開題報告-風電場狀態(tài)采集及監(jiān)聽系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

題目：風電場狀態(tài)采集及監(jiān)聽系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)學(xué)院：軟件學(xué)院專業(yè):軟件工程學(xué)生姓名:XXX學(xué)號:XXXXXXX項目概述：一、項目的來源與背景及項目與實習的關(guān)系現(xiàn)如今隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)風電場正在向新型風電場轉(zhuǎn)型一風電機組智能化和風場智能化，智能化的實現(xiàn)使得風電場已經(jīng)從原來的后反應(yīng)變成了現(xiàn)在的先反應(yīng)，通過該數(shù)據(jù)收集及處理平臺，能將風場各個電機進行實時監(jiān)控，故障及時報修，使企業(yè)管理更加及時及高效，避免了很多不必要的損失。該項目是我在XXXX實習時所參與的為企業(yè)級用戶設(shè)計及開發(fā)的項目工程。在這個項目中我主要進行的后臺的開發(fā)、部分數(shù)據(jù)分析算法處理以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的管理優(yōu)化及基于Hadoop的大數(shù)據(jù)處理。二、項目開發(fā)意義、必要性與現(xiàn)實價值風電場狀態(tài)采集及監(jiān)聽系統(tǒng)是以風機或大型設(shè)備系統(tǒng)自動化技術(shù)、智能傳感技術(shù)、計算機軟件硬件技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、綜合智能化技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)為基礎(chǔ)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)采集、整理風電場風機實時數(shù)據(jù)，建立公司級大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)風機及相關(guān)過程數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、長期存儲。實現(xiàn)風電機組遠程狀態(tài)監(jiān)測及遠程故障診斷、遠程運行保障；實現(xiàn)智能終端應(yīng)用程序?qū)︼L電機組進行實時監(jiān)控，并通過中心服務(wù)器發(fā)送預(yù)警信息實現(xiàn)對風電機組定期保養(yǎng)、維護、備件更換的工作提醒；實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的存儲、分析和挖掘的大數(shù)據(jù)平臺。風電場狀態(tài)采集及監(jiān)聽系統(tǒng)可以幫助企業(yè)建立設(shè)備動態(tài)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、大數(shù)據(jù)分析平臺，逐步建立健全裝置的遠程運維服務(wù)體系以及裝置的標準故障維修、維護知識庫。企業(yè)通過數(shù)據(jù)的積累、風機數(shù)據(jù)的潛在價值分析和挖掘應(yīng)用和遠程實時監(jiān)控,提高故障預(yù)警以及運行參數(shù)的智能優(yōu)化能力，提高裝置安全可靠性、提高風電機組智能化程度，實現(xiàn)風電機組實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)維修，降低維修成本，最終提高企業(yè)的市場競爭力。三、項目的主要內(nèi)容及重難點1、主要內(nèi)容該項目主要由在線采集與傳輸系統(tǒng)、遠程監(jiān)控中心系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析平臺、智能終端系統(tǒng)四個部分組合而成。具體來看：1）完成五個風電場的在線數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)建設(shè)；2）多風電場集中監(jiān)控功能；3）實現(xiàn)基于用戶需求的數(shù)據(jù)挖掘與應(yīng)用；4）建立風機運維服務(wù)體系，實現(xiàn)移動運維平臺創(chuàng)建；5）建立風機產(chǎn)品故障代碼體系，并逐步完善風機故障庫；2、項目重點及難點本課題的難點主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)支持的方面上，由于數(shù)據(jù)量都較為龐大，且在進行功率數(shù)據(jù)分析的同時，要符合風機發(fā)電功率所遵循的IEC61400T27標準，不能拍腦子隨意的構(gòu)建函數(shù)，可以歸納為大數(shù)據(jù)存儲、高性能計算和系統(tǒng)的容錯性。具體來看：.場群集中、風電場及風機的實時監(jiān)控，實時數(shù)據(jù)的收集及存儲；.風場管理系統(tǒng)和風場風機健康檢測系統(tǒng)的融合；.數(shù)據(jù)挖掘的算法；.后臺收集最新數(shù)據(jù)的動態(tài)實時計算并顯示于前臺，保證數(shù)據(jù)正確的情況下研究所等待時間最優(yōu)化；.風機產(chǎn)品故障代碼體系的數(shù)據(jù)建立；.復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的協(xié)同影響。3、項目特點：本項目是基于hadoop框架所開發(fā)的系統(tǒng)，主要解決企業(yè)對各個風電場及其風機的實時監(jiān)控及管理，實時高效是它的主要特點，可以幫助企業(yè)快速的分析各個風場及風機發(fā)電效率，并且實時的監(jiān)控每一臺風機，適當?shù)倪M行故障的排查已經(jīng)限功的操作。對我而言，這也是在程序的基礎(chǔ)上，進一步對數(shù)據(jù)挖掘的方向深入一步，且在進行數(shù)據(jù)庫管理和優(yōu)化的過程中，學(xué)習到更多有用的知識。設(shè)計方案：一、項目背景針對現(xiàn)如今傳感器技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展，各個傳統(tǒng)企業(yè)都在尋求新的轉(zhuǎn)型一“互聯(lián)網(wǎng)+”，在這種大環(huán)境下，公司設(shè)計并開始開發(fā)風電場狀態(tài)采集及監(jiān)聽系統(tǒng)。而我實習期間在XXXX的XXXX部門進行java項目工程開發(fā)，并參與了該項目的設(shè)計與開發(fā)，在企業(yè)的支持下和導(dǎo)師的幫助下，將在公司所做的項目作為畢業(yè)設(shè)計。二、理論基礎(chǔ).基于hadoop的大數(shù)據(jù)處理架構(gòu)；.完成的功率數(shù)據(jù)分析基于風機的標準文件IEC61400-12-1定義；.基于ECHARS靈活的處理所要展示的圖例層；.基于matlab實現(xiàn)部分復(fù)雜函數(shù)的構(gòu)造及編寫；.基于最小二乘法實現(xiàn)功率曲線的擬合三、解決問題的方法與步驟我解決問題的主要方法就是學(xué)習加實踐，在實踐中鞏固已知和學(xué)習未知的知識，在學(xué)習中建立實踐所需的基礎(chǔ)，在這之間，自主學(xué)習的能力相當?shù)闹匾?。首先完成對一些知識的儲備，比如hadoop、風電發(fā)電機功率曲線、多因素相關(guān)性影響等；之后開始對自己負責的部分進行開發(fā)，在開發(fā)過程中應(yīng)該會遇到很多書本上沒有熟悉了解的坑，通過各種方式繼續(xù)彌補課本上沒有學(xué)到知識，并能對書本資料上的知識有了更深層次的了解；其后在開發(fā)研究的過程中，獨立分析一些已有數(shù)據(jù)分析的算法，并通過代碼實現(xiàn)，在此過程中，一定要將時間復(fù)雜度及安全性全都考慮上，選擇最優(yōu)的算法完成數(shù)據(jù)分析模塊，并能很好的了解每個方法的優(yōu)缺點，讓自己能確信所選擇的方法且知道為什么。在解決主要問題的時候，最好尋找一下是否有已經(jīng)搭建好的并可以很好使用方法及步驟，如果有的話，可以對其進行學(xué)習；如果沒有，要對自己搭建的方法進行合理的測試并對自己所采用的方法進行合理的解釋，使其應(yīng)該能接受各種各樣的考驗。四、預(yù)期成果（效果）該項目最后預(yù)期實現(xiàn)在線數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)、遠程監(jiān)控中心、大數(shù)據(jù)分析中心、智能終端系統(tǒng)這四個部分，其中要求能快速處理及反應(yīng)用戶所需要的需求，并完成用戶所需要的數(shù)據(jù)分析及挖掘，可以動態(tài)且實時的向用戶警告可能發(fā)生的故障或排查已經(jīng)發(fā)生的故障，并完成相關(guān)的文檔及手冊，且完成畢業(yè)設(shè)計及論文。主要參考文獻:[1]劉軍.Hadoop大數(shù)據(jù)處理[M],人民郵電出版社，2013.9（2014.4重?。?[2]李剛.瘋狂Java:突破程序員基本功的16課[M].人民郵電出版社，2012.1（2012.9重?。?[3]王軍.Linux系統(tǒng)命令及SheII腳本實踐指南[M].機械工業(yè)出版社，2013.12.[4]謝桂蘭，羅省賢.基于HadoopMapReduce模型的應(yīng)用研究[J].微型機與應(yīng)用，2010,8:4-7.[5]欒亞建，黃鐘民，龔高晟，趙鐵柱.Hadoop平臺的性能優(yōu)化研究[J].計算機工程，2010,14：262-263.[6]王聰，楊帆.風電機組實際功率曲線擬合方法研究[J].風力發(fā)電，2014,5:36-38.[7]聶翔，張瑞林.最小二乘法在曲線擬合中的實現(xiàn)[J].陜西工學(xué)院學(xué)報，2000,3:79-82.[8]丘恩（ChunW.J.）.Python核心編程（第2版）[CorePYTHONProgramming][M].人民郵電出版社,2008.7.[9]劉樹仁，宋亞奇，朱永利，王德文.基于Hadoop的智能電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲研究■].計算機科學(xué),2013,1:81-84.[10]朱秀群，王娜.物聯(lián)網(wǎng)在風電場應(yīng)用淺析[J],電腦知識與技術(shù)：學(xué)術(shù)交流2012,8X：5919-5920.畢業(yè)設(shè)計（論文）進度安排：序號畢業(yè)設(shè)計（論文）各階段內(nèi)容時間安排備注1選定實習單位，學(xué)習相關(guān)知識及技術(shù)，擬定方向2提交所選題目、任務(wù)書及開題報告2016.3.1-3