【案例推介】2020AIOT“种子工程”TOP30典型案例：智能化风场集控数据平台及控制功能升级改造

  

活动简介

AIOT“种子工程”由北京物联网智能技术应用协会联合十多家行业组织共同发起，旨在通过遴选和推荐一批AIOT领域具有代表性的、对行业和企业具有较强借鉴意义和推广价值的优秀产品、解决方案和成功案例，给企业数字化转型加力添火，加速AIOT新技术的推广应用、新模式的孵化、新业态的涌现，助推传统产业转型升级和新兴产业整体性突破，帮助更多企业抓住“新基建”带来的市场机遇。2021中国（北京）5G+AIOT创新发展大会暨第二届AIOT“种子工程”发布会将于1月6日通过线上直播的形式举行，大会将回顾2020AIOT产业发展历程，展望2021年AIOT产业发展趋势，此外还将发布2020AIOT“种子工程”入选案例，充分发挥典型案例的示范与引领作用。

案例名称

智能化风场集控数据平台及控制功能升级改造

所属企业介绍

北京庚顿数据科技有限公司成立于2007年8月，是中关村土生土长的高科技企业。公司专业从事自主知识产权的“实时数据库管理系统”研发及产业化，推出适应市场需求的一系列实时数据库产品。公司核心产品“庚顿实时数据库管理系统”于2009年开始推向市场。围绕该核心产品，相继推出了新一代计算平台、大数据集群框架、工业大数据平台、监控组态平台等一系列产品，构建起了丰富的产品生态和完善的技术栈，更好的支撑了工业大数据的产业化发展。公司特别重视技术到产品的转化，不断推出适应市场需求的新产品，尤其是适应国内特有市场的产品。该系列产品是工业领域信息化的核心基础软件，在两化融合中发挥着重要作用，更是大数据、云计算、物联网等新兴产业不可或缺的重要支撑软件。

公司成立13年来，坚持持续自主创新，掌握了一批实时数据库管理系统领域的核心技术，包括73项软件著作权、22项专有技术、1项发明专利技术，并均实现了市场转化。2016年1月27日获得了IT产品信息安全认证证书（证书编号：ISCCC-2016-CP-225）、GB/T 18336-2008《信息技术 安全技术 信息技术安全性评估准则》、ISCCC-TR-048-2015《实时数据库管理系统安全技术要求》。2019年3月28日，获得武器装备质量管理体系认证证书（证书号：19 QJ3 0509R0S）、 质量管理体系认证证书（注册号：070 19 Q30122 R0S）。

公司持续取得国家各类资质，如：国家高新技术企业、海淀区创新企业、中关村高新技术企业、中关村展翼企业，是“中关村物联网产业技术创新战略联盟”缔约会员单位，是“中关村应急管理产业技术联盟”缔约会员单位。公司CTO、项目负责人参与了《实时数据库管理系统安全评价要求》标准的制定。。

所属领域

智慧能源

案例内容

随着对风机研究的深入以及风电运行管理的需要，业主方需要逐步实现“现场少人值守、远程集中监控、现场专业检修”的要求。然而传统的值班运行模式和集中监控无法达到对大批量风机的集中管控，传统的数据方式和计算方法已经无法实现快速响应和快速分析检索的要求，同时还要求运行系统对“风机故障诊断”和“风机故障预警和预判”作出准确的指令性决断。

综上所述，本案例将在已有数据平台的基础上对系统进行升级，全面引入大数据方式，建立一套基于高效实时数据库和HADOOP系统的大数据计算平台。

大数据平台升级后实现以下功能：

1)升级后可以实现所有设备实时采集数据的安全可靠接收、数据处理、数据压缩存储，并能够根据电网二次安防的要求，传输过隔离和加密装置。

2)升级后可以实现海量原始数据的实时加工处理，及加工结果数据的分布式存储和快速查询。

3)升级后采用最新的Hadoop大数据平台，具备流式计算、内存计算、分布式计算环境，实现海量数据分析查询，数据挖掘。

4)升级后可以实现以数据为核心资产的信息化建设理念，统一采集业务数据存储到大数据平台，实现数据共享。

5)升级后保证原有数据平台历史数据能够全部移植到到升级后的大数据平台中。

6)升级过程中和升级后保证现有的程序与数据交互方式不变，实现无缝替换，升级后的数据接口保证与原数据接口保持一致。

智能化风场集控数据平台及控制功能升级改造项目是在原有远程风电集控系统建设的基础上，利用实时数据库技术建立统一、规范的数据采集和存储系统，采用Hadoop大数据平台对海量数据高级计算、查询和分析，最终以设备可靠性为中心，建立“实时报警系统”、“可预判启停系统”和“故障预警与预测性维护”三大业务模块，把大数据的“人工智能”应用到风机的监控和管理上来。

大数据平台升级后实现以下业务目标：

1)实时报警系统

实时数据告警可以采用Spark Streaming计算引擎来完成，主要包括实时数据接入，实时计算以及实时告警数据导出。支持按自定义的告警策略，调整各类阈值区间，遥测数据趋势变化，各个数据组合，对风机设备状态、数据异常和变电站设备状态、数据异常等给出实时输出报警信息。

实时告警模块通过Spark Streaming进行处理，具备分布式部署架构，可以方便地进行横向扩展，可以在不影响实时接收100万点/秒的基础上，同时进行200个策略的告警处理。系统可根据定义的告警策略，实时输出数据告警信息；能够实时检测风机的各种开关量，当发现开关量异常时，能够发出告警；能够实时检测风机的各种模拟量，如果风机模拟量数据超过设定的多个模拟量阈值或在一定区间内的趋势变化异常，能够发出告警；能够实时检查多种模拟量（如风速、功率等），当其不变超过某个固定时间进行告警；支持调整各种阈值区间和趋势变化区间，以改变告警条件，并留有接口，以便未来能够扩展其它告警检测。

2)预判启停系统

启停预判系统一定是要建立对业务场景的快速多维度查询的基础上的。而大数据平台可以很好的支持以下业务场景的快速查询及数据服务：风场、风机时间能量可利用率图标浏览和历史数据查询、时间可利用率历史数据查询、风机发电量与计划电量数据对比分析、风机故障频次记录历史查询、风机故障记录历史查询与分析、损失电量历史数据查询与分析、功率曲线损失分析及报警。多维度（设备维度、时间维度、测点维度）查询，同时支持各种维度的组合聚合方式进行数据快速查询与导出，如：风机/日，馈线/月，风场/总等。

3）故障预警及预测性维护

国电宁夏新能源开发有限公司大数据平台采用Hadoop/Spark，利用大数据平台的并行计算能力开发的数据挖掘算法，完全满足目前实际需求：系统支持R语言、Matlab程序、Python语言，C#语言、java等开发接口，用户可以方便的将原有R语言程序、Matlab程序、C#语言程序和java程序移植到大数据平台上。平台要求具有面向数据分析挖掘工程师的大数据探索区，探索区的数据隔离于正式生产数据，为数据挖掘人员提供可视化强的并行计算和数据挖掘环境，以提高数据建模的效率，提高平台的易用性。最终完成如下两个阶段的过渡：计划检修→ 计划检修+状态检修 → 状态检修。

推荐理由

采用基于自主软件平台和系统集成服务商的商业模式。

庚顿公司拥有的具有自主知识产权的实时数据库产品，该产品是一种高可靠性、高安全、高可用的实时数据库管理系统，针对实时采集的具有时序特征的海量传感数据，具有极高的事务处理能力、数据压缩比和查询检索速度，实现对海量实时/历史数据的高效管理。

庚顿实时数据库支持多种协议和格式的数据采集及数据输出，能够与大多数信息系统进行数据交换。可以通过Kafka/MQ等标准数据流协议，向基于Hadoop架构的大数据平台输出数据，为基于物联网的大型应用平台提供优质的数据准备服务。

庚顿公司基于实时数据库产品在工业信息化领域的优势地位，结合云平台、大数据技术、边缘计算等先级软、硬件系统为工业客户提供系统集成服务，解决海量生产数据的分析挖掘问题，辅助生产决策。