电力环保大数据平台开发及智能运用研究

吴宇，陈媛媛

（内蒙古电力科学研究院，内蒙古 呼和浩特 010020）

0 引言

传统的环保管理工作需要大量人力，成本高，监督效果差，也无法实现实时监控的作用。智能电厂、智能电网的快速发展，电力云计算和大数据技术顺势而生，为进一步优化电力监测管控环境和完善电力环保管理模型，响应国家节能减排政策及促进生态文明建设，实现电力企业经济高质量发展带来新的发展契机。以此，建立完整规范的实时监测管理系统，实现对电力环境保护的管控和数据的深入分析，确保电力环保工作得以全面的展开尤为重要。

1 电力环保大数据平台开发构建

电力环保大数据平台是由数据采集、分析应用和计算组成。在数据采集部分，通过电力发电环保系统应用到真实的位置来采集现场相应数据，以及存储数据库中收集到的数据的所有信息，并且还具有二次数据的统计工作，直接关系到能否构成数据库中平台的最终数据源。分布式计算环境由计算平台搭建，其主要功能是将远程数据采集到系统中，将数据存储在数据库中，对数据进行分布式计算。智能分析应用系统主要功能由若干模块组成，模块的运行由环保运行机制定义。机械系统学习和向量机等多项算法可用于构建系统大数据，分析计算机模型，使用平台进行大数据分析，数据计算得到数据信息结果，如优化、自动响应和故障报告诊断等[1]。

2 电力环保大数据平台应用特点

电力环保大数据平台通过对所有采集的数据进行标准化处理，采集的环保数据持续进行，以保证数据的可靠性和完整性，为未来的电力发展贡献必要的数据支持。电力环保大数据平台的开发，从复合结构、多结构和高可用等多方面为不同的业务提供保障，保证环保大数据平台不间断运行。任何一个计算的故障都不会影响整体运行。电力大数据平台可扩展性强，在信息时代发展的今天，大数据只需几台服务器就可以完成信息的扩展，通过更换硬件或软件，可有效实现灵活扩展，保障投资目标。大数据平台具有开放性，可以分析任何相关数据，为模块化应用提供匹配精度[2]。

3 电力环保大数据平台开发设计

电力环保大数据管理是进行环境综合评价的依据和标准。因此，构建灵活的指标体系，提高指标的完整性和可操作性，对于加强环境管理具有重要的意义。动态评价指标体系，应以评价为目标。完成电力环保大数据平台建设研究，了解环保建设使用的指标，构建相应的大数据平台，将各层级的指标分解，形成配置指标所需的字段，配置电力环保大数据平台。在“互联网”及动态环境管理指标体系设计中，应遵循环境管理空间指标可扩展的原则。从灵活性来看，大数据建设是一项系统工程。在选择评价指标中，既要全面地反映创建环境大数据的发展水平，又要创建各种业务应用，如统计分析和数据分析等。为各业务提供更便捷的服务，电力环保大数据的定义和总体结构也在不断更新。指标体系和数据也将扩大，涵盖的内容也将扩大更新[3]。因此，指标体系要全面地反映环保方面，又要根据环保发展进行增减修改。

4 电力环保大数据平台智能运用措施

4.1 数据采集

电力环保大数据处理分析可分为实时数据和非实时数据。非实时数据如环境敏感数据、工程数据和环保法律法规数据等。实时数据采集基于内置的数据采集模块，其功能是对量传感器进行定时巡检，将采集到的数据进行缓存，并以特定的格式传输到无限自组网中进行处理。对于远程传输，也可以直接与计算机通信。数据采集模块采用工业级单片机，外围电路包括开关量输入通道、数字通道、USB和电源电路等。配置数据采集模块的关键是配置实时，根据实际数据需要，与温度、湿度、工频电场、工频磁场和噪声有关，并且对应传感器的数据采集时间不同。

4.2 数据存储技术

电力环保大数据种类繁多，格式各异，数据量也在不断增加。因此，通过处理各种类型的数据进行分布式存储，分布式数据存储的优势在于数据管理的实际工作效率、安全性和可扩展性。通过对工程数据、施工数据、环保数据及相关数据的分类，经过处理分布在多台机器上的管理，形成统一规范的存储管理体系。环保生态大数据存储格式，可支持平台数据分析计算。通过环保数据处理和分析，制定标准化的存储方案，形成完整的数据采集、处理和存储流程。在数据存储中，除了对历史数据的存储，还要从整体上考虑增量数据，包括数据的采集、传输和格式化，以及实时的结构转换。通过数据管理系统，实现增量数据存储位置、结构和方式的自动匹配，物理存储容量可根据管理自由扩展，对于相关软硬件统一安装，满足电力环保大数据存储要求[4]。

4.3 加强电力环保大数据安全运营管理及故障检测应用

应用信息技术的优势在于降低管理压力和设备操作的难度。由于电力的高需求，在进行发电工作时一般不间断运行。为了保证设备的稳定运行，避免出现安全隐患，电力环保大数据管理系统发挥了重要的控制和监督作用，这使得电力企业在应用的大数据管理平台的同时，实现了在环保方面的智能化管理，提高了设备的运行管理效率，通过实时的数据收集分析和处理，增加了电力环保大数据的安全管理。同时还能全面分析设备功能是否满足基本需求，做好电力环保大数据运行管理工作。为了保证供电的稳定性，对运行中的设备进行相应的检查非常重要。可以对一些隐患设备进行早期预警，也可以对有问题的设备进行告警，进而记录健康状态报告。采取相应的措施来保证设备的安全运行，通过引入大数据平台，以准确有效的数据解决不足。通过有效地记录设备的运行参数诊断故障，通过环保大数据平台根据设备型号将设备分类，然后从历史数据中找出相应设备的运行情况。

4.4 大数据平台智能化应用

为了能够利用来自多个分散和多样的环境数据源的服务形式，环境目标管理支持系统必须能够整合相关的环境监测数据。数据集成是指标准化的数据处理。具体来说，数据集成包括按行和列排列阵列中的数据，并将矢量、图像数据和环境指标光栅化，形成计算和分析基础。数据标准化后，对数据进行统一管理，通过类型、索引和扩展属性进行描述，具体数据通过描述定位。动态环境管理空间指标体系的构建基于多样的地理处理框架，通用工具集、可视化建模和脚本扩展包，通过建模定义多个数据的计算关系，实现指标计算[5]。

4.5 可视化人工交互技术

人工交互技术是指对采集到的数据、属性和遥感影像数据进行处理和整合，在可视化上进行集成可视化，研究不同数据的交互查询、修改和更新的方法。为驱动良好的数据可视化，构建交互处理平台和多个异构源的大数据展示，形成满足工程环保数据组合可视化需求的新架构。在可视化交互屏上，配置展示平台和数据调用操作界面，将数据调用指令界面连接到数据管理系统，配置多层数据在展示平台上的堆叠展示，以及不同的展示界面对应不同层次的界面。交互视觉显示时，根据关联的界面显示界面层，数据调用可视化通过显示屏呈现多维数据，底层屏幕是一条信息稳定的实体消息，通过屏幕界面随时调用相关的群消息体来显示界面，屏幕内容采用多层叠加的方式。

4.6 优化电力材料消耗的应用

电力企业在大力宣传节能环保的新时代背景下，在节能降耗方面为大数据平台提供重要的信息依据。比如通过优化脱硫料消耗，降低石灰石消耗。脱硫装置的化学反应具有复杂性，因此通过大数据平台进行自动控制有重要意义。在过去的数据平台中，采用DCS进行自动调整，但如今已不能满足正常生产作业需求。在现场，吸收塔的pH值和出口处的二氧化硫浓度一般是根据实时数据人工控制和调节的。在这种情况下，应通过相应的设计值来实现有效的管理。此外，为了优化脱硫材料的消耗，从脱硫装置中提取供应流量参数，进行相关消耗优化措施。包括清除耗电情况下的数据，清除一些异常数据并将有效数据导入平台。大数据分类算法经过细化后，大致可分为输入输出二氧化硫浓度、机组负荷值数据和相应设备的工况等。并且应用图表显示最佳参考反应效率，通过应用智能机器算法，及时高效地更新优化。在数据录入中，还必须更新曲线，相应地显示并参考曲线进行优化，必须对曲线进行控制，以提供对场景的有效参考。

5 结语

综上所述，我国经济发展的趋势，推动了大数据电力环保平台的发展和智能化开发利用。利用大数据平台，可以实现电厂环保设施运行状态实时监测，分析设备运行参数、波动、异常情况，实现设备运行维护的检修管理、实现全生命周期管理，为企业制定安全管理策略提供科学依据。根据实际环境做好电力环保大数据应用，促进电力领域的可持续发展。