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基于大数据的电力环保数据平台建设余鹏

发表时间：2020/9/4 来源：《基层建设》2020年第11期作者：余鹏

[导读] 摘要：电力环保主要是指火电厂方面的环保。电能是人们日常生活当中的基本能源，在火电厂的燃煤发电环节当中，如何降低环境污染问题，就是新时期火电厂需要关注的基本工作内容之一。

        国家电投集团远达环保工程有限公司重庆 401120
        摘要：电力环保主要是指火电厂方面的环保。电能是人们日常生活当中的基本能源，在火电厂的燃煤发电环节当中，如何降低环境污染问题，就是新时期火电厂需要关注的基本工作内容之一。基于我国已经进入大数据时代，想要利用大数据完善环保工作，就需要做好数据的分析统计，基于此，本篇文章对基于大数据的电力环保数据平台建设进行研究，以供参考。
        关键词：大数据；电力环保；数据平台；建设
        引言
        数据是指大小超出常规的数据库工具获取、存储、管理和分析能力的数据集，具有大量化、多样化、快速化、价值密度低的特征，在火电环保领域，大数据技术为解决同时实现达标排放与经济运行的难题，提供了一种值得探索实践的新方法。
        一、大数据概述
        大数据是指大小超出常规的数据库工具获取、存储、管理和分析能力的数据集，具有大量化、多样化、快速化、价值密度低的特征，在应用中主要是分析与事物关联的所有数据而不是少量样本，重点不在探求难以琢磨的因果关系而是关注事物的相关关系。它的生命周期可划分为数据产生、数据采集、数据传输、数据处理、数据分析、数据发布和应用。在信息飞速发展的今天，大数据在各行各业中都得到了广泛应用，不仅提高了生产效率也节约了大量资本。
        二、研究电厂环境污染问题及治理措施的现实意义
        我国的电力生产工艺其实仍然处于相对比较落后的状态，尤其是对于一些小型的火力发电站而言，虽然这些火力发电站逐渐兴起，在实践中对我国电力供应不足等问题可以起到良好的缓解作用。但是在与现阶段实际情况进行结合分析时发现，我国在电力生产技术方面仍然存在很多问题，现有的技术水平普遍比较低，管理力度不足。很多情况下只是单纯注重生产，但是却没有意识到环境治理的重要性。除此之外，还有部分原因就是当前没有足够的经费可以投入到环境治理中，这样不仅会导致各种不同类型能源的严重损耗，而且整体煤耗量非常大，甚至还会对环境造成严重的污染影响。
        三、基于大数据的电力环保数据平台建设
        （一）用电监控系统简介
        用电监控系统，是在污染源企业现场生产设施、治理设施上安装小型化终端采集设备，采集设备的电压、电流、负荷等关键用电参数，通过网关上传至监控平台。监控平台通过对生产设施、治理设施的运行状态的对比分析和关联分析，判断企业治理设施是否正常运行。系统示意图如图1所示。

        图1 用电监控系统示意图
        （二）管理平台的构建
        开发大数据平台需要从服务器选择、管理结构层建设以及数据存储、传输流程等多个环节来进行构建。首先，技术人员需要掌握火电厂发电工作的基本流程，从煤炭资源的使用量、能源转化情况、燃烧过程中的气体污染问题、设备运行环节的耗电量和磨损情况等多个环节展开分析，明确电力环保工作的发展目标。通常来说，分布式计算环境由hadoop平台组成；智能分析应用系统由系列应用功能模块组成。不同模块的实际使用功能不同，开发过程中的处理方式及注意事项也会有一定的差异。这是平台开发工作的注意事项，对技术人员的操作能力和工作素质有着较高的要求。基于此，在实际开展平台优化建设的环节中，火电厂还应当积极展开素质教育和专业知识技能的培训工作。
        （三）数据层面
        该层主要实现原始数据的采集，采集过程分为在线和离线采集。在线采集程序以60s间隔向实时数据库（PI、EDNA等）请求数据。在已实施项目中，主要是从电厂SIS系统读取机组运行、金属壁温等时序数据，存入TimescaleDB时序数据库。离线采集采用人工录入的方式，主要包括缺陷记录、割管记录和金相记录等。在已实施项目中，主要是日常设备管理数据和系统基础配置参数，最终存入mySQL关系型数据库中。
        （四）核心数据展现
        用于直观展示机组的实时壁温、热偏差、超温统计、风险评估等核心参数。包括实时壁温监控、超温测点数量监控、超温时长top10、实时热偏差监督、超温时长统计、风险评估数据等内容。
        （五）数据分析平台的实现方式
        在现有的条件下，根据成本分析的需求，提取ERP系统中已有的基础数据并生成报表，将基础数据报表导入成本费用分析平台，通过数据整合、提取和加工，生成上述所列举各类企业成本管理分析报表。这种方式开发成本较小，容易操作，但也有一个缺点，就是数据不能时时同步更新。所以可以对系统预留数据接口，后续进行二次开发，通过企业集团内数据总线ESB接口与分析系统预留接口相连接，实现报表自动取数及实时更新的功能，进一步减轻人工导入数据的工作量，管理部门查看报表不受时间条件制约，根据需要随时在系统中进行查看。
        （六）控制发电污染问题
        污染问题主要是由于燃煤产生的烟尘颗粒扩散到了空气中，通常情况下，火电厂都会在内部发电装置当中设置脱硫、脱硝设备。由于这项工作流程相对较为复杂繁琐，工作难度比较高。因此，火电厂意识到了信息技术的应用优势，开始研究如何通过设定自动化工作流程的方式，来完成对设备的智能控制。在应用大数据平台开展脱硫工作时，需要将以往发电环节产生的二氧化硫气体的数据情况综合起来，分析出生成污染气体的源头。然后总结工作经验，研究科学控制该气体产生的关键方法。
        （七）环保局监管平台
        这是给环境管理部门应用的监管平台，环境管理部门通过平台监控企业生产设施、治理设施状态，对数据进行分析处理，及时发现设施运行异常，并通过微信、短信、APP等方式将异常信息发送给环境监管人员。
        （八）提升能源转化效率
        发电厂大多都是以经济效益作为基本工作目标，而这就涉及到对电能的合理转化工作。火电厂是以燃煤的方式来发电的，如何让煤炭资源燃烧生成的热量能够充分转化为电能，达到供电的基本目标，就是技术人员需要解决的首要问题。在应用电力环保大数据平台开展分析工作时，技术人员可以结合不同煤炭资源的转化效率展开分析。并应当对比这些煤炭资源的市场售价，选择质量符合转化需求，且经济成本相对较低的煤炭开展发电工作。
        四、环境污染治理未来趋势
        近年来我国科研水平一直持续提高，对很多领域的发展带来了机遇，燃煤发电厂在这种环境背景下，也在逐渐朝着节煤、控煤等生产趋势发展。也就是在整个生产过程中，并不需要采取处理措施，就可以实现对燃煤中各种不同类型污染物的有效控制。这样不仅可以从源头处实现对燃煤污染的有效控制，而且还可以推动当前市场经济的转型和可持续发展。
        结束语
        综上所诉，造成发电污染问题的主要原因就是煤炭燃烧生成的烟尘，想要解决这个问题，应当积极在数据库当中收集和整理不同煤炭资源的热量转化效率。明确不同种类的煤炭实际的应用价值，然后从设备的优化角度，研究脱硫、脱硝的可行方式，达到控制污染的最终目的。在这个过程中，火电厂需要关注于设备的实际运行情况以及信息的安全管理等方面，以便于充分发挥出大数据平台的基本应用价值。
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