电厂厂级监控信息系统应用和基于组件对象模型实现的决策支持系统.中国电力，2004，37（1）.

［2］郭晓宁，毕小龙，王洪跃，姬文亮.火电厂厂级监控信息系统数据库平台应用实践探讨.电力设备，2006，7（2）.

李立伟（1979—），男，汉族，河北唐山人，本科，中级职称，副主任工程师，主要研究汽轮机设计与改造，电站设备远程诊断等方向。