电厂冷端优化系统

冷端智慧节能优化系统 — 功能概述

一、项目简介

冷端智慧节能优化系统是一套面向火电厂的冷端（凝汽器/空冷岛）实时监测与智能优化平台。系统基于工业物联网架构，通过
MQTT、OPC-UA、HTTP、Modbus、数据库、串口等多种协议实时采集机组运行数据，结合数字孪生模型与优化算法，为电厂运行人员提供
背压优化、清洁监测、防冻预警三大核心优化能力，并量化节能经济效益。系统支持集团-电厂-机组三级组织架构，具备完整的权限隔
离与数据范围管控。

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二、功能模块及用户价值

1. 智慧驾驶舱（SIT 监控大屏）

面向运行人员的全屏实时监控与优化指挥中心，按机组维度展示：

- KPI 核心指标卡片：实时负荷、背压、环境温度、风机运行状态等关键参数一目了然
- 背压优化（压力分析）：展示最佳背压曲线与经济收益曲线，计算净收益（元/小时），推荐最优运行工况，对比实际与理论最优的
偏差，量化节能量与收益增量
- 清洁监测（清洁分析）：监测凝汽器传热系数与清洁系数，诊断端差与能耗损失，给出清洗建议并评估清洗效果，统计污垢热阻与每
日经济损失
- 防冻预警（防冻分析）：冬季空冷岛防冻策略推荐，展示各列冻结系数与风险等级，提供热力图预测，给出防冻操作建议
- 机组监测：汽轮机/凝汽器参数一览表、优化建议、节能空间评估

用户价值：运行人员无需切换多个系统，在一屏内掌握机组冷端运行全貌，快速发现异常并执行优化操作。

2. 智能告警系统

- 告警规则配置：按机组绑定测点，支持多种比较运算（大于、小于、等于、不等于、区间），四级告警等级（轻微/警告/严重/紧急
），可附带建议操作
- 告警记录管理：实时告警列表、告警确认与处理闭环、持续时长统计、处理结果记录
- 告警通知：未读告警计数、批量已读、站内消息提醒
- 采集健康告警：数据采集链路异常独立监控
- 集团级告警总览：跨电厂告警汇总
- 策略执行率统计：以告警处理率衡量优化策略执行情况（月度指标）

用户价值：建立从发现→通知→确认→处理→统计的完整告警闭环，确保每条优化建议都得到跟踪落实。

3. 数字孪生模型管理

- 模型上传与构建：支持上传机组热力学模型文件，后台自动构建并轮询构建状态
- 模型与机组绑定：灵活绑定/解绑、复制绑定关系、模型健康检查
- Docker 镜像管理：模型以容器形式部署，支持镜像列表查看、删除、端口检测
- 模型参数缓存管理：手动刷新模型参数缓存

用户价值：每台机组的数字孪生模型可独立管理，在线更新模型不影响系统运行。

4. 数据采集管理

- 多协议采集配置：MQTT、OPC-UA、HTTP 轮询、数据库轮询、文件导入、串口通信、Kaf

项目由 1-2 人团队历时约 1 年（2025.08 — 2026.07，750+ 次提交）完成开发。

技术栈：
- 后端：Java 8 + Spring Boot 2.5 + MyBatis-Plus + PostgreSQL + InfluxDB + Redis
- 前端：Vue 2 + Element UI + ECharts + Three.js
- 数据采集：MQTT / OPC-UA / HTTP / Modbus / Kafka / 数据库轮询
- 基础设施：Docker 部署、MinIO 对象存储、Quartz 定时任务、WebSocket 实时推送

架构特点：
- 11 个 Maven 模块分层解耦，clodopt-admin 为入口，clodopt-opt 承载核心业务
- 数字孪生模型以 Docker 容器形式部署，通过 REST 接口与平台交互
- 大屏页面 Schema 驱动：后台配置 JSON 布局，前端动态渲染，无需重新部署即可定制
- 三级缓存（direct / calc / history）支撑驾驶舱高并发实时数据查询
- 自定义 AOP 实现数据范围隔离（@DataScope）、接口限流（@RateLimiter）、操作日志（@Log）
- 数据采集采用工厂模式 + 接口抽象（IDataCollector），支持多协议灵活扩展
- JWT 无状态认证 + BCrypt 加密 + RBAC 权限模型，支持集团-电厂-机组三级数据隔离