2023水电机组基于大数据分析的状态检修

水电厂计算机监控大数据分析下的状态检修技术2019年11月目 录11设备状态监测与检修技术原理23智能水电厂状态监测检修技术状态监测检修大数据平台应用技术4南瑞集团大数据应用介绍状态监测目的及定义状态监测目的防止突发事故，保证机组运行安全；新投产起动试运行过程发现问题，优化机组特性；机组正常运行过程避开非正常状态运行，延长机组寿命；提高设备运行健康监测和分析水平，为技术监督、技改和状态检修提供重要参考。机组状态监测系统定义利用计算机技术对机组运行过程振动、摆度、压力脉动、空气间隙等状态参数连续采集和在线监测，实时掌控机组当前工作状况，采取多种手段进行分析诊断，自动记录设备状态数据并生成设备状态报表，及时发现故障隐患，并进行报警监视和事故追忆，以减少破坏性事故发生，指导机组安全、可靠、经济运行。状态监测发展历程简单仪表显示单机监测局域网监测分析

简单仪表局域网监测分析

单机监测广域网远程分析诊断状态监测对象状态监测对象状态监测系统组成主机数据服务器、WEB服务器、工程师工作站。网络设备交换机、隔离装置、防火墙、光纤收发器。在线监测设备标准屏柜、SJ90现地采集工作站、辅助电源模块。传感器信号采集处理传感器、变送器、人工输入等信号信号采集处理传感器、变送器、人工输入等信号连接电缆屏蔽信号电缆、通信光缆、动力电缆等。应用软件水电机组状态监测与分析系统系列软件。

分析诊断、事故追忆分析诊断、事故追忆状态监测、振摆保护数据传输数据传输状态监测系统功能模块统。典型状态监测系统结构统。作为状态监测使用的状态监测装置可独立运行，通过I/O接口与监控系统联接，也可以通过网络系统，与状态监测服务器构成中小机组的状态监测与分析系典型状态监测系统结构作为状态监测使用的装置监测装置可独立运行，通过I/O接口与监控系统联接，也可以通过网络系统，与状态监测服务器构成大中型机组的状态监测与分析系统。 机组状态监测测点连接示意图典型混流式机组状态监测测点典型机组状态监测传感器机架振动：频速度式传感器。摆度：涡流传感器、平板电容传感器。键相/转速：电涡流传感器。水压脉动：压力变送器。定子铁芯振动：压电加速度传感器。气隙、磁通量：平板电容传感器。有功/无功、励磁电压/

振动传感器

电涡流摆度传感器局部放电：EMC电容耦合器。定子线棒振动：光纤加速度器。空化空蚀：超声传感器。机组流量：超声波流量计。

压力脉动变送器 气隙及磁通量传感器 压电加速度传感器

光纤加速度传感器常用机组状态监测传感器安装示例压电加速度传感器

振动速度传感器

压力脉动变送器 气隙及磁通量传感器 光纤加速度传感器 定子测温传感器

摆度和键相电涡流传感器 发电机局部放电耦合器水电设备状态监测分析功能水电机组状态监测图谱分析典型界面主监视图 棒图 波形频谱轴心轨迹 轴心姿态 历史波形分析机组振摆保护项目机组振摆保护项目机组振摆保护机组在线监测设备属性保护控制设备监测设备可靠性要求高一般系统结构简单较复杂功能要求简单齐全电力二次系统安全防护分区控制区(安全区I)非控制区(安全区Ⅱ)测点对象较单一，机械：振动、摆度较全面，机械、电气、水力振动、摆度、压力脉动、气隙、磁通量、局放等测点数量少多机组振摆保护==机组振摆越限停机机组振摆保护设计原则 监测系统相互独立时跳闸停机“单一功能”保护装置中各模块均可独立工作保护动作出口只设一个回路，接入监控，启动“机械事故”停机流程告警/保护策略应简单，保护定值应结合机组工况，采取“一厂一策”或“一机一策”后台数据应具备数据记忆功能机组振摆保护技术要求机组振摆越限停机综合逻辑机组分工况振摆越限监测预警流程 机组振摆越限停机保护流程状态检修意义状态检修意义提高设备完好率和健康水平，保证设备安全运行，对于运行良好设备适当延长检修周期，减少人力物力浪费，避免设备过剩维修；备维修成本以及提升资产生命周期表现具有重要意义。状态检修目标找出设备检修的合理间隔,延长设备寿命,提高设备可靠性,降低运行检修费用,提高企业经济效益。检修指导方针

最优检修模型比例构成“减少计划检修，避免事后检修，发展状态检修，提倡最优检修。”国内外状态检修发展水平火（核）电设备国内火（核）电状态检修开展得相对较好（北仑、外高桥、邹县、大亚湾等）。点检定修制基础上采用以可靠性为中心的维修管理(ReliabilityCenteredMaintenance，简称RCM)思想，通过引进新的管理技术、手段（如美国电力科学协会SRCM软件）开展设备状态检修的管理体制、管理方法，取得了较好效果。水电设备修体制和管理方法。其中广蓄、三峡、松江河、白山、葛洲坝等电厂在状态检修工作方面进行了一些富有成效的探索。总结国外较国内开展得较好；国内处于探索阶段，火电机组状态检修工作较水电好。国外设备状态检修：“技术支撑系统+各级技术专家团队”实现“设备综合状态评价+综合缺陷诊断”的检修=基于“设备综合状态评价”的定期检修。国内火电厂状态检修根据设备重要性，在现行定修为主的基础上，有选择对进行，处于初级阶段水平。具体做法：以“点检定修”为基础，加强设备的状态监测和评估，引进RCM软件，优化检修策略，逐步推进辅助设备状态检修。水电机组的状态检修工作还处于监测水平。水电机组小修基本沿用计划检修模式，个别条件较好的电厂大修不再按照计划检修模式。国内外状态检修发展水平法国电力公司(eDF第一层：监测部CREEX负责24小时的设备状态监测，职能类似中控室值班人员，发现异常后，通知IPR技术人员进行第二阶段的数据分析。第二层：IPR技术人员对异常设备数据进行深入分析，找出设备缺陷原因并给出现场运行建议，如是否停机、限制运行等，并给出维护检修建议，由现场运维单元GU同时IPR也负责定期提供设备状态的专业技术评估。第三层：IPR可以胜任绝大部分设备状态数据分析的工作，但如有疑难故障无法查找原因时，IPR将会申请通用技术中心进行协助，由组织DPIH的技术专家网调动相关专家进行分析诊断，并在一周内给出反馈，快速的反应速度保证了收益。eDF成效2014年1月到9月，40个水电站接入了CREEX，截至12月已经检测出160个异常事件，其中50个涉及发电设备状态参数变化，避免30次非计划停机，减少约15%-20%故障停机率。IPR制定了140项对策，包括一些小型检修工作，使出现异常的设备恢复到正常状态，避免更严重事故发生。行业动态各发电集团建设状态监测平台的需求较多 对水电设备状态监测的促进 相关行业标准陆续发布或正在编制状态监测状态检修相关行业标准水轮发电机组在线监测系统技术条件(DL/T1197-2012)（中水顾问集团北京院主编）水电站主设备状态检修管理技术导则(DL/T1246-2013)（三峡集团主编）智能水电厂技术导则（DL/T1547-2016）（国网电科院主编）水轮发电机组振动摆度装置技术条件(DL/T1804-2018)（国网电科院主编）水电厂设备状态检修决策支持系统技术导则(DL/T1809-2018)（国网电科院主编）状态监测状态检修相关行业标准智能水电厂技术导则标准规定了智能水电厂的基本要求、体系结构、功能要求及调试与验收要求。标准规定，机组振摆保护应部署在安全I区；主设备状态在线监测应部署在安全II持智能应用组件应部署在管理信息大区。开始设备信息收集运行开始设备信息收集运行否 水电站主设备状态检修管理技术导则决策层决策机构设备状态评估设备诊断分析、评价专业层 技术专家设备状态评估设备诊断分析、评价是否需要检修是检修计划检修策略执行层是否需要检修是检修计划检修策略规定了状态检修工作流程：信息收集→诊断分析→状态评价→检修实施检修后评价和持续改进状态评估→检修策略→检修实施检修后评价和持续改进状态监测状态检修相关行业标准水电厂设备状态检修决策支持系统技术导则规定了水电厂主要设备状态检修决策支持系统的总体要求、功能及性能要求等。水电厂设备状态检修决策支持系统功能框图故障诊断技术取得新进展，基于智能水电厂一体化管控平台的状态检修辅助决策支持系统的试点应用故障诊断技术取得新进展，基于智能水电厂一体化管控平台的状态检修辅助决策支持系统的试点应用系统涵盖水轮机、发电机、变压器、GIS等重要机电设备，逐步建立起涵盖水电站所有主辅设备的状态监测完整体系系统架构基于大数据、统一平台的多层次、分布式、全系列诊断模式，各子系统融入统一平台，逐步过渡到设备管理集中、平台统一、数据标准、运维检修综合决策评估的全新模式目 录11状态监测技术原理23智能水电厂状态监测与状态检修技术状态监测检修大数据平台应用技术4南瑞集团大数据应用介绍面临问题目前水电站的设备系统自动化水平较高，但是依然存在数据采集分散、数据处理缺乏系统性、访问受限、数据价值未深度挖掘等现实局限性，特别是各种设备的状态信息，分散在不同的系统中，数据格式不统一、互不通讯，无法实现数据的共享，与电厂生产管理需要存在较大差距。CBACBACBACBA面临问题不同监测子系统数据的集成和网络建设容易，但不同系统的数据统一不彻底，造成后期形成新的“功能软件烟囱”。监测系统监测系统监测系统分析系统监测系统监测系统监测系统分析系统分析系统分析系统设备设备设备数据中心设备设备设备CBACBA构筑设备健康状态主题数据中心，运用诊断分析系统、检修策略定级等高级应用算法及模型实现电站设备的状态评估、故障诊断及状态预测。构筑设备健康状态主题数据中心，运用诊断分析系统、检修策略定级等高级应用算法及模型实现电站设备的状态评估、故障诊断及状态预测。立足电站一体化数据及应用平台的构建，实现发电机、水轮机、变压器等水电厂主设备状态数据的采集、特征计算、实时监测、故障录波、性能试验记录及技术诊断，为不同设备提供统一数据接入模型和分析诊断模型，为电站设备定修向状态检修的过渡提供技术保证。借鉴设备全寿命周期资产管理思想，采用符合IEC61850-MMS网络通信国际标准进行数据传输和共享,建立电站统一设备状态监测检修信息平台。技术定位立足电站一体化数据及应用平台的构建，实现发电机、水轮机、变压器等水电厂主设备状态数据的采集、特征计算、实时监测、故障录波、性能试验记录及技术诊断，为不同设备提供统一数据接入模型和分析诊断模型，为电站设备定修向状态检修的过渡提供技术保证。借鉴设备全寿命周期资产管理思想，采用符合IEC61850-MMS网络通信国际标准进行数据传输和共享,建立电站统一设备状态监测检修信息平台。建设目标实现思路建设目标实现思路层次划分《智能水电厂技术导则》系统架构安区 安区 管信息信息通讯综合监管故障录波电能量计量保护信息管理安全防护管理主设备状态检修应急指挥大坝安全评估状态监测经济运行系统信息通讯综合监管故障录波电能量计量保护信息管理安全防护管理主设备状态检修应急指挥大坝安全评估状态监测一体化平台数据中心抽水调度控制自动电压控制自动发电控制一体化平台数据中心抽水调度控制自动电压控制自动发电控制防火墙

……一体化平台数据中心一体化平台数据中心

防火墙………WEB发布WEB发布工业电视系统工业电视系统一体化平台一体化平台生产管理系统生产管理系统数据中心水电标准通信总线数据中心消防系统DL/T890(WebService)消防系统水电标准通信总线DL/T860(MMS)

水电标准通信总线DL/T860(MMS)

水电标准通信总线DL/T890(WebService)继电保护稳定控制调速单 现 振 励继电保护稳定控制调速元 地 摆控 保 ……层 制 护 磁

主设备状态 ……监测采集

大坝 工安 业 消 ……全 电监 视 防测水电标准通信总线DL/T860(GOOSE,SV)

水电标准通信总线DL/T860(GOOSE,SV)智能传感智能传感辅机控制智能终端合并单元过程层智能传感智能传感辅机控制智能终端合并单元几个关键点振摆保护、主设备集中状态监测、一体化平台、主设备状态检修现地设备数字化光纤光栅振动 摆

振摆保护装置

监测装置传感器数字化气隙 局放

采集装置数字化…… 数字化信息数字化、通信网络化采用智能电子装置（IED）及智能设备自动完成采集、测量、控制、保护等基本功能光纤光栅传感器可感知的物理量：温度、应力、应变、位移、压力、加速度……广泛使用于：大型结构工程安全监测电力工程高压电缆及开关柜温度

节省电缆

绝缘性好石油及航天工程等等 定子光纤测温长期稳定性好 抗干扰性强上端布线局部图上端布线局部图光纤光栅传感器某电站定子内部测温链方案某电站定子内部测温链方案光纤光栅传感器定子外部测温链（老机组）定子外部测温链（老机组）状态监测系统服务器

以太网

光纤光栅解调仪信号传输光缆光纤配线架光缆机组监测断面光纤光栅传感器现地采集保护装置信息通讯综合监管故障录波电能量计量保护信息管理安全防护管理主设备状态检修应急指挥大坝安全评估状态监测安I区 安区 管信息经运行信息通讯综合监管故障录波电能量计量保护信息管理安全防护管理主设备状态检修应急指挥大坝安全评估状态监测自动电压控制自动发电控制厂站层自动电压控制自动发电控制一体化平台

抽水调度控制抽水调度控制生产管理系统防火墙生产管理系统

……一体化平台

物理隔离

防火墙………WEB发布WEB发布工业电视系统工业电视系统一体化平台一体化平台数据中心

数据中心

水电标准通信总线数据中心消防系统DL/T890(WebService)数据中心消防系统水电标准通信总线DL/T860(MMS)

水电标准通信总线DL/T860(MMS)

水电标准通信总线DL/T890(WebService)元单继 稳 现 振 调 电 定 地 摆元保 控 控 保 ……层护 制 制 护 速 磁

主设备状态 ……监测采集

大坝 工安 业 消 ……全 电监 视 防测水电标准通信总线

水电标准通信总线DL/T860(GOOSE,SV)智能传感智能传感辅机控制智能终端合并单元过程层智能传感智能传感辅机控制智能终端合并单元现地采集保护装置厂站层厂站层一体化平台安全I区安全II区一体化平台MMS网1MMS网2单元层来自监控等工况量GOOSE网1GOOSE网2工况多，分工况组态判断、设置限值和延时停机令、越限报警单元单元单元过程层终端峰峰值终端振摆波形防火墙振动摆度传感器状态监测传感器状态监测传感器状态监测传感器振动摆度传感器较图例MMS光纤1MMS光纤2Goose/SV光纤1Goose/SV光纤2 传统IO电缆 发电机层 水轮机层

发电机层

水轮机层

尾水层现地采集保护装置振摆保护测控装置：采用与监控等系统的智能测控装置统一硬件平台，支持MS/GOOSE/SV，强大的逻辑组态功能，能适合抽蓄复杂的分工况逻辑组态保护功能智能终端及状态监测智能采集单元：基于FPGA 和嵌入式Linux操作系统，实现高速同步采集控制和硬件FFT技术，具有高速采集、模块化、快速数据交换等特点的状态监测装置基于一体化平台的状态监测软件主设备状态检修安I区 安区 管信息主设备状态检修自动电压控制自动发电控制经济运行系统自动电压控制自动发电控制一体化平台数据中心一体化平台数据中心

抽水调度控制抽水调度控制

状 保 电 故态 护 能监信 量 障 监息 录测 管 计 波理 量

大坝安全评估应急指挥大坝安全评估应急指挥一体化平台数据中心一体化平台数据中心

防火墙…信息通讯综合监管安全防护管理……信息通讯综合监管安全防护管理WEB发布WEB发布工业电视系统工业电视系统一体化平台一体化平台生产管理系统生产管理系统数据中心水电标准通信总线数据中心消防系统DL/T890(WebService)消防系统水电标准通信总线DL/T860(MMS)

水电标准通信总线DL/T860(MMS)

水电标准通信总线DL/T890(WebService)继电保护稳定控制调速元单 现 振 地 摆继电保护稳定控制调速元控 保 ……层 制 护 磁

主设备状态 ……监测采集

大坝 工安 业 消 ……全 电监 视 防测水电标准通信总线

水电标准通信总线DL/T860(GOOSE,SV)智能传感智能传感辅机控制智能终端合并单元过程层智能传感智能传感辅机控制智能终端合并单元基于一体化平台的状态监测软件功能目标功能目标应用组件应用组件专业应用组件高级应用组件统一平台统一数据中心统一基础服务统一人机界面统一模型统一信息模型结构框图基于一体化平台的状态监测软件结构框图基于一体化平台的状态监测软件统一模型——IEC61850通信信息模型统一模型——IEC61850通信信息模型DL/T860.7410电力自动化通信网络和系统 第7-410部分：基本通信结构水力发电厂监视和控制用通信DL/T860.7510电力自动化通信网络和系统 第7-510部分：基本通信结构水力发电厂建模原理与应用指南GB/TXXXXX 智能水电厂公共信息模型技术规范（在编）基于一体化平台的状态监测软件统一模型——设备管理模型基于一体化平台的状态监测软件统一模型——设备三维模型统一应用平台基于一体化平台的状态监测软件统一应用平台统一数据中心统一基础服务统一人机界面统一数据中心统一基础服务统一人机界面水电厂设备状态监测检修统一平台基于一体化平台的状态监测软件统一数据中心安全统一数据中心安全I区安全II区正向同步管理信息大区实时反向同步实时数据中心实时数据中心+历史数据中心数据中心之间自动同步/历史库统一访问接口/分布式灵活部署方式数据库接口一致性封装正向同步基于一体化平台的状态监测软件专业应用组件水轮机专业应用组件

波形频谱分析空间轴线分析瀑布图分析机组稳定性监测分析振摆趋势分析

GIS设备专业应用组件

局放监测分析微水密度分析SF6气体温度分析SF6气体压力分析发电机专业应用组件

磁极轮廓分析气隙监测分析局放监测分析振摆趋势分析

变压器设备专业应用组件

主变油色谱分析 主变套管监测分析 主变局放监测分析主变局放监测分析主变绕组温度监测分析主变运行工况监测分析基于一体化平台的状态监测软件高级应用组件高级应用组件智能报警 高级应用组件 趋势预警 状态趋势分析 高级应用组件 趋势预警

安全高效运行状态检修风险评估 离线分析 状态评价风险评估

智能决策指导设备管理等设备管理等 基于一体化平台的状态监测软件主设备评价与决策支持系统电能量计量保护信息管理安I区 安区 管信息电能量计量保护信息管理自动电压控制自动发电控制经济运行系统自动电压控制自动发电控制一体化平台数据中心一体化平台数据中心

抽水调度控制 状态监测抽水调度控制状态监测防火墙

大坝故障录波…… 故障录波全评估一体化平台数据中心一体化平台数据中心

主 应 设 急 备 态指 状 态挥 检 一体化平台修 一体化平台

防火墙…信息通讯综合监管……信息通讯综合监管……工业电视系统WEB发布工业电视系统生产管理系统生产管理系统数据中心水电标准通信总线数据中心消防系统DL/T890(WebService)消防系统水电标准通信总线DL/T860(MMS)

水电标准通信总线DL/T860(MMS)

水电标准通信总线DL/T890(WebService)继电保护稳定控制调速元单 现 振 地 摆继电保护稳定控制调速元控 保 ……层 制 护 磁

主设备状态 ……监测采集

大坝 工安 业 消 ……全 电监 视 防测水电标准通信总线

水电标准通信总线DL/T860(GOOSE,SV)智能传感智能传感辅机控制智能终端合并单元过程层智能传感智能传感辅机控制智能终端合并单元水电机组状态监测状态检修水电机组状态监测状态检修生产管理状态检修变电设备状态监测状态检修决策支持故障诊断专家系统从平台获取设备相关基础资料、设备实时/历史数据等反映设备健康状态的特征参数，通过状态评价模型及风险评估模型的建立，实现设备当前健康状况的评估及风险分析，最终结合检修策略模型进行综合评判和推理，给出设备综合评估报告及其维修维护建议。符合行业标准《DL/T1809备状态检修决策支持系统技术导则》及《DL/T1246水电站设备状态检修管理导则》。主设备评价与决策支持软件4趋势分析4

状态预测报警预警 3 6 故障诊断5图形报表 25数据存管 1

主要功能模块

7 状态评价8 决策支持主设备评价与决策支持软件功能框图功能框图主设备评价与决策支持软件设备管理建模设备管理建模实现设备层次管理模型树构建及所有设备状态信息参数唯一标识设备管理建模设备编码方法设备编码体系：KKS编码；生产管理系统（PMS）设备代码；自定义设备编码（编码唯一性）。

设备管理建模方法发明专利授权证书

水电厂主设备模型树厂站代码专业性质代码设备类型代码设备代码部件代码参数类型代码参数代码属性代码XXXXXXXXXXXXXXXXXXX典型水电厂设备管理建模设备编码方法主设备评价与决策支持软件设备状态评价设备状态评价状态评价模型获取部件状态量特征数据计算部件状态量值评价部件健康状态评价设备健康状态设备状态正常€检修策略注意€检修策略异常€检修策略严重€检修策略状态评价功能依据水电主设备状态特征量和状态评价相关导则标准，对反映设备健康状态的各状态量指标项数据进行分析评价，并最终得出设备总体健康状态等级。主设备评价与决策支持软件设备运行风险评估风险评估模型 风险评估流程设备运行风险评估R=AxFxP;设备信息进行离散化，得到资产价值量化值A;统计故障信息，分配权重，得到资产损失程度F;根据状态评价分值，得到设备平均故障率P;综合计算得到量化的设备风险值R。设计原则《输变电设备风险评估导则（试行）》；《油浸式变压器状态检修导则》；《SF6高压断路器状态检修导则》。主设备评价与决策支持软件变电设备故障诊断基于三比值法的变压器故障诊断变压器BP神经网络法诊断基于案例的诊断故障树诊断基于案例的诊断故障树诊断D-S结果融合专家系统诊断特征提取数据获取最终诊断结果基于案例诊断水电机组故障诊断专家系统诊断故障树诊断基于案例诊断融合诊断

变电设备故障诊断流程《水电站事故案例与分析 中国水力发电工程学会一等获奖证书》主设备评价与决策支持系统设备运行趋势预测设备运行趋势预测设备健康状态评估状态预测模块功能简图

设备状态参数趋势预测样本选择过程示意图主设备评价与决策支持系统设备运行趋势预测设备运行趋势预测设备状态参数趋势预测数学模型示意图

基于时间序列法的设备状态参数趋势预测示例主设备评价与决策支持系统设备检修决策设备检修决策设备检修决策建议模块功能简图决策建议模块自动生成设备状态综合报告主设备评价与决策支持软件设备状态综合报告设备状态综合报告提供反映水电站各主要设备状态分析、诊断、评估结果的综合报告，根据各主要设备状态量的数值和变化趋势，对各主要设备进行诊断分析、状态评价和状态评估，构建设备健康档案。主设备评价与决策支持软件系统特点设备状态监测分析诊断，实现基于设备状态评估及及状态评价系统特点运用统一设备建模评估从设备对象来看，我们已经做过研究的：•从设备对象来看，我们已经做过研究的：• • 主变压器状态评估及故障诊断方法• 断路器状态评估及故障诊断方法• 调速系统状态评估及故障诊断方法• 励磁系统状态评估及故障诊断方法• 继电保护装置系统状态评估及故障诊断方法主设备评价与决策支持软件关键技术大数据技术

技术

物联网技术状态监测与检修

技术

可视化技术人工智能技术统一建模技术

故障诊断技术目 录11状态监测技术原理23智能水电厂状态监测与状态检修技术状态监测检修大数据平台应用技术4南瑞集团大数据应用介绍水电设备状态检修存在问题A存在问题

水电设备状态数据主要依赖人工整理、分析与运用，缺乏及时、有效的自动化评估诊断分析；亟待结合现场试验情况与生产数据中心（主要由计算机监控系统采集）已积累的海量数据，挖掘这些数据对设备运维检修的价值。B收集和存储的数据存在部分监测装置监测的数据不准确、不够丰富，部分样本库缺乏典型性，不足以全面掌握设备的状态与故障机理的关系，不足以利用现有数据挖掘出所有设备状态与其检修策略的对应关系。BC国内外现有的诊断评估模型、可靠性分析模型等所用到的参数，多由行业内专家经验所得，或仅能在特定情形下适用，如：状态量阈值的确定、可靠性评估中对故障率的预测、风险的量化等级评定等，无法在合理、全面的层次上构建设备的状态评估、诊断预测与可靠性分析模型，模型精确度与普适性较受限，需要在基于大数据平台的新技术以及海量、多维数据的基础上，优化水电设备的诊断评估及可靠性分析模型。C水电远程监测诊断平台发展思路技术驱动业务延续发展技术驱动业务延续发展应用应用人员业务技术业务时间业务时间空间（机组）

整合多维度水电机器数据生产监测智能分析3.构建智能水电设备分析诊断平台生产监测智能分析3.构建智能水电设备分析诊断平台技术驱动业务延续发展技术驱动业务延续发展水电远程监测诊断平台发展思路实时监测、智能分析、诊断评价一体化24实时监测、智能分析、诊断评价一体化24智能报警筛选异常设备远程专家即时分析诊断减少现场工作量和压力检修后设备质量评价基于机器数据智能分析预测掌握设备状态、性能效率水电状态监测诊断大数据应用平台组成大数据中心搭建生产应用中心大数据中心搭建生产应用中心信息化标准体系信息安全防护体系应用管理平台……应用2应用1洗与整合信息化标准体系信息安全防护体系应用管理平台……应用2应用1数据服务分析环境组态工具开发环境系统应用平台搭建数据服务分析环境组态工具开发环境大数据中心大数据中心综合分析移动应用平台搭…….HDFS非结构数据关系数据时序数据…….HDFS非结构数据关系数据时序数据HiveHbase数据采集数据采集数据源数据源数据采集、清洗治理和模型构建数据源数据源数据采集数据处理数据模型数据存储数据管控序号数据来源所属系统1机组振摆数据机组稳定性在线监测系统2机组气隙磁场数据机组气隙磁场在线监测系统3发电机局放数据发电机局放在线监测系统4主变油中气体数据主变油色谱在线监测数据5主变局放数据主变局放在线监测系统6主变铁芯夹件电流数据主变铁芯夹件电流在线监测系统7主变高压套管介损及电容数据主变高压套管介损及电容在线监测系统8调速器运行状况数据调速器9人工巡检数据ERP系统10离线预试数据（含带电检测）ERP系统11设备缺陷数据ERP系统12监控系统数据集控系统13水调数据梯级水调系统14…….…….数据采集、清洗治理和模型构建大数据技术加载Sqoop、Flume、Spark、Kafka数据源 数据采集 数据处理大数据技术加载Sqoop、Flume、Spark、Kafka数据采集、清洗治理和模型构建数据源数据源数据采集数据处理数据模型数据存储数据管控数据清洗、转换工具数据清洗、转换工具基于开源kettle基础上，封装可视化数据处理工具，包括数据抽取、转换、装载、清洗。可视化数据清洗工具数据采集、清洗治理和模型构建数据源数据采集数据源数据采集数据处理数据模型数据存储数据管控物理建模依据水电公共信息模型（HCIM）、基本通信结构（BCS）进行物理建模，提供了一整套逻辑模型映射逻辑模型-映射-物理模型基本数据类型映射逻辑模型-映射-物理模型基本数据类型映射枚举数据类型映射对象标识映射实体类映射数据采集、清洗治理和模型构建数据源数据源数据采集数据处理数据模型数据存储数据管控 数据源 时序数据生产系统电厂设备时序数据生产系统电厂设备流计算Storm时序数据OpenTSDBSCADA 实时数据库半结构化数据故障文件（CSV）结构化数据数据中心业务系统数据中历史数据中心心外部信息天气信息 地理信息非结构化数据Office文档、图像文件日志文件HDFS分布式文件系统Hbase列式存储资源调度EAMERPPLMZookeeper集群内存计算Spark结构化数据HiveYarn结构化数据HiveYarn时序数据Hbase/PhoenixOpenTSDB结构化数据MysqlMySQL集群MysqlMysql集群Hive/HDFSMysql集群非结构化数据MongoDBMongoDB集群（HDFS）MongoDB数据采集、清洗治理和模型构建数据源数据采集数据源数据采集数据处理数据模型数据存储数据管控数据管控体系技术层面元数据管理数据模型管理数据标准管理数据质量管理数据运维管理大数据应用平台 数据应用 数据分析数据处理tungsten数据存储

流式计算大数据应用平台总体技术路线总体技术路线高速计算Storm、脚本计算……内存数据库共享内存、Memcached……

消息队列总线消息、Kafka……数据存储Oracle、

数据可视化SQLServer、InfluxDB……

SWING、HTML5、eCharts、Flash、FineReport、SVG、GIS、多媒体……大数据应用平台总体技术路线总体技术路线实时性综合采用内存数据库+Storm流式计算框架，确保实时数据的高效实时计算，无数据堆积

可靠性利用双网、磁盘阵列、双Server等技术，可避免单点故障，实现业务服务主体自动切换。接口多 实时性 可靠性 高性能 易扩展性高性能SOA面向服务模式->微服务模式的转换，将业务进行重新梳理，更大大提高了系统性能与负载能力。

易扩展性BS、CS、APP均采用组态方式展性；大数据应用平台关键技术关键技术数据整合关系数据与分布式存储同步技术、文件采集与处理技术、实时数据采集技术数据存储分布式文件系统、列式存储数据库（Hadoop、HBase）数据计算内存计算技术、流数据处理技术数据分析数据挖掘(DataMining),图形图像，视频，音频等)。大数据应用平台系统总体架构大数据应用平台业务功能信息化标准体系生产应用中心业务功能信息化标准体系生产应用中心信息安全防护体系分析环境组态工具开发环境应用管理平台……应用2应用1时序数据数据源数据采集HDFSHbaseHive ……. 非结构数据关系数据数据服务设备故障智能预警设备全景信息展示与查询智能报警与趋势分析设备健康状况评估、运行决策及检修决策设备运行特征挖掘生产报表与报告移动工作平台大数据应用平台大数据应用平台

远程状态监测设备全集信息展示与查询二三维图像展示设备全集信息展示与查询二三维图像展示

设备数据分析运行趋势分析水轮机及引水机构发电机水轮机及引水机构发电机设备故障智能预警轴系变压器重要辅机智能报警与趋势分析智能报警与趋势分析设备运行特征挖掘

设备健康状态评估设备健康状态评估、运行及检修决策设备运行决策设备健康状态评估、运行及检修决策设备检修决策状态移动告警 预定义报表预定义报表生产报表与报告自定义报表 生产报表与报告

指标移动管理移动工作平台移动驾驶舱 移动工作平台分类监测界面分类监测界面上、下机架振摆监测上导、水导振摆监测压力脉动监测定子铁心振摆监测顶盖振摆监测发电机上导轴承监测发电机下导轴承监测发电机推力轴承监测发电机定子温度监测发电机定子绝缘监测发电机定子圆度监测发电机定子振动监测发电机转子磁极机械特性监测发电机转子匝间短路监测发电机电气性能监测发电机空冷器监测水导轴承监测水导冷却系统监测导水机构监测严重水力不平衡监测运行工况监测调速器系统状态监测变压器油色谱监测变压器高压套管监测变压器铁心监测冷却器冷却系统监测GIS状态监测SF6气体监测GIS局放监测断路器监测实时在线监测实时在线监测通过各种通用的和定制的组件，根据需要组态成各种由数值、曲线、图表等组成的实时监测界面，从不同的角度、分层次地显示出各电厂各监测设备的各种状态信息。设备远程状态监视与分析综合监测分析综合监测分析监测分析界面，实时监测所有联网电站及其设备的运行状态、报警状态信息；通过报警信息汇总界面可全面掌握所有监测设备的报警状态。设备远程状态监视与分析专业分析组件——运行趋势分析设备生产数据历史趋势分析辅助设备性能分析散点图分析相关量分析偏差分析同一/不同机组比较分析数字特征分析开关量统计分析最值分析机组优化运行状态分析设备运行状态报表生成设备智能监视智能数据维护智能系统诊断设备远程状态监视与分析专业分析组件——相关关系分析上导轴承X向摆度与机组有功关联分析机组振摆稳定性与工况参数的相关关系规律模型举例混频幅值（μm）混频幅值（μm）混频幅值（μm混频幅值（μm）混频幅值（μm）混频幅值（μm）专业分析组件——对比分析专业分析组件——对比分析某电站4台机组振动类比结果250200有功功率（MW）150320325330335340水头（m）31515032020050502503303401001001501501002002002001F机组2F机组3F机组4F机组250250300300300机组二维趋势图对比功率-混频幅值350机组二维趋势图对比水头-混频幅值350机组三维趋势图对比不同电站机组间的类比分析设备远程状态监视与分析专业分析组件—设备状态趋势及预测模型推力轴承的运行状态预测模型举例设备故障智能预警报警预警综合管理报警预警综合管理通过监视主设备运行工况和运行状态，对数据越限、梯度越限、数据缺失等事件综合分析判断后自动告警，并具备可组态的报警发送策略，能保存和查询历史报警事件。设备全景信息展示与查询设备全景信息跟踪、统计和查询定位生产运维期信息化布局的核心，以创新管理模式、提高管理效率、提升管理水平为目设备全景信息跟踪、统计和查询标，以信息化技术为手段实现水电厂的设备全景信息跟踪和综合分析管理。进行综合分析。设备信息多维度展示设备全景信息展示与查询设备信息多维度展示实现对设备的名称、型号、分类、技术参数、技术资料、备品备件、工单、定期工作、巡点检、检修、试验、维护、异动、技改、缺陷与隐患等一系列管理行为进行集中展现。设备全景信息展示与查询二三维图像展示二三维图像展示设备全景信息能通过三维立体展示，针对混流式机组、灯泡贯流式、轴流转浆式机组建立不同的展示模型。实现温度、振动、摆度、电流、电压、压力、负荷等实时数据显示在三维立体界面中。设备健康状态评估、运行及检修决策设备健康状态的评估设备健康状态评估应用软件业务框架设备