重鋼新區(qū)能源管控信息化系統(tǒng)

陳開(kāi)華，宋 杰

（重慶鋼鐵集團(tuán)電子公司，重慶 400080）

1 引言

重鋼環(huán)保搬遷建設(shè)以“清潔生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)——建設(shè)生態(tài)鋼城建設(shè)”為理念，形成年650萬(wàn)t鋼規(guī)模的現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)。重鋼新區(qū)的能源管控信息化系統(tǒng)是采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)企業(yè)能源系統(tǒng)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)施集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)字化管理，改進(jìn)和優(yōu)化能源平衡，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能降耗的管控一體化系統(tǒng)。鋼鐵企業(yè)的能源管理系統(tǒng)是工信部重點(diǎn)推廣和補(bǔ)貼的項(xiàng)目，由重鋼電子公司與MOX公司和電科院合作完成，于2011年投入運(yùn)行。本文主要介紹重鋼新區(qū)能源管控信息化系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)。

2 重鋼新區(qū)能源管控信息化系統(tǒng)組成

重鋼新區(qū)能源管控信息化系統(tǒng)由三個(gè)子系統(tǒng)組成，電力調(diào)度系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)和物質(zhì)計(jì)量系統(tǒng)?？傮w架構(gòu)如圖1所示。

2.1 電力調(diào)度系統(tǒng)

重鋼新區(qū)電力調(diào)度子系統(tǒng)是重鋼電子公司與北京電科院合作，采用電科院的c c-2000構(gòu)建的專(zhuān)業(yè)電力調(diào)度系統(tǒng)。主要內(nèi)容包括電力調(diào)度自動(dòng)化（增加型S C A D A監(jiān)控、P A S高級(jí)應(yīng)用）、調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)（D T S）、電能計(jì)量系統(tǒng)、電能質(zhì)量監(jiān)視系統(tǒng)、分控系統(tǒng)和微機(jī)五防、故障錄波和繼電保護(hù)管理等。

主要功能是通過(guò)電力調(diào)度系統(tǒng)和集控分中心實(shí)現(xiàn)公輔電站無(wú)人值守、集中操控；對(duì)公司調(diào)度人員進(jìn)行基本技能和事故處理、故障恢復(fù)等技能的培訓(xùn)；對(duì)企業(yè)電網(wǎng)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流預(yù)測(cè)、靜態(tài)安全分析、短路電流計(jì)算等專(zhuān)業(yè)功能。結(jié)構(gòu)如圖2。

2.2 能源管理系統(tǒng)

重鋼新區(qū)能源管理子系統(tǒng)是能源管控信息化系統(tǒng)的核心平臺(tái)之一。由重鋼電子公司與M O X公司合作建成。主要包括水、電（廠礦10k V以上專(zhuān)業(yè)電站）、風(fēng)、汽（氣）的數(shù)據(jù)采集和能源的一級(jí)調(diào)度系統(tǒng)；能源計(jì)劃實(shí)績(jī)、能源運(yùn)行支持和能源分析等基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)。組建公司能源調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)能源集中監(jiān)視與控制。

主要功能是能源信息的采集、存儲(chǔ)、管理和利用。對(duì)能源系統(tǒng)采用分散控制和集中管理。減少能源管理環(huán)節(jié)，優(yōu)化能源管理流程，建立客觀能源消耗評(píng)價(jià)體系。減少能源系統(tǒng)運(yùn)行管理成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。加快能源系統(tǒng)的故障和異常處理，提高對(duì)全廠性能源事故的反應(yīng)能力。通過(guò)優(yōu)化能源調(diào)度和平衡指揮系統(tǒng)，節(jié)約能源和改善環(huán)境。

2.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

重鋼新區(qū)能源管理子系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

能源管理系統(tǒng)及能源調(diào)度中心系統(tǒng)構(gòu)成：

（1）7萬(wàn)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(M O X硬件)；

（2）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：2個(gè)1000M工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，能源中心核心冗余網(wǎng)絡(luò)；

（3）10臺(tái)服務(wù)器、27臺(tái)調(diào)度機(jī)群；

（4）環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；

（5）基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)；

（6）能源綜合管網(wǎng)計(jì)量系統(tǒng)；

（7）能源地理信息管理系統(tǒng)（GIS）；

（8）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、O r a c l e數(shù)據(jù)庫(kù)及We b發(fā)布。

2.2.2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用功能

電力、給排水、動(dòng)力（加壓機(jī)、放散塔、煤氣柜）等系統(tǒng)能源生產(chǎn)潮流監(jiān)視；能源中心無(wú)人值守站點(diǎn)，對(duì)包括煤氣柜、空壓站、水站等重要能源設(shè)備進(jìn)行EMS遠(yuǎn)程操控；電、水、氣（汽）實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)監(jiān)控。

EMS專(zhuān)門(mén)設(shè)置環(huán)境管理中心，對(duì)各種與環(huán)境指標(biāo)具有密切關(guān)系的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、顯示及超標(biāo)報(bào)警的功能。如對(duì)排煙溫度，煙氣排放量、N OX、S O2等信號(hào)監(jiān)視。

2.2.3 能源計(jì)量及管理功能

對(duì)能源計(jì)量設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化管理，實(shí)現(xiàn)計(jì)量遠(yuǎn)程維護(hù)，完成計(jì)量統(tǒng)計(jì)及分析管理工作。

2.2.4 基礎(chǔ)能源管理功能

（1）能源計(jì)劃實(shí)績(jī)管理：根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，編制能源供需計(jì)劃，由此安排能源生產(chǎn)計(jì)劃以及能源設(shè)備檢修、運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃。

（2）能源質(zhì)量管理：對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣熱值、蒸汽品質(zhì)、水質(zhì)等在線(xiàn)檢測(cè)設(shè)備的質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行直接采集、跟蹤，追求能源質(zhì)量和品質(zhì)。

（3）運(yùn)行支持管理：能源生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)行能源集中管制和調(diào)度制度。能源管制中心在與生產(chǎn)管制中心和設(shè)備管制中心協(xié)調(diào)統(tǒng)一下，負(fù)責(zé)公司能源系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行管理工作，執(zhí)行日作業(yè)計(jì)劃，有權(quán)處理正常生產(chǎn)和事故狀態(tài)下能源供應(yīng)過(guò)程中的問(wèn)題。

（4）能耗分析和預(yù)測(cè)：分析預(yù)測(cè)的基本任務(wù)是在實(shí)績(jī)分析和計(jì)劃分析的基礎(chǔ)上，對(duì)各工序能耗和噸鋼綜合能耗進(jìn)行預(yù)測(cè)，用數(shù)學(xué)的手段研究未來(lái)一段時(shí)間全廠能源消耗的情況。

（5）能源平衡預(yù)測(cè)和節(jié)能調(diào)度：執(zhí)行能源預(yù)測(cè)分配命令，進(jìn)行能源在線(xiàn)優(yōu)化調(diào)度；以零放散為目標(biāo)，進(jìn)行煤氣的短期平衡預(yù)測(cè)，以對(duì)能源調(diào)平衡分配和節(jié)約用能進(jìn)行調(diào)度指導(dǎo)。

（6）調(diào)度通信管理功能：對(duì)能源中心及能源發(fā)生、生產(chǎn)、輸送的各個(gè)單元，結(jié)合能源管理系統(tǒng)進(jìn)行能源調(diào)度，把通信執(zhí)行作為有效管理，以充分發(fā)揮能源管理系統(tǒng)的作用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

2.3 物資計(jì)量系統(tǒng)

鋼鐵企業(yè)的原材料消耗是是鋼鐵企業(yè)制造成本的主要構(gòu)成部分。重鋼新區(qū)的物資計(jì)量系統(tǒng)從碼頭檢尺、洗精煤、混運(yùn)礦一直到煉鋼用的合金，建立了全流程完整的物資計(jì)量系統(tǒng)，并組建了重鋼新區(qū)的計(jì)量中心。

主要功能是完善公司物資消耗的計(jì)量體系，做到完整的計(jì)量；實(shí)現(xiàn)計(jì)量稱(chēng)點(diǎn)無(wú)人計(jì)量，計(jì)量中心集中管理；開(kāi)展物資消耗的統(tǒng)計(jì)和動(dòng)態(tài)管理，傳遞物資計(jì)量數(shù)據(jù)給能源管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)公司物資能源的高效和集中管理。

3 重鋼新區(qū)能源管控信息化的特點(diǎn)

3.1 電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和無(wú)人值守

重鋼新區(qū)10k V及以上的電站均能通過(guò)能源管控信息化系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視或控制。特別是用專(zhuān)業(yè)電網(wǎng)的管理手段，結(jié)合鋼鐵企業(yè)電網(wǎng)的特點(diǎn)，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電站的無(wú)人值守。是適用于大型鋼鐵企業(yè)的專(zhuān)業(yè)化的電力調(diào)度系統(tǒng)。

重鋼新區(qū)公用10k V、35k V、110k V均無(wú)人值守，采用集控站遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過(guò)電力調(diào)度的高級(jí)應(yīng)用功能、繼電保護(hù)管理功能、電能質(zhì)量管理功能和調(diào)度員專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)功能大大提高了重鋼新區(qū)電網(wǎng)故障處理能力和電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度能力。以信息化為支持，通過(guò)管理創(chuàng)新提高了公司電網(wǎng)運(yùn)行的水平。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，公用電站無(wú)人值守共節(jié)約人力42人。

各主要廠礦的專(zhuān)業(yè)電站也納入能源管理系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視，并供電力調(diào)度及時(shí)查找和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，也為電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行提供了保障。

同時(shí)，還通過(guò)能源管理系統(tǒng)對(duì)部分水泵站也實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守和遠(yuǎn)程操控。

3.2 實(shí)現(xiàn)能源工作票、操作票的集中辦理

通過(guò)能源管控信息化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)重鋼新區(qū)能源檢修工作票、能源操作票的集中辦理。

電站的操作、水氣站的操作、檢修項(xiàng)目中的能源介質(zhì)操作，都是通過(guò)能源管控信息化系統(tǒng)建立和流轉(zhuǎn)檢修能源工作票。能源工作票（操作票）通過(guò)能源管控信息化系統(tǒng)網(wǎng)上建立、流轉(zhuǎn)、審批、消號(hào)和存儲(chǔ)。開(kāi)創(chuàng)重鋼特色的能源工作票處理程序，達(dá)到節(jié)約大量人力和物力，杜絕違規(guī)操作的目的，是公司一級(jí)能源管理的有效組成部分。

3.3 實(shí)現(xiàn)物資和能源的一體化管理

重鋼新區(qū)能源管控信息化系統(tǒng)將能源（包括水、電、風(fēng)、汽（氣）、煤、焦等）作為公司級(jí)的資源，集中進(jìn)行調(diào)配、考核和管理，來(lái)實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的一體化運(yùn)作和集中管理。

對(duì)公司購(gòu)入的水、電、氣、煤、焦等實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)管。公司一二級(jí)能源計(jì)量直接R T U接入能源管控信息化系統(tǒng),并取消二級(jí)顯示儀表。各二級(jí)單位只能通過(guò)該信息化系統(tǒng)進(jìn)行查看和分析，即只有能源管控信息化系統(tǒng)才有公司一二級(jí)能源計(jì)量數(shù)據(jù)，以保證和提高能源消耗管理評(píng)價(jià)系統(tǒng)的客觀性、公正性和權(quán)威性。同時(shí)公司煤、焦、礦統(tǒng)一接入物資計(jì)量系統(tǒng)，納入能源管控信息化平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和統(tǒng)計(jì)，提高了物資分配和監(jiān)管力度。

物資和能源的計(jì)量和管理基本做到了一體化。

3.4 優(yōu)化能源調(diào)度，提高公司發(fā)電量

重鋼新區(qū)2012年2月份自發(fā)電1.2819億k W·h，自發(fā)電的比例為67.12%，比上月提高了2.15%，比上年平均水平提高了12.35%，也創(chuàng)下自發(fā)電率的新高。重鋼依靠能源管控信息化系統(tǒng)，優(yōu)化能源調(diào)度，提高公司發(fā)電水平。

重鋼新區(qū)目前有C C P P發(fā)電站1座、CDQ發(fā)電站1座、余熱發(fā)電站2座、TRT發(fā)電站3座。通過(guò)能源管控信息化系統(tǒng)，進(jìn)行煤氣平衡預(yù)測(cè)和優(yōu)化調(diào)度，結(jié)合公司煤氣平衡預(yù)案，進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度。最大優(yōu)化高焦轉(zhuǎn)煤氣的使用量，增加燃?xì)獍l(fā)電；盡可能回收多余的蒸汽、提高蒸汽品質(zhì)，增加余熱發(fā)電。

通過(guò)電力調(diào)度系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用功能對(duì)發(fā)電站進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化管理，從發(fā)電計(jì)劃類(lèi)軟件取負(fù)荷預(yù)測(cè)值和發(fā)電計(jì)劃值，向發(fā)電計(jì)劃類(lèi)軟件送網(wǎng)絡(luò)修正系數(shù)和機(jī)組安全限制值。

3.5 能源對(duì)標(biāo)

重鋼新區(qū)建立了與同行業(yè)唐鋼的對(duì)標(biāo)體系，通過(guò)能源管控信息化系統(tǒng)，對(duì)一些關(guān)鍵性的物資能源指標(biāo)，與對(duì)標(biāo)企業(yè)進(jìn)行對(duì)標(biāo)挖潛，幫助分析，查找問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

重鋼新區(qū)的能源管控信息化系統(tǒng)在能源集中管控、一體化管理的體制中發(fā)揮了重要作用，它不僅提高了能源過(guò)程利用率和對(duì)生產(chǎn)流程的支撐保障作用，并以此為平臺(tái)，將能源作為一種稀缺資源，進(jìn)行精益化管理和有效利用技術(shù)的深度開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益有機(jī)統(tǒng)一。但由于重鋼新區(qū)達(dá)產(chǎn)不久,很多管理體制尚在進(jìn)一步完善中,在數(shù)據(jù)挖掘、能效因子的控制和能源的分析決策上還有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和完善。