基于SCADA系统的大数据应用在燃气企业的作用

基于SCADA系统的大数据应用在燃气企业的作用

陈叶

四川华油集团有限责任公司生产运行部

摘 要：21世纪，越来越多的燃气企业都建立有SCADA系统，但许多企业除了运用SCADA系统外，并没有对收集到的各类数据进行充分加工、存储和运用，这些信息更多地被放置、被浪费。如何充分利用各类现有资源，帮助燃气企业降低自身运行成本，增加利润，是本文的研究重点。

关键字：SCADA系统 大数据 燃气企业

0 前言

作为传统行业的燃气企业，目前正面临着“互联网+”时代全新竞争局面的挑战。面对政府监督管控越发严格、能源企业竞争日益激烈、消费者要求日益严苛等诸多不良因素，如何接受新思维、应用新技术对燃气企业而言，非常具有挑战性。许多燃气企业并没有对已经建立的SCADA系统所收集到的各类数据、信息进行充分加工、存储和运用，而“互联网+”时代引起的变革势必会触及到城市燃气企业各方面调整，思考如何运用大数据技术，去引导企业创新势在必行。

“数据”作为创新技术的血液，燃气企业应在SCADA系统采集数据的基础上运用大数据技术，将蕴藏能量的信息进行分类、整理、分析、总结，帮助企业从现有的制度化管理模式转变为数据管理模式，使其在上游价格受控、下游用户不断要求降低用气成本的市场环境中保有自己的利润空间，保持住自己的竞争优势。

1 华油公司SCADA系统现状

1.1SCADA系统

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统是以计算机为核心，对整个城市燃气输配管网进行数据采集和监测控制的系统，其主要目的是监控、管理和调度城市燃气系统的进气、计量、输配、调压的全过程，以实现管网状况、生产信息等数据的自动化收集、整理、分类、传送、存储、分析以及燃气企业内部管理、市场信息、安全抢险、对外协调交流信息的自动传递和共享，而数据采集则是SCADA系统的关键性技术之一。

1.2 系统建设情况

作为华油公司实现生产信息化的重要基础平台，SCADA系统按照生产“组织、指挥、协调、监督以及服务”五大职能统一布局与建设，目前已接入华油公司调度管理中心并在不断完善生产工艺梳理的共有14家单位。

1.3 系统运用情况

华油公司SCADA系统建设重点在于站场、撬装及管网末端的检测，数据监控侧重于贸易计量点、重点压力点、安全报警点等数据的采集。因此，目前SCADA系统主要启用了以下两点功能：

管网数据监控：通过动态流程画面和趋势图

采集管网重点部位如进气口、末端等压力、温度、瞬值等主要生产工艺参数，使调度工程师能够远程了解管网运行情况，动态调整管网压力，合理管理整个管网。

流量数据监控：通过采集大型工商户的流量计数据，实时掌握大型用户的用气情况，并在供气紧张情况时，为智能调峰提供参考数据。

2 大数据应用

对于大数据应用，从管理角度来讲是精细化管理，从生产流程来说则是产业升级。这两者都离不开自动化以及信息化做支持。大数据应用，实际上是信息化与自动化深度融合的必然结果，最关键的是数据。原来的数据只是一种资料，再后来变成资源，但到现在则是一种资产。燃气企业的客户遍布城市甚至乡村各处，几乎覆盖了全部家庭，对燃气企业来说随时可见、稀松平常的用户数据信息，即其所拥有的庞大用户数据资源，对其他企业来说却是宝贵而紧缺的资源。

随着信息技术的发展，大数据在燃气行业中的应用将会越来越深、用途也会越来越广，不断加深大数据在燃气企业的应用，已成为一个必然趋势。

2.1 大数据技术

大数据（Big Data），是指需要运用新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产[1]。大数据技术的重要意义在于：对含有意义的庞大数据信息进行专业处理。如果把大数据比作一种产业，那么这种产业实现盈利的关键，就在于提高对数据的加工能力，通过加工从而实现数据的增值[2]。

2.2 SCADA系统采集到的大数据基础

SCADA系统包含有大量的压力变送器、流量传感器、温度传感器等数据采集装置，其分布在管网各个关键节点或者站场的各个重要流程内。而 SCADA系统根据场景以及各单位实际需求的不同，可对场站现场的压力、流量、温度、湿度等参数进行采集、报警、统计。

随着系统的使用，将会累积大量的生产数据信息，这些大量的生产数据信息既是管线运行监测、调度显示、数据台账、报表等功能的数据来源，更是形成企业生产“大数据”的基础。生产大数据的形成，并通过自动生成的饼状图、柱状图、折线图等合理的展示，让企业决策者、技术人员直观的了解生产数据的变化趋势，方便各项数据的处理，让企业的决策更快速、更准确。

3 大数据应用在燃气行业的运用

以SCADA系统采集数据为基础，运用适用于燃气企业现有系统特点的大数据技术，深度挖掘现有资源、帮助企业科学合理地实现战略目标。

3.1 生产调度管理

SCADA系统的各级调度中心能够对燃气管网以及工艺设备的运行状况进行监管并实时记录下数据信息，负责采集各个站点的运行参数信息，进而为燃气管网的安全平稳运行提供相应数据信息，以便能够为管理人员做出正确决策提供科学的数据信息依据。运用大数据技术，能够建立起全公司生产过程模型，在线运行模拟软件，线下对管网运行进行优化处理，对安全平稳生产进行预测预报，为管输调度及管网建设提供决策指导。

3.2 智能管网建设

随着各类系统在调度管理中心的逐步上线应用，华油公司生产决策和应急抢险的数字化保障雏形已基本建立。整合现有企业已建立的SCADA系统、GIS系统、智能巡线系统，完善统一的生产信息发布平台，逐步实现生产调度向科学化、精细化、智能化转变。通过建立数据分析引擎及面向未来的数据仓库，对海量的历史数据进行深度分析，建立在线管网智能化监控模式[3]，以实现以下功能。

3.2.1 智能分析处理

逐步建立起一套华油公司完整而重要的历史数据库，对所属各单位的生产运行数据以及主要站场参数进行收集、分析、统计和处理，实时监控各项运行参数，及时发现燃气管网和站场设备运行数据异常并报警。通过与正常模式对比，智能分析，提前预警，预测故障原因、故障范围，实现智能调度。对重大管漏事件，智能定位关阀，减少燃气泄漏量，消除燃气泄漏可能带来的重大隐患、伤亡和损失。

3.2.2 实现智能调峰

智能调峰是基于对SCADA系统气量“大数 据”的合理分析，结合城市管网布局，优化气量配置，以达到快速调峰、准确调峰目的。通过历年用气规模与范围的数据整理、分析，采用智能提高输气管网工作压力等措施进行调峰处理。通过大数据智能分析，在安全与调峰、成本与质量之间找出微妙的平衡点，使用最小成本投入满足管道周边用户的用气需要。此功能的实现，对于气量调峰、应急抢险、管网优化都有着较大帮助，可以使华油公司在任何时刻快速调整城市气量分配。

3.3 科学制定用户计划

企业的生存与发展依赖于客户[4]。随着竞争越来越激烈，要想在市场上始终占据一席之地，燃气企业应积极地从单纯等客户来“买气、用气”，转变为提供更优质的服务上来，更好了解客户现阶段以及未来需求，才能指导燃气企业制定更加合理、有效的战略目标。服务好今天的客户，与客户建立起长期、稳定的关系，就等同于创造了明天的广阔市场。

那么如何才能有效获取客户信息呢？通过已有数据，运用大数据技术，找出事物隐藏在重重外因下的本质，发现事物本源的规律。

大数据技术的运用显示：（1）为数以百计的大工业、商业客户制订用气计划，在错综复杂的环境和相互影响的因素间左右逢源，制定科学的调峰措施[5]；（2）在合适的时候考虑建设城市储气库，在进行这些重大投资时，大数据提供的数据分析又可以使投资更具科学性和说服力；（3）及时解析故障、问题和缺陷的根源，事前预防的成本总是远远低于事后弥补的成本[6]；（4）比客户更了解自身的需求，找出用户违反常规用气的原因，提前合理进行气量或是价格的调整，做到贴心服务，让客户感受到远超基础服务、满意服务的惊喜服务，在帮助客户生活、发展的同时，也帮助燃气企业自身更好地生存。

结束语

未来将是大数据的时代，新的科学生产力已在悄然改变着我们的生产和生活。燃气企业更应顺势而为，运用大数据技术，发挥出沉寂的、充满价值的数据力量，在城市基础建设中发挥应尽的义务，获取应得的利润。

参考文献：

[1] 金智操 . 浅谈大数据时代与管道建设[J] . 决策与信息，2016（10）：1.

[2] 夏太武，齐安彬，唐柳怡 . 西南油气田城市燃气业务SCADA系统中一体化RTU应用研究[J] . 油气田地面工程，2019，38（2）：77-82.

[3] 王伟，袁玉平 . 大数据在燃气企业顾客管理工作中的应用探讨[J] . 现代营销（经营版），2018（7）：115.

[4] 刘少峰，陈晓艳，张宇辉 . 霍尼韦尔SCADA系统在城市燃气管网中的应用[J] . 江苏科技信息，2017（12）：56-57，60.

[5] 杨桓 . 城市燃气行业大数据治理体系与方法[J] . 天然气勘探与开发，2017，40（1）：107-111.

[6] 刘筱洲 . 城市燃气管网SCADA系统设计与实现[J] . 内燃机与配件，2017（5）：99-100.