2023新能源智慧运营平台项目可研报告

-50-新能源智慧运营平台建设项目可行性研究报告2022.10

一、项目背景及必要性1.1项目背景为贯彻落实推进数字经济和实体经济融合的重要指示精神，聚焦新能源未来发展和电力市场化交易，全面提升集团公司新能源管控水平融合大数据、云计算、人工智能、5G应用、区块链等先进技术和理念，通过实施两级中心建设，顺畅管理链，打通数据流，双轮驱动耦合发力，打造集团公司新能源核心管控能力。新能源公司主营业务主要包括风电与光伏产业，目前总装机容量XXXMW。发展目标，新能源产业规模在3年内将呈现快速的增长。1.2项目必要性1.2.1制胜平价时代的必要途径随着技术进步和产业政策环境的变化，新能源无补贴时代加速到来，新能源市场化交易规模逐年增长，进一步拉低平均上网电价。同时，新能源企业承担更多偏差考核和辅助服务费用，利润空间不断受到挤压。新能源发电市场竞争更加激烈，就要求企业抢抓国家“新基建”重大战略机遇，以数字化转型为抓手，积极探索基于大数据、人工智能等新兴科技的数字化转型道路、加快智能化改造进程，为数字化转型发展注入新动能。1.2.2新能源产业发展的必然选择与常规能源相比，新能源发电具有随机性波动性特点，利用小时数低，电场分布点多面广，管理难度大。同时，新能源设备机组智能化程度高、控制响应快、可塑性强。因此，促进新能源大规模开发利用，急需依托工业互联网，提升发电系统智能化程度，降低运维边际成本。1.2.3世界一流能源企业的必由之路作为新能源行业的领军企业，XXX集团在风电装机规模、经营指标等方面处于领先水平，但在信息化智能化建设水平方面，对标国际先进企业还有一定的差距。信息孤岛现象严重，无法实现横向协同、纵向贯通；生产监控系统和大数据平台尚未有效转化为生产力，在数据传输、管理能力和价值挖掘等方面均有很大的拓展空间。要实现建设“世界一流能源企业”的总体目标，就必须要有世界一流的数字化技术应用作为支撑，驱动公司战略决策、经营管控和生产运营全面实现数字化转型。本项目基于先进的工业互联网平台，针对业务痛点建设新能源智慧运营平台，全面提升公司生产经营的质量和效率，促进公司的数字化和智慧化转型，实现数字化企业、业务量化、集成集中、统一平台、智能协同，建成后将具备极大的推广价值，为XXX新能源板块建成行业领先、国内一流的智慧新能源企业探索创新。二、相关企业实践现状及发展趋势2.1国内外相关领域的业务现状2012年11月，GE发布《工业互联网—冲破思维与机器的边界》白皮书，具备智能设备、智能系统、智能决策三大特征的“工业互联网”概念被正式提出，并被称作200年来继工业革命和互联网革命之后的第三波创新与变革。GE公司于2015年启动数字化风电场战略，其核心在于建立风电机组数字化的模型，以自身长期数据积累上的优势，提供基于大数据挖掘的服务应用。丹麦维斯塔斯与IBM合作开发了Firestorm超级计算机，用于进行风电数据的计算和分析，通过“发电损失系数直观地反映风机因故障损失的发电量。国内各大风机主机商利用自身长期数据积累上的优势，较早开始基于大数据、互联网和数字化技术的智慧风电场方面的探索，旨在为客户提供从前期选址到后期运维的系统化管理方案和数据分析服务。金风科技的智慧运营系统SOAMTM，整合了风电场运维过程中各个环节的数据，融入故障诊断、健康状态预警、功率精准预测、风机优化运行等专业技术，建立智慧运营软件平台；远景能源“智慧风场全生命周期管理系统”包括“格林威治”（Greenwich）云平台、智慧风场WindOS管理系统以及WindOS高级应用（包括风功率预测、风机亚健康诊断、在线振动监测等）；明阳风电在2014年完成了大数据平台的搭建，将控制策略与互联网技术、大数据、云存储前沿技术融合，进行风电场优化、定制化设计、资源评估、智能风场管理，推进无人值守智慧风电场建设。各风电运营商也在积极构建大数据平台，通过智慧电厂建设实现降本增效。龙源电力率较早建成了全国性生产运营监控中心，“风电运营大数据中心”可实现全部风电机组秒级数据的高效存储与快速调用，通过“智慧风电管理分析系统”计算风电机组各项损失电量，包括风机故障停机、输变电故障停机、风电机组计划停机、输变电计划停机、自然因素受累停机、场外受累停机、调度限电停机等。2.2领先实践的成功案例XXX新能源公司由于风电项目点多、线长、面广，且大多处在人烟稀少的偏远山区等特点，存在运维成本高、运维效率低、统筹管理难度大、数据无法实现融合等问题，信息化系统在业务应用、流程管控、数据管理及值班运维等方面无法满足新能源公司精细化管理的需求。公司通过建立生产运营平台实现对公司各管理业务及各下属风电场信息融合和一体化管控，将集控、安生、财务、办公、物资等系统之间的数据打通并深度融合，重构人员、设备、物资、环境、管理等要素优化为“五位一体”，实现了数字化、安全化、智慧化协同发展的新能源智慧企业形态。三、需求分析3.1现有业务及信息系统分析XXXX3.1.1业务现状XXX3.1.2信息系统现状XXX3.1.3问题分析目前新能源公司信息系统存在的问题和不足如下：业务快速增长、资源难以有效配置：新能源公司业务地域分布较广，同质化业务多，人力资源紧张，业务快速增长过程中，资源难以有效配置。业务垂直化管理困难：风场至公司总部业务数据信息无法及时共享，且需多次核对，数据传递不够及时，业务处理效率低。存在信息“孤岛”：大部分业务处理，需要多次登录不同的信息系统录入数据、审批单据，各系统的数据相互独立，合同、采购、人员信息等数据需要重复填报，增加了工作量。设备管控体系不健全：缺乏设备故障预警和运行参数分析，设备运行监控困难，设备维修经验、知识没有形成知识库，无法共享。手工业务处理多、工作负荷较重：新能源公司已经上线了财务共享信息系统，但物资出入库、薪酬社保计算等业务都是手工处理，对应的财务核算业务，也是在财务共享信息系统中手工填单，人员工作负荷较重，效率有待提高。3.2目标需求以工业互联网为基础，网络和基础设施平台为载体，以生产运维中心、管理运营中心和综合服务中心为核心，以决策与指挥大脑为目标，标准化和安全体系为保障，建立纵横贯通的应用系统与信息资源体系，全面支持新能源公司的专业化运营和集中化管控。四、建设目标和内容4.1建设原则和策略项目建设按照“整体规划、统一标准、注重实效、适度超前”的总原则，基于“服务生产，面向管理，辅助决策”的设计思想，着眼于未来和发展，同时注重结合目前公司新能源业务管理实际情况，进行统一总体规划设计。系统体系设计原则：稳定性和可靠性原则。系统能够连续不断稳定可靠的工作，这是系统必须具备的最基本的要求。实用性和灵活性原则。系统功能既符合公司总部的管控要求，又能满足下属风场日常生产管理的要求和习惯，并具有灵活的可配置性。先进性和成熟性原则。系统设计应采用先进的、成熟的、可持续发展的技术方法，或经过成功案例检验的系统。前瞻性和完整性原则。系统采用当前主流技术，确保系统建设的一致性、系统性和完整性。可扩展性和维护性原则。系统不仅要完全满足本次建设要求，而且要满足信息系统后期扩展要求，便于对系统的管理、设置和升级。容错性和兼容性原则。系统应具备检错、纠错功能，并满足向下兼容的要求。安全性原则。系统安全防护措施完备，能够应对计算机病毒、网络炸弹、盗用、伪造等可能出现的各种信息安全问题。集成性和开放性原则。系统实行统一开发、统一分析、统一设计、统一数据库，充分满足用户不同层次的应用需求，符合各种形式通讯标准及通用开发平台的接口标准。易用性原则。系统人机界面友好，数据实现一次录入后全系统共用。系统按照“集中部署、分级使用”部署原则，采取二级网络结构建设，部署在安全III区，分为主站侧（公司总部）和子站侧（公司下属新能源场站）。4.2建设目标根据XXX战略，新能源公司通过建立新能源智慧运营平台，对信息系统的功能改进与整合，实现对安全生产和经营管理数字化和智能化管控，推动“两化”融合、促进可持续发展，以信息化为支撑实现企业创新转型,助力和支撑新能源公司的快速发展。新能源智慧运营平台建设的主要目标如下：业务协同一体化，提高运营与管控效率将新能源公司及下属单位集控、安生、财务、物资、人资业务统一到智慧管控平台处理，依托智慧运营平台线上集中处理业务。通过集约化和规模化处理，优化资源配置，降低运营成本；借助流程再造和信息技术手段，通过系统自动化处理，提升各业务运作效率；在新能源公司快速发展扩张中，解决企业新建时人员供给不足的矛盾，支撑新能源公司业务快速发展。构建设备健康管理平台，实现预防性主动维护

基于大数据平台，建立设备故障预警、运行参数智能监控等模型，并实现风机和光伏设备关键部件变化趋势、运行寿命和潜在风险预测，实现预防性主动维护，从而降低故障率，提高风机故障处理效率，确保风电设备的健康高效运转,优化定检安排。构建“智库”辅助决策平台基于数据共享中心，通过数据的积累、数据潜在价值分析和挖掘，构建一个面向管理层的、高度集成的决策支持系统（驾驶舱），涵盖经营分析、运行分析、维检管理、安全管理和在建项目管理、重大事故预报等功能，使管理人员能够直观、全面的了解生产经营情况并提供决策支持。4.3建设内容4.3.1业务架构新能源智慧运营平台是利用先进的互联网、物联网、系统集成等信息技术，按照新能源公司统一的标准、流程，将分散各单位、场站、项目地、管理部门的业务集中在智慧平台中处理。新能源智慧运营平台业务架构如图2所示，业务范围的包括运行监视、财务共享、安全生产、智能报表、智慧党建、决策指挥、智慧行政、智慧考勤等，并建立企业统一信息门户（PC端），系统满足公司后期业务扩展和平台功能升级需求。图1新能源智慧运营平台业务架构4.3.2业务蓝图设计风电场智慧运维管理目前国内各风电企业在智慧运维方面做了很多探索研究，提出了各自智慧风场改造方案，但一般都缺乏缺乏对电力生产全过程智能化管控的整体研究，没有实现将安全管控、运行管理、物资管理、两票管理、设备状态评估、缺陷统计、智能点巡检进行信息融合。风电场智慧运维管理闭环流程如下图2所示：图2风电场智慧运维管理业务流程图按照设备故障的演变过程和风电场生产管理流程，本方案提出的智慧运维思路如下：风机一体化监控：一体化监控系统集成了风电场所有监控系统，实现全场设备及环境进行统一监视和控制；参数早期预警：基于数据挖掘的过程参数早期预警，捕捉设备早期异常征兆。通过参均差参数点检、温升特性点检、参数超限统计，对标风机机群之间差异。风机健康评估：对风机及零部件进行健康状态评价，且当健康度过低，可能发生故障时，发出异常预警信息。风机故障预警：系统能实现风机各部件主要故障类型诊断，根据故障类型进行统计，运维人员可查看预警信息详情，对故障进行定位，根据历史数据分析故障可能的原因，方便运维人员判断和组织维修。巡检工单生成：风机健康评估系统和故障预警系统向运行（或管理）人员推送预警（异常）工单，经过审核后，生成巡检工单，并推送给现场巡检人员；巡检作业及工单处理：风电场运维人员通过移动终端APP（或PC端）接收巡检工单，根据工单内容确定带什么工具，排查什么内容，制定巡检路线,然后执行现场巡检作业，完成拍照、设备检查、故障确认、数据记录等工作，完成工单记录并关闭工单；检修计划:风电场运维人员根据巡检工单记录，确定哪些设备可以继续运行、哪些设备需要重点观察、哪些设备需要停运检查和检修，并根据风点场工作量情况、风况等条件，统一制定检修计划；检修决策和执行：基于巡检工单信息，系统可自动推送故障设备相关历史维修案例和智能匹配检修可能所需备品备件、工器具和安全措施，为运维人员提供决策支持，快速完成检修任务。检修和故障统计：对每台（类）机组、每个（类）零部件，记录运行状态、历史巡检数据、历史故障预测、故障发生时间、根本原因、处理方式、经手人员（业主、风机厂家或外包运维单位）等全生命周期数据进行详细记录和统计，并通过图表、报表的方式，将设备缺陷评价指标清晰地展示出来，可用于事后追溯与分析决策，为制定技改或预防性维护方案提供数据支撑。预测性维护：根据风机零部件当前健康状态、故障统计数据和检修统计数据，对风机各品牌、各类型部件状态有了整理评估，从而确定设备定期检查项，指导备品备件供应计划，并制定风机运维计划。设备资产管理设备资产管理以工单为主线，将设备的技术信息、状态信息、备件、人力投入、维护成本等进行关联，实现数据的整体集成，完成设备知识库的积累。工单管理是设备维护和检修作业流程管控的核心，设备知识库为设备维护和检修提供决策支持。图3风电场设备资产管理业务流程图4.3.3系统功能企业统一信息门户建设新能源公司企业统一信息门户平台，通过集成、整合、协同的方式实现企业内部信息、流程的统一，满足新能源公司生产运行和运营管理的自动化、流程化和数字化，提高工作效率，改善用户体验。建立数据共享平台将新能源公司的集控、安生、财务、物资、人资、核心业务一体化等系统统一到智慧运营平台，实现了企业数据标准化管理及各系统数据连通共享。各系统与门户实现数据交互，做到统一数据来源、数据一次录入多系统调用。建立个人中心建立个人中心作为门户首页，通过整合个人相关信息，完善包括待办管理、信息公告、业务提醒、业务动态等功能模块，其中待办管理包括OA、财务、物资、缺陷、两票、安全检查等等业务的流程审批或动态提醒。设备健康管理目前新能源公司已完成集控系统建设，实现了“少人值守、集中管控”的生产运维管理模式，下一步将在电场和公司各管理业务的信息融合基础上，发挥大数据分析和人工智能优势，挖掘各系统融合后的数据价值，推动指挥决策、生产优化等功能建设，助力风场检修模式向预防性状态转变。风机健康管理本期主要完成风机故障预警和运行参数智能监控功能的建设，并完善风机性能分析功能，后期可考虑设备健康评估和运行决策等功能。风机故障预警风电机组故障预警是利用先进的工业大数据分析方法和深度学习等技术手段，建立各部件或设备特定预警模型，甄别设备早期异常征兆，实现早期预警。XXX地区的风场大多为山区，风速风向变化频繁，导致偏航机构频繁动作，加上风向标安装误差、传感器信号漂移、风向标卡滞等问题，偏航故障在风机部件故障中占非常高，降低了风机的发电效率。本项目结合新能源公司风机特点、风机运行实际问题，基于工业大数据平台建立风电场风机偏航故障预警模型，实现了风机偏航指标数据监控、风电机组偏航异常预警、风电机组状态监测数据展示以及风电机组偏航指标数据图形展示四大功能。智能运行监控参均差参数点检选择风场、风机群组、参数群组和时间范围，查看群组离散度和风机均差平均值。其中风机群组的分组原则为工况相近，也可以根据风机海拔高度、项目期、风机型号进行分组。参数群组按照参数类型和参数所属部件进行分组，如风机轴承温度、发电机线圈温度、风机轴承振动等。温升特性点检选择风场、项目期、机型、温升参数和时间范围，查看风机的温升特性系数。将“0～110%额定功率”分为若干区间，每个区域50KW。将各断面实时数据按功率区域进行装框，计算每个区域各参数温升（参数温度－环境温度），再计算全区域段的平均温升，即为此风机此参数的温升系数，反映风机某参数的温升特性。参数超限统计对风机、升压站内设备的所有性能参数进行限值统计和展示，运行可以随时了解超限频次较高的参数和参数超限率高的机组、项目、机型、风电场，同时展示参数的风场平均值。变电数据超限分析：可对变电站内有功、无功、电压、电流等设定在超限值，并统计各级越线的次数、发生时间等；风机数据超限分析：可对风内有功、无功、温度、转速等设定在超限值，并统计各级越线的次数、发生时间等；环境数据超限分析：可对风内有功、无功、温度、转速等设定在超限值，并统计各级越线的次数、发生时间等；智能生产分析损失电量分析基于风机各类停机状态和对应时间，以及风机应发电量，系统对风机损失电量分项计算，风机损失电量类型包括限电损失、风机故障损失、计划停机损失、场内受累损失、场外受累（电网）损失和其他原因停机损失。损失电量通过柱形图展示某时间范围内不同场站的损失电量总量分布，也可以展示某时间范围内某场站各类型损失电量分布情况，同时实现风场或项目期的发电量利用率进行排名等。可靠性分析风电场SCADA系统提供了基于风机PLC系统的风机固有可利用率计算，并未考虑风机外部条件导致风机停运的情况，无法满足风场运行管理需求。而采用人工计算费时费力，难以执行统一标准，给风电场区域化集中管控带来很多困难。基于风机状态码的逻辑判断模型和风电集控系统风机停机状态挂牌功能，实现风机各类可利用率指标的定制，适用于不同风机类型，并保证数据精度。系统可根据用户需求，定制不同需求的可利用率指标。系统可以进行不同风机、不同风电场在不同时间段的可用率、发电量对比，也可以进行同一风机、同一风电场在不同时期的可用率用、发电量对比。故障统计分析通过分析风机故障及损失电量情况，发现不同区域和不同机型高发故障和故障高发时段，为设备故障防范和检修策略管理提供数据支持。风机故障台账建立了完整的风机故障数据库，定义各类风机故障的严重等级、归属部件映射关系，可以按指定时间、范围对各风场的风机故障频次、故障时长、台均故障次数、台均故障时长、故障损失电量等进行统计和排名。风机故障损失可以通过风场、机型、部件分类进行分级归类统计。风电场多维度绩效对标为规范风电场生产管理工作，确保风电场安全生产、经济运行等工作高效、优质、有序开展，持续提高员工工作质量、工作效率及执行力，同时为了破除了原有以发电量为单一考核依据的弊端，消除风电场因先天因素不同而对考核产生的影响，本项目提出建立风电场多维度绩效对标模型。风电场多维度绩效对标模型采用同区域比较方法，从风机可利用率、风机故障频时、设备健康状态、主动维护时间、设备性能水平、电量指标完成情况等方面配比不同考核权重，量化考核指标，对各场站进行综合绩效对标，从而实现精细化、精准化考核，激发员工干事创业活力。决策指挥中心（驾驶舱）决策指挥中心是面向公司领导及各部门生产管理人员，对生产及经营数据进行深度挖掘和高度浓缩，采用丰富的可视化图表，为公司生产、营销、经营等业务管理科学化决策支持，使管理人员能够直观、全面的了解公司生产经营情况。决策指挥中心包括经营分析、运维监管、安全监管和在建项目监管。经营分析经营分析实时展示新能源公司发电量、发电收入、回款指标、应收账款、流动资金、发电成本、利润总额、资产负债率、等经营指标的计划值、实际值以及历史完成情况，各项目资金预算完成情况。运维监管运维监管主要包括公司生产实时数据、重大生产事件告警推送、风机运行统计、缺陷统计和两票统计，生产管理人员可以实时反馈各风场风机投运状态、检修进度、停机原因，减少风机不合理停运，提高了生产管控的时效性和准确性。安全监管安全监管主要展示各风场的安全天数、安全违章统计、安全隐患排查等情况，同时也可以展示各信息系统安全状态。项目监管项目监管主要实时展示各在建项目施工进展情况。综合看板综合看板主要根据用户需求，实时展示各类业务统计数据，确保公司各项生产经营活动正常推进，如当日会议情况、当日人员在岗情况、流程审批情况、公文处理情况、用车情况、财务报销情况，同时展示各项数据当月、当年累计值。五、技术方案和技术路线5.1系统架构5.1.1平台网络架构超融合硬件方面采用4台高性能服务器，每台服务器配备2颗高性能CPU和128G内存提供计算服务，配备1块128GSSD盘用于安装系统，配置2块480GSSD高速闪存提供数据缓存服务，配备6块2T大容量硬盘提供分布式存储服务，用于替代传统的磁盘阵列。在网络层面采用全万兆光纤网络用于分布式存储网络，全千兆网络用于业务网络，为保证可靠性，采用主备双网络冗余模式，为企业智慧平台提供一个安全的、高性能的、高可靠性的、易于扩展的基础硬件平台。超融合软件方面采用国内知名云计算厂商的超融合云平台管理软件，超融合云平台管理软件基于超融合架构，以虚拟化技术为核心，利用计算服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、安全虚拟化等组件，将计算、存储、网络等虚拟资源融合到一台标准x86服务器中，形成基准架构单元，并且多台服务器可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展，形成统一资源池。超融合云平台网络拓扑图如下：图4超融合云平台网络拓扑图5.1.1平台软件架构超融合云平台在逻辑上分为两个层面，一层是云基础架构层面，我们通过超融合来实现，只用通用的x86服务器和三层交换机，通过完全软件定义的方式实现云基础架构；另一层是云管理平台，实现底层云基础架构和上层应用的紧密融合,同时通过服务化接入COC统一运营/运维平台，实现云上云下资源的统一管理、业务平滑迁移、数据中心的统一监控。在本地和云上都可按需获得丰富的服务目录，统一的安全服务。逻辑架构如下：图4超融合云平台软件架构服务器是构成整个超融合云平台架构的最小物理单元，它是基于虚拟化技术，将计算、存储、网络和安全资源以及管理组件全部融合到一台标准x86服务器中形成的。通过交换机连接多台一体机，可实现“堆积木”式的无缝横向扩展，即可形成企业云基础架构。超融合是完整的软件定义数据中心基础架构，符合云对基础架构的安全可靠需求，通过统一管理界面对所有资源进行管理，运维更加便捷，可以实现业务的敏捷交付。超融合云平台可以对基础架构资源池进行全面的管理，如实现应用迁移、全局可视、一键故障定位以及资源的所画即所得部署；并且当业务需求提升，需要进一步实现应用和云基础架构统一管理时，可以通过升级支持更多的服务，包括多租户管理、自助服务门户、多级流程审批以及异构虚拟化资源池，同时可以通过多数据中心的容灾方案为业务联系性和数据可靠性提供更高的保障。总而言之，采用超融合云平台管理软件能够实现超融合构建的企业级云基础架构和上层业务应用架构的紧密融合。数据保护功能生产数据的安全绝对是宝贵的，在建设核心业务时，生产数据的安全稳定一定要考虑，所以一定要引入备份机制，而超融合云平台自带定时备份功能，并且还能提供CDP的功能，它可以将生产数据在不影响业务性能的前提下实时的同步到其他存储介质当中，想恢复到任意时刻的系统状态都可以。多副本技术副本机制，是指将数据保存多份的一种冗余技术，由超融合平台的副本复制模块来保证副本的一致性和副本之间的同步。底层管理的副本对上层服务是透明的，上层不感知副本的存在。支持两副本和三副本，副本所存放的位置必须满足主机互斥原则，即不可能存在两个副本同时存在同一台主机上。以两副本为例：若写入一段数据，该数据依次经过条带化和分片之后，会再经过副本复制模块，分别写入到不同的主机中。在无故障的情况下，为保证副本数据的一致性，两个数据副本必须都写入完成后，这段数据才算写入成功。若读取一段数据，会选择其中任意一个副本进行读取。在没有网络掉线、硬盘故障等异常情况下，文件副本数据是始终保持一致的，不会区分所谓主副本和备副本。如下图所示，对于每个DATA都有两份副本位于两台主机上。通过多副本机制来保证数据的高可靠性，当数据副本不一致时，通过引入仲裁来保证副本数据的准确性。其特性概括如下：1. 仲裁副本是一种特殊的副本，它只有少量的校验数据，占用的实际存储空间很小。2. 仲裁副本要求与数据副本必须满足主机互斥的原则，因此至少三台主机组成的存储卷才具有仲裁副本。3. 仲裁机制的工作核心原理是“少数服从多数”，即：当虚拟机运行所在的主机上可访问到的数据副本数小于总副本数（数据副本+仲裁副本）的一半时，则禁止虚拟机在该主机上运行。反之，虚拟机可以在该主机上运行。运维管理功能在传统方案下中买了些硬件，但是究竟业务，应用跑的怎么样，运维管理人员是不可视的，而监控中心就可以将您整个数据中心做个大屏展示，无论是业务，还是虚拟机，包括数据库、中间件都可以帮您监控起来，提供详细的报表功能、炫酷的监控大屏只要有异常直接报警（发邮件、发短信），真正做到机房可视。硬件环境监测物理服务器硬件是否健康直接影响到云平台的运行，通过管理平台集成的集群环境一键检测功能，实时掌握物理服务器的状态，出现硬件故障及时更换，保障云平台平稳运行。5.2技术路线风电机组偏航预警模型风电机组偏航预警算法采用偏置角度-功率曲线算法，其原理如下：当风机的基准风向标安装正确时，风机左偏和右偏相同角度对应的机组功率曲线理论上应该是一致的；但是，当风机的基准风向标安装时或者长久运行时出现偏差，导致左右偏相同角度的对应的机组功率曲线不再一致，如果左右偏功率曲线的偏差大于某个阈值，偏航预警系统会报警，并根据大于阈值的程度进行预警分级。风电机组偏航预警模型设计了以下三个应用功能：偏航指标数据监控根据风电系统前一天的监测数据，分析计算机组的风机偏航指标数值来判定风机是否出现偏航异常现象。偏航异常预警根据偏航指标大小决定是否报警和报警信息，同时给出推荐角度，依据计算风机的偏航指标，根据其大小决定是否发出预警信息。如果预警，会根据偏航指标大小，进行不同级别的预警。严重预警会触发遍历运算，计算一定范围的偏置角度，并给出修正方案，然后把预警存储在预警记录中；如果是中级预警则不会触发遍历运算，但是仍需记录至预警记录中。风电机组状态监测数据展示应用功能模块是展示所选风电机组当前测点量测值、预警图和异常预警信息记录，可供集控人员方便查看风机当前测点量测值、预警图和异常预警信息记录。偏航指标数据图形数据在后台进行计算的结果通过绘图方式展示给用户，绘制方向校正图、拟合曲线图和预警记录图。在风向校正图页面，显示故障时间、预警信息和图形；在功率拟合曲线图页面，显示故障时间（正常机组则不显示此时间）、预警图和拟合功率曲线；在预警记录页面，根据用户输入的条件，显示出对应故障记录和具体内容。风电场多维度绩效对标为规范风电场生产管理工作，确保风电场安全生产、经济运行等工作高效、优质、有序开展，持续提高员工工作质量、工作效率及执行力，本项目提出了通过建立风电场多维度绩效对标模型，破除了原有以发电量为单一考核依据的弊端，消除了风电场因先天因素不同而对考核产生的影响。风电场多维度绩效对标模型是从风电场年利用小时数、弃风率、综合场用电率、风电机组可利用率、单位容量运行维护费、风机故障频时、主动维护时间、设备性能水平等方面配比不同考核权重，量化考核指标，对各场站进行综合绩效评估，从而实现精细化、精准化考核，激发员工干事创业活力。5.3技术方案5.3.1应用系统建设方案序号模块功能子功能菜单1企业统一信息门户数据共享2个人中心3设备健康管理风机故障预警偏航故障预警4智能运行监控参均差参数点检5温升特性点检6参数超限统计7智能生产分析损失电量分析8可靠性分析9故障统计分析10风电场多维度绩效对标11决策指挥中心（驾驶舱）经营分析12运维监管13安全监管14项目监管15综合看板5.3.2基础设施建设方案超融合云平台在逻辑上分为两个层面，一层是云基础架构层面，我们通过超融合来实现，只用通用的x86服务器和三层交换机，通过完全软件定义的方式实现云基础架构；另一层是云管理平台，实现底层云基础架构和上层应用的紧密融合,同时通过服务化接入COC统一运营/运维平台，实现云上云下资源的统一管理、业务平滑迁移、数据中心的统一监控。在本地和云上都可按需获得丰富的服务目录，统一的安全服务。逻辑架构如下：服务器是构成整个超融合云平台架构的最小物理单元，它是基于虚拟化技术，将计算、存储、网络和安全资源以及管理组件全部融合到一台标准x86服务器中形成的。通过交换机连接多台一体机，可实现“堆积木”式的无缝横向扩展，即可形成企业云基础架构。超融合是完整的软件定义数据中心基础架构，符合云对基础架构的安全可靠需求，通过统一管理界面对所有资源进行管理，运维更加便捷，可以实现业务的敏捷交付。超融合云平台可以对基础架构资源池进行全面的管理，如实现应用迁移、全局可视、一键故障定位以及资源的所画即所得部署；并且当业务需求提升，需要进一步实现应用和云基础架构统一管理时，可以通过升级支持更多的服务，包括多租户管理、自助服务门户、多级流程审批以及异构虚拟化资源池，同时可以通过多数据中心的容灾方案为业务联系性和数据可靠性提供更高的保障。总而言之，采用超融合云平台管理软件能够实现超融合构建的企业级云基础架构和上层业务应用架构的紧密融合。5.5系统安全5.5.1网络隔离的安全设计系统根据《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定》和GB/T17859确定安全等级并采取相应的完备的安全策略，以保证系统与数字化电厂智能管理系统的运行安全。将整个网络划分为三个不同的安全工作区，这三个安全区域分别是安全Ⅰ区、安全Ⅱ区、安全Ⅲ区。本项目系统部署于安全III区，在安全III区与两票系统之前部署反向隔离网闸，保证两票系统的安全性；在外网应用服务器和核心交换机之间部署双向网闸；在外网应用服务器和公网之间部署防火墙。5.5.2网络管理的安全设计为了保护网络系统网络的数据安全性，提供多种方式和层次的访问控制安全机制，可进行端到端的安全性控制。主要包括：选用的核心交换机配合防火墙后，具有完全的第三层IP交换能力，可提供完善的VLAN虚拟网服务，大大提高了网络的安全性和可靠性。可以用IP子网的形式划分VLAN，可实现在IP层次的访问控制列表，可更方便地控制数据库服务器、各功能站、采集工业控制机，客户终端PC机之间的访问，并做到对任何两个网络结点之间的数据传输流向的控制，最大程度地防止人为破坏系统安全性，也能大大防止计算机病毒的扩散。5.5.3主机系统的安全性5.5.3.1服务器的安全设计建设高可靠、高可用性的服务器系统。重要单元或重要部件为冗余配置，保证整个系统功能的可用性，不受单个设备故障的影响。建立高可用性的服务器集群系统，实现应用系统的负载均衡，防止因单点故障导致应用系统不可用。系统采用分布式应用设计，所有应用按一主一热备切换策略，保证多系统集成时相互运行不影响，保证系统的可用性，即使单机运行时也能承担所有实时应用功能。应用系统采用跨平台设计，不依赖于专用的操作系统和硬件平台，支持UNIX、LINUX、WINDOWS操作系统的混合主备运行。5.5.3.2数据存储的安全设计采用高级别的RAID系统提高存储系统的可靠性，如果某个磁盘损坏，可以在线热插拔以更换硬盘，保护了数据的安全性。将数据通过实时/定时方式增量复制到上一级网络或异地的网络，实现数据的异地存储，并保持数据一致性。采用分布式存储方式，将采集的数据副本存放在多个不同的服务器节点上，当其中一个节点的数据发生故障时，系统能够进行正常工作。5.5.4数据的安全性5.5.4.1数据库安全数据库为实现安全性而提供的数据库系统的安全策略包括系统安全策略、数据安全策略、用户安全策略、口令管理策略、审计策略。数据安全策略又包括控制存取机制和数据库对象层使用机制。5.5.4.1数据备份数据的安全还有一个要着重考虑的方面，就是数据的备份和恢复。数据备份的目的是为了防止数据灾难，缩短停机时间，保证数据安全，应能实现数据文件的异地备份。5.6系统硬件配置原则5.6.1物理服务器服务器是整个超融合云平台的核心硬件，提供计算、存储、网络服务，在设备选型应充分考虑服务器的配置及兼容性。推荐配置如下：形态软硬件一体化标准2U设备处理器内存本地存储RAID卡网络电源其他5.6.2存储交换机存储交换机是超融合架构云平台的核心网络，主要承载超融合云平台内部数据交换，需要高带宽、低延迟，以保证数据快速同步，在选择存储交换机时优先考虑以下两点：支持堆叠功能的交换机，通过两台交换机堆叠实现主备冗余及流量负载均衡，以保障业务网络的可靠性。全万兆光口，保证高带宽。推荐配置如下：交换容量包转发率固定端口MAC特性IP路由堆叠电源5.6.3业务核心交换机选择业务核心交换机时优先考虑支持堆叠功能的交换机，通过两台交换机堆叠实现主备冗余及流量负载均衡，以保障业务网络的可靠性。推荐配置如下：交换容量包转发率固定端口MAC特性VLAN特性IP路由堆叠电源5.7主要创新点基于工业互联网平台的智慧运营通过建设基于工业互联网平台的新能源智慧运营平台，破除原有集控、财务、安生、办公等业务系统的信息孤岛问题，实现了企业数据标准化管理及各系统数据连通共享，可以有效减少信息化系统重复投资建设，有利于今后信息系统的统一维护、统一安全管控、拓展等。创新新能源生产运维新模式通过构建以远程监控为主、现场监控为辅的综合性生产运营系统，实现了“少人值守、无人值班、集中管控、智慧运维”的生产运维新模式，有效降低了企业运行成本，提高生产管理效率。基于AI的风机偏航预警及故障诊断利用先进的工业大数据分析和人工智能等技术手段，深度挖掘风机工况数据，实时监测设备状态，捕捉设备早期异常征兆，实现风机偏航预警、设备故障诊断、设备健康评估等功能，让关键设备实时处于可控状态，为专责人员及时提供数据支撑。六、项目实施6.1项目组织及分工6.1.1领导和管理机构按照要求，项目管理委员会主任由信息化分管领导担任，项目管理委员会委员由项目单位相关业务部门领导和信息化主管部门领导组成。6.1.1项目实施机构按照要求，由信息化主管部门成立项目管理办公室，项目管理办公室设项目经理一名，成员由信息化人员和业务人员组成。6.1.2运行维护机构按照应用系统运行维护由信息化主管部门为技术归口管理部门，负责应用系统的运行管理，对运维商服务进行监督、管理以及考核。系统各企业信息化主管部门应指定系统管理员负责应用系统日常管理与运维。6.1.3技术力量和人员配置本项目将选择具有发电行业背景的信息化公司，以保障有电力行业专业团队及丰富的专业人力资源保障。项目建设期成立一个体制完善、层次分明、分工合理的项目型组织结构，及时解决项目推进过程中的问题，明确各小组责任与沟通机制，提高工作效率，确保项目质量，降低项目建设风险。建议形成下图所示的项目组织结构：组织角色说明潮州发电公司项目管理委员会由XXX项目建设负责人牵头，与系统相关专业部门管理人员及技术人员组成。定期碰头，任务包括协调项目人、财、物资源，关注项目每阶段的进展，并对重大事件做出决定，项目经理将项目的进展情况每月向项目管理委员会定期做出汇报。项目管理办公室项目经理对整个项目生命周期负责；负责项目跟踪，并给委员会提供适当的建议和决议；与委员会和其他客户方的管理组人员交流项目运作情况；负责资源收集；监控项目预算；负责保证所有可交付项目在协议时间里复查并签署通过。咨询顾问提供有关本系统管理业务上的一切咨询活动。业务支持由项目经理领导，承担项目具体的实施工作，应由企业主要业务部门的领导或业务骨干组成。关系到项目实施能不能贯彻到基层，每个模块与业务组必须有固定人员组织，他们带着业务中的问题，通过对应用系统的掌握，寻找一种新的解决方案和运作方法，并用新的业务流程来验证。最后协同企业一起制订新的工作规程和准则，他们的工作还包括对其所在单位的培训工作。信息[IT]支持配合系统上线实施；提供系统运行的IT环境、IT需求及IT支持；实施单位质量总监监督项目管理的各项制度是否严格被执行；组织项目阶段评审；项目经理确保每个阶段任务的按时完成；计划和协调项目的运作；为本项目的实施提供质量保证；有规律的准备和递交状态报告；根据项目整体的运行状况，不断更新项目计划和报告；履行、管理实施工作。管理项目预算、人员、资源、日程、产品、质量。设计组为建立系统，进行分析、设计。开发组为建立系统，进行开发、测试。实施组负责数据接入工作，系统安装、调试和对用户的系统管理培训；承担系统的二次开发工作。专业组对项目建设的专业领域进行分析，提供咨询和必要的支持；服务组负责系统售后服务及技术支持。系统集成组网络设计、布线、网络设备安装调试；服务器系统的安装和调试；对用户进行系统管理培训。商务组负责项目建设的商务方面需求的整理、分析和协调6.2项目总体计划项目计划开工时间：20