智慧燃機邊緣計算系統(tǒng)目錄TOC\o"1-3"\h\u27560智慧燃機智能邊緣計算 121994一、項目概述 39047（一）企業(yè)簡介 332229（二）項目背景 312135（三）項目建設(shè)情況 431309二、應(yīng)用場景及建設(shè)方案 521127（一）場景描述 522919（二）技術(shù)架構(gòu) 59776（三）建設(shè)方案 610533三、項目效果 931655（一）項目效益 9285271.實現(xiàn)全廠生產(chǎn)系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)處理與特征數(shù)據(jù)遠傳； 106622（三）推廣前景 1029231四、下一步計劃 11一、項目概述（一）企業(yè)簡介XXXXX熱電有限責任公司成立于2013年，是中央直屬企業(yè)XXXX集團公司及其子公司江蘇發(fā)電有限公司管理下的基層企業(yè)，主要經(jīng)營電力、蒸汽的生產(chǎn)及銷售。公司以創(chuàng)建精品工程為目標，做到高質(zhì)量投產(chǎn)；創(chuàng)新引入前沿技術(shù)，率先打造全國首家智慧電廠，引領(lǐng)電力行業(yè)向更安全、更高效、用人更少、更綠色、更盈利的智能化生產(chǎn)運營發(fā)展，榮獲中國電力科技進步獎二等獎、大唐集團智慧電廠創(chuàng)新單項精品工程。（二）項目背景大唐集團公司為貫徹落實黨中央、國務(wù)院關(guān)于推進信息化和工業(yè)化融合，充分應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、人工智能等新技術(shù)，通過在XXXXX熱電有限公司推動發(fā)電廠側(cè)機組等關(guān)鍵設(shè)備的遠程智能檢測診斷、智能化指標運行分析等服務(wù)。并通過此次試點經(jīng)驗，提出集團內(nèi)邊緣計算平臺建設(shè)在平臺構(gòu)成、硬件規(guī)范、應(yīng)用功能、數(shù)據(jù)采集等方面的技術(shù)要求。（三）項目建設(shè)情況項目建設(shè)目標：1.建立用于發(fā)電領(lǐng)域的基于單向光導傳輸技術(shù)且結(jié)合前后置設(shè)備的跨網(wǎng)絡(luò)安全區(qū)域進行數(shù)據(jù)交換的標準平臺。2.在泰州公司建立基于自主可控硬件的邊緣計算終端系統(tǒng).支撐泰州公司的設(shè)備維護，保障機組安全穩(wěn)定運行。3.引入機器人巡檢數(shù)據(jù)，通過現(xiàn)場增加測點，實現(xiàn)自動點巡檢功能。4.泰州公司邊端功能完成后，在集團大數(shù)據(jù)中心建立機組設(shè)備狀態(tài)分析與故障診斷業(yè)務(wù)主站，針對泰州公司歷史樣板生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行機組設(shè)備訓練建模。5.通過本次邊緣計算項目實施，制定集團公司邊緣計算建設(shè)標準。6.在集團大數(shù)據(jù)中心針對集團發(fā)電側(cè)機組生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行機組設(shè)備的統(tǒng)一訓練建模與建立設(shè)備故障知識庫。項目建設(shè)情況：在泰州公司建立基于自主可控硬件的邊緣計算終端系統(tǒng)，采用標準協(xié)議與生產(chǎn)大區(qū)DCS控制系統(tǒng)進行通信，且對設(shè)備預(yù)警問題自動發(fā)現(xiàn)可能存在的疑似故障，通過歷史故障處理經(jīng)驗智能分析診斷運行狀態(tài)，甄別設(shè)備早期異常征兆，實現(xiàn)早期實時預(yù)警。通過指標分析，提高機組經(jīng)濟效益。邊端功能完成后，在大數(shù)據(jù)中心建立機組設(shè)備狀態(tài)分析與故障診斷業(yè)務(wù)主站，針對泰州公司機組歷史樣板生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行機組設(shè)備的統(tǒng)一建模、訓練與建立知識庫。二、應(yīng)用場景及建設(shè)方案（一）場景描述燃機電廠主、輔機數(shù)量較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其作用是完成從熱能到機械能再到電能的轉(zhuǎn)換過程。設(shè)備與設(shè)備之間的耦合性，系統(tǒng)的復(fù)雜性等都決定了火電廠是一個高故障率和故障危害性很大的生產(chǎn)場所，這些故障都將造成重大的經(jīng)濟損失和社會后果。通過對設(shè)備狀態(tài)參數(shù)進行監(jiān)測和分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)備早期異常、定位異常所屬的部件和原因、全面掌握劣化趨勢，提高了設(shè)備的可靠性、安全性及經(jīng)濟性（二）技術(shù)架構(gòu)邊緣計算系統(tǒng)由云端主站、邊緣計算網(wǎng)關(guān)、邊緣計算終端三部分組成。邊緣計算網(wǎng)關(guān)負責將主站平臺的結(jié)果數(shù)據(jù)分發(fā)到各個邊緣計算終端，邊緣計算終端的計算結(jié)果數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)等也通過邊緣計算網(wǎng)關(guān)上傳到主站平臺。云端主站部署數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗、模型訓練、告警計算等服務(wù)；主站通過數(shù)據(jù)采集服務(wù)采集子站的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)清洗后將清洗后的數(shù)據(jù)交給模型訓練服務(wù)進行訓練，模型訓練完畢后結(jié)果通過邊緣計算網(wǎng)關(guān)下發(fā)至邊緣計算終端；邊緣計算終端部署實時計算程序，實時計算服務(wù)根據(jù)主站下發(fā)的模型訓練結(jié)果通過采集實時數(shù)據(jù)對模型下各個測點進行計算，得出目標值、健康度等值，計算結(jié)果通過邊緣計算網(wǎng)關(guān)發(fā)送會主站，主站告警計算服務(wù)將對目標值等數(shù)據(jù)進行分析，并將結(jié)果與知識庫進行匹配，并將匹配結(jié)果展示，對設(shè)備發(fā)出預(yù)警信息。（三）建設(shè)方案在泰州熱電建立基于國產(chǎn)化硬件的嵌入式邊緣計算終端系統(tǒng)，系統(tǒng)采用標準協(xié)議與生產(chǎn)大區(qū)DCS控制系統(tǒng)進行通信，且對設(shè)備預(yù)警問題自動發(fā)現(xiàn)可能存在的疑似故障，通過歷史故障處理經(jīng)驗智能分析診斷運行狀態(tài)，甄別設(shè)備早期異常征兆，實現(xiàn)早期實時預(yù)警。建立用于發(fā)電領(lǐng)域的基于單向光導傳輸技術(shù)且結(jié)合前后置設(shè)備的跨網(wǎng)絡(luò)安全區(qū)域進行數(shù)據(jù)交換的標準平臺。該平臺基于安全策略，僅對本項目通信協(xié)議進行開放。業(yè)務(wù)主站與邊緣計算終端基于該標準交換平臺進行安全地、高效性地數(shù)據(jù)交換。本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖：本系統(tǒng)主要體系結(jié)構(gòu)如圖：XXXXX電廠前期已進行了智慧電廠建設(shè)，主要的功能模塊在統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺上構(gòu)建，實現(xiàn)了信息互聯(lián)互通數(shù)據(jù)共享；但存在部分系統(tǒng)并沒有完全納入智慧電廠的統(tǒng)一平臺上，存在一定范圍的數(shù)據(jù)與信息孤島，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一展示與數(shù)據(jù)傳輸。本系統(tǒng)將廠內(nèi)已有各廠家系統(tǒng)如輔機診斷系統(tǒng)、巡檢機器人系統(tǒng)在智慧電廠一體化平臺上進行集成，將數(shù)據(jù)進行集中采集轉(zhuǎn)換存儲，傳輸至燃機數(shù)據(jù)中心。通過將電廠原有輔機診斷系統(tǒng)、巡檢機器人系統(tǒng)集成在智慧電廠一體化平臺上，構(gòu)建智能發(fā)電的整體化技術(shù)架構(gòu)，整合各發(fā)電設(shè)備系統(tǒng)以及其他廠家系統(tǒng)等數(shù)據(jù)信息資源。系統(tǒng)同時將對XXXXX原智慧電廠功能進行功能升級完善，對智慧電廠一體化平臺上已有的智能預(yù)警進行升級，實現(xiàn)各個工藝系統(tǒng)、主要設(shè)備智能預(yù)警功能，實現(xiàn)燃機熱通道的預(yù)警診斷功能。系統(tǒng)基于燃氣輪機數(shù)據(jù)，采用模型和算法相結(jié)合的方式，針對燃氣輪機進行早期故障預(yù)警。功能主要包括：燃氣輪機關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)測；全負荷范圍內(nèi)燃燒部件故障預(yù)警；考慮燃機旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的故障定位；壓氣機設(shè)備預(yù)警；透平段預(yù)警等功能。發(fā)電設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)以及巡檢系統(tǒng)等電力設(shè)備和系統(tǒng)在邊緣側(cè)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，不可能將所有數(shù)據(jù)不經(jīng)處理的情況下進行傳輸。以實現(xiàn)在統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)、標準下，構(gòu)建智能發(fā)電整體化技術(shù)架構(gòu)，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理計算。通過系統(tǒng)集成，實現(xiàn)管理數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)的深度融合，充分挖掘信息和數(shù)據(jù)資源的價值，將處理后的數(shù)據(jù)按統(tǒng)一標準進行數(shù)據(jù)傳輸至大唐集團燃機數(shù)據(jù)中心。三、項目效果（一）項目效益燃機電廠主、輔機數(shù)量較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其作用是完成從熱能到機械能再到電能的轉(zhuǎn)換過程。設(shè)備與設(shè)備之間的耦合性，系統(tǒng)的復(fù)雜性等都決定了火電廠是一個高故障率和故障危害性很大的生產(chǎn)場所，這些故障都將造成重大的經(jīng)濟損失和社會后果。通過對設(shè)備狀態(tài)參數(shù)進行監(jiān)測和分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)備早期異常、定位異常所屬的部件和原因、全面掌握劣化趨勢，提高了設(shè)備的可靠性、安全性及經(jīng)濟性。通過項目實施預(yù)計達到以下經(jīng)濟效益成果:1.實現(xiàn)全廠生產(chǎn)系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)處理與特征數(shù)據(jù)遠傳；2.存儲完整的時間序列數(shù)據(jù)，具備3年以上的歷史數(shù)據(jù)存儲能力；3.實現(xiàn)設(shè)備預(yù)測性維護及故障預(yù)測提前時間不小于1小時；4.減少機組非停0.5次/年；5.通過項目實施可提升經(jīng)濟效益30萬/年。社會效益：本項目實現(xiàn)電廠側(cè)設(shè)備邊緣計算及數(shù)據(jù)處理，遠程至集團數(shù)據(jù)中心。項目的成功應(yīng)用具備可復(fù)制性，可全面推廣集團應(yīng)用，從而帶來巨大的社會效益。（三）推廣前景基于云邊協(xié)同的故障診斷業(yè)務(wù)系統(tǒng)，針對集團熱電機組歷史樣板生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行機組設(shè)備的統(tǒng)一建模、訓練與知識庫建立。同時在電廠建立基于自主可控硬件的嵌入式邊緣計算終端系統(tǒng)，系統(tǒng)采用標準協(xié)議與生產(chǎn)大區(qū)DCS控制系統(tǒng)進行通信，