TDengine IDMP助力新能源集控场景下的智慧运营

写在前面

当今数字智能化时代下,数据管理与分析是各行业提升竞争力的关键要素,而能源电力行业因其业务的复杂性、数据的海量性以及对实时性和精准性的高要求,使得数据管理的需求尤为突出。TDengine IDMP是涛思数据基于时序库打造的工业级数据管理与分析平台,产品凭借其强大的功能和创新性,能够为企业提供一种全新的解决方案。IDMP的核心功能包括无问智推、智能问数、数据情景化与标准化、实时分析与可视化、事件管理与报警等主要功能特性,并广泛应用于工业互联网和IoT场景,能助力企业实现数据的高效管理和智能分析。

第一部分:引言

在新能源场站运营场景下,特别光伏电站的日常运维中,一个常见的场景是设备故障的突发性。例如,光伏逆变器的故障可能导致整个子阵的发电效率下降甚至停机。传统的运营模式往往依赖于经验丰富的工程师进行现场检查和维修,这种方式不仅效率低下,而且难以提前预测和预防故障的发生。类似的,数据管理也是新能源企业面临的另一大痛点。光伏电站产生的数据量呈爆炸式增长,但这些数据分散在不同的系统中,如PLC、SCADA和监测设备,彼此割裂,难以进行统一管理和分析。数据分析滞后,依赖日报表,无法实时预警,导致设备故障和性能问题难以及时发现。

在这样的背景下,数据驱动的运营模式显得尤为重要。TDengine IDMP是专注于工业时序数据的智能化管理平台。它通过统一采集、存储和分析数据,帮助新能源企业打破数据孤岛,实现数据的实时监控和智能分析,从而提升运营效率和决策质量。

第二部分:核心价值阐述 – TDengine IDMP的平台能力

TDengine IDMP定位于“工业数据底座”,其核心价值在于数据的统一采集、统一存储和统一分析。在实际场景中,我们可以通过从数据平台导出CSV文件,并通过TDengine的专用工具将其导入到时序数据库(TDengine TSDB),从而完成时序数据的采集与存储。然后结合业务逻辑,使用IDMP构建数据资产,形成一整套相互贯通的解决方案。

TDengine IDMP助力新能源集控场景下的智慧运营 - TDengine Database 时序数据库

TDengine IDMP平台架构

与传统的关系型数据库和数据仓库相比,TDengine IDMP在处理高频、海量时序数据上具有显著优势。例如,其高性能写入能力可以捕捉到每一台逆变器、每一个传感器的秒级数据变化,为精准控制打下基础。高压缩比使得长期存储所有历史数据成为可能,为设备性能优化和故障回溯提供数据宝藏。此外,TDengine IDMP的实时计算能力能够快速响应数据变化,及时发现异常并发出预警。

通过实时监控与分析设备运行数据,TDengine IDMP能够提前预警设备故障,减少停机时间,同时优化设备运行效率,降低运维成本。这种数据驱动的运营模式在提升运营效率和降低运营成本方面成效显著,具体表现在以下四个方面:

  1. 提升数据管理与处理效率:TDengine IDMP借助TSDB的强大功能,实现场站历史数据的高效获取、同步与处理。减少人工干预,提高数据处理的自动化水平,进而显著提升运营效率。
  2. 加强智能化预警能力:基于历史数据,TDengine IDMP构建智能预警模型,能够对潜在风险进行精准预测与实时监控。一旦发现异常,系统立即发出警报,提醒运维人员及时采取措施,从而降低系统故障或性能问题带来的损失。
  3. 优化业务流程与决策支持:TDengine IDMP集成无问智推功能,能够自动推送相关业务信息,显著提升用户决策效率。同时,TDengine IDMP支持企业自研的大模型,通过验证这些模型的效果,进一步增强业务智能化水平。

综上所述,TDengine IDMP不仅是一个技术工具,更是推动新能源企业迈向智慧能源的关键举措。它通过提升数据管理效率、加强智能化预警、优化业务流程和提高用户体验,全面助力新能源企业的数字化转型和智能化升级。

第三部分:应用场景详解 – 新能源集控场景下的业务应用

场景子模块1:光伏逆变器总发电量精准监测

业务挑战:

光伏逆变器的总发电量是衡量光伏电站发电能力和经济效益的关键指标。然而,传统的发电量监测方式存在数据不精准、统计不及时等问题,难以对发电量进行实时监控和优化分析,导致无法及时发现发电效率下降等问题,影响电站的整体收益。

TDengine IDMP如何解决:

  • 数据集成:实时采集光伏逆变器的发电数据,包括每台逆变器的实时发电功率、累计发电量等关键指标,并将这些数据进行整合,形成完整的发电量数据集。

上述集成工作可借助TDengine TSDB实现。TDengine TSDB提供了强大的 数据接入工具,包括对CSV 数据的高效导入。用户可以通过简单的配置,指定 CSV 文件的路径、格式以及目标表的结构即完成数据的导入。

在数据导入过程中,TDengine TSDB 提供了丰富的配置选项,用户可以根据实际需求设置数据的解析规则、过滤条件以及字段映射,从而实现对 CSV 数据的精细化处理。例如,用户可以指定哪些列需要导入,哪些列需要进行数据类型转换,以及如何处理缺失值等。此外,TDengine TSDB 还支持批量导入和增量导入,能够满足不同规模数据的导入需求,无论是小规模的测试数据还是大规模生产数据都能高效处理。

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CSV格式数据导入

总之,TDengine TSDB 的 CSV 数据接入为用户提供了便捷、高效的数据集成解决方案,无论是数据的导入、处理还是分析,都能满足用户在不同业务场景下的需求,助力企业实现数据驱动的决策和优化。

  • 构建发电量面板:TDengine的IDMP面板可通过AI自动推荐生成,这个过程依赖今天的大模型推荐能力,不需要任何专业知识。同时,用户也可以用自然语言交互生成,整个操作过程非常简便。

TDengine IDMP可按业务逻辑构建树状结构,并将设备抽象成“元素”的概念,这种层级结构与业务场景⼀致,这有利于企业资产的全局管理。如:【xx新能源事业部 \ xx地域名称 \ xx光伏项目 \ xx区域名称 \ xx逆变器设备】,这种资产模型有利于从业务视角进行管理。

然后,我们可以点选所关注的元素节点,系统就会帮您推荐相应的面板,或者在对话框中输入:“查询6月22日到6月24日每天23点59分的各个发电量”,然后系统就会开始生成面板。这个业务流程的背后,其实这是一个text to SQL的过程。

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TDengine IDMP无问智推

同时,我们可以基于生成的面板进行二次编辑,甚至可使用嵌套查询来计算数据,从而求得逆变器在一段时间内的总发电量。

业务价值:

使用TDengine IDMP监测总发电量相比传统方式具有显著优势,其业务价值主要体现在以下几个方面:

  1. 精准监测与实时反馈:以往的监测方式可能存在数据延迟或不精准的问题,而TDengine IDMP能够实时、精准地监测总发电量。这种实时性使得运维人员可以即时发现发电量的异常波动,及时采取措施,避免潜在问题的恶化,从而减少因故障导致的发电量损失。
  2. 数据深度分析与优化:传统监测往往只能提供基本的数据记录,缺乏深入分析。TDengine IDMP通过强大的数据分析功能,如嵌套查询,能够对发电量数据进行深度挖掘,发现隐藏在数据中的模式和趋势。基于这些分析结果,运维人员可以优化设备运行参数,调整电站布局,甚至预测设备的维护需求,从而提升发电效率和设备的使用寿命。
  3. 降低运维成本:以往的监测和分析可能需要大量的人力和时间,而TDengine IDMP的自动化和智能化功能减少了对人工的依赖,降低了运维成本。同时,通过实时监测和优化,减少了设备故障的发生,进一步降低了维修和更换设备的成本。
  4. 增强决策支持:传统方式下,决策往往基于有限的数据和经验,而TDengine IDMP提供了全面、实时的数据支持,使得决策更加科学和准确。运维人员可以根据实时数据和分析结果,快速做出调整,优化电站的运行策略,提高整体运营效率。
  5. 提升电站竞争力:在新能源市场竞争日益激烈的背景下,精准的监测和优化能力成为提升电站竞争力的关键。通过TDengine IDMP,电站能够更高效地运营,提高发电效率,降低运营成本,从而在市场中占据更有利的位置。
  6. 数据可视化与易用性:TDengine IDMP提供了直观的面板编辑功能,使得数据可视化更加简单易懂。运维人员无需复杂的编程技能,即可通过面板直观地了解电站的运行状态,快速定位问题,提高了工作效率。

场景子模块2:逆变器直流转交流转换效率监控

业务挑战:

逆变器的转换效率是光伏电站发电效率的关键因素之一。它直接影响了直流电到交流电的转换效果,进而决定了光伏电站的总发电量。然而当前监测和分析手段存在诸多不足,具体包括:

  • 效率监测不精准:传统的监测系统往往无法准确测量逆变器的实时转换效率,导致数据偏差较大。
  • 效率波动预警不及时:难以实时捕捉转换效率的异常波动,无法及时采取措施进行调整,从而影响发电量。
  • 缺乏深度分析:传统方法无法对转换效率进行深度分析,难以发现潜在的效率下降趋势和原因,无法为优化提供数据支持。

TDengine IDMP如何解决:

  • 实时效率监测:TDengine IDMP能够实时采集逆变器的直流输入功率和交流输出功率,通过精确计算转换效率,确保数据的准确性和实时性。这种实时监测功能使运维人员能够即时发现转换效率的异常波动,并迅速采取措施。

TDengine IDMP能够实时采集逆变器的直流输入功率(Pdc)和交流输出功率(Pac),并基于这些数据生成P/dc效率曲线图。具体步骤如下:

数据采集:

  • 直流输入功率(Pdc):系统以分钟级频率采集逆变器的直流输入功率,包括电压和电流的实时值。
  • 交流输出功率(Pac):系统同样以高频率实时采集逆变器的交流输出功率,包括电压、电流和功率因数等参数。

效率计算:

  • 基于采集到的Pdc和Pac数据,系统实时计算逆变器的转换效率(η),公式为:

η=Pdc/Pac×100%

曲线生成:

  • 系统将计算得到的转换效率数据绘制成P/dc效率曲线图,实时展示在监控界面上。这条曲线图能够直观地反映逆变器在不同运行状态下的转换效率变化情况。
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逆变器P/dc效率曲线图

通过P/dc效率曲线图,TDengine IDMP不仅能够实时、精准地监测逆变器的转换效率,还能在发现异常时迅速采取措施,确保光伏电站的高效运行,从而提升整体发电效率和经济效益。

业务价值:

TDengine IDMP精准监测助力高效决策,提升逆变器管理能力,优化运行维护,增强决策科学性,进而提高发电效率和经济效益,降低运维成本。具体包括:

1. 提高发电效率和经济效益通过精准监测和实时预警,TDengine IDMP确保逆变器高效运行,减少发电量损失,提升经济效益。

2. 增强运维管理能力实时捕捉异常波动并预警,运维人员可快速响应,主动管理电站运行,降低运维成本。

3. 优化决策支持深度分析数据,为设备优化和运行策略调整提供依据,提升电站整体运营管理水平。

场景子模块3:设备运行与故障停机监控

业务挑战:

设备运行时间和故障停机时间是评估光伏电站设备可靠性和发电效率的关键指标。然而,当前的监测和分析手段存在以下挑战:

  • 数据采集不全面:传统监测系统仅能记录设备的部分运行时间,无法完整记录设备的累计运行时间和连续运行时间,导致数据缺失。
  • 数据实时性差:传统监测系统无法实时更新设备运行时间和故障停机时间,数据延迟严重,运维人员无法及时获取准确信息。

TDengine IDMP如何解决:

全面数据采集:TDengine IDMP能够全面采集设备的累计运行时间和连续运行时间,确保数据的完整性。系统通过高频率的数据采集,精确记录设备的每一次启动和停止,避免数据缺失。

实时故障预警:TDengine IDMP能够实时监测设备状态,一旦检测到故障停机,立即发出警报。运维人员可以迅速响应,及时修复设备,减少停机时间,降低发电损失。

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逆变器设备故障状态

业务价值:

  1. 提高设备可靠性和发电效率:通过精准监测设备运行时间和故障停机时间,TDengine IDMP确保设备高效运行,减少发电损失,提升经济效益。
  2. 增强运维管理能力:实时故障预警使运维人员能够快速响应设备故障,减少停机时间,降低运维成本。
  3. 优化决策支持:深度数据分析为设备维护和运行策略调整提供依据,提升电站整体运营管理水平。

第四部分:技术实现

零代码搭建新能源集控智慧运营平台:TDengine IDMP在新能源集控场景可以沿用“配置即开发”理念——用户无需一行代码,即可完成全链路的业务配置。

  1. 发电量数据集实时成型,AI面板自动推荐与自然语言查询可灵活创建面板,可以生成“日发电量柱状图”,也可使用高级查询(如嵌套查询)得出任意时段总发电量。
  2. P/dc效率曲线随采随出,连续3点η<97%自动触发报警,巡检人员可通过邮箱即时收到告警信息。
  3. 平台完整记录累计运行时间与故障停机时间,实时状态栏即时显示“故障停机”标签,运维人员据此快速定位并减少停机时间。

详细落地操作过程的整体Demo,请参见站外链接:TDengine IDMP 应用场景:新能源集控场景,这个链接将step-by-step告诉您如何操作以实现完整步骤。

第五部分:总结与展望

TDengine IDMP 为新能源企业带来的核心改变是运营的精细化、决策的智能化和成本的最优化。它不仅是一个技术工具,更是推动新能源企业迈向智慧能源和可持续发展的关键一步。通过数据驱动的运营模式,新能源企业能够实现更高的运营效率和更低的运营成本。我们邀请您评估自身的数据管理现状,并进一步了解 TDengine IDMP 如何帮助您实现智慧能源的目标。