火電企業(yè)技術(shù)監(jiān)督信息化工作探討

李權(quán)耕，李彬，尚爾發(fā)，楊洋

（1.國家電投集團電站運營技術(shù)（北京）有限公司，北京 102209；2.國家電投集團科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，北京 102209；3.國家電力投資集團有限公司科技與創(chuàng)新部，北京 100029；4.內(nèi)蒙古霍煤鴻駿鋁電有限責(zé)任公司電力分公司，內(nèi)蒙古 通遼 029200）

0 引言

電力企業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分，不論是工程建設(shè)還是生活生產(chǎn)，都需要電力企業(yè)做服務(wù)，而電力技術(shù)監(jiān)督通過對發(fā)供電設(shè)備或部件健康狀況的監(jiān)測、評價和管理，按照科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)利用先進測量手段以及管理方法對其監(jiān)督、檢查，及時發(fā)現(xiàn)和處理缺陷、隱患，保證電力設(shè)備始終處于良好的運行狀態(tài)，是保證火電設(shè)備安全、環(huán)保、經(jīng)濟運行的重要抓手，在火電運行生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。

火電企業(yè)是設(shè)備密集型、技術(shù)資金密集型、成本密集型企業(yè)，引入信息化技術(shù)可實現(xiàn)由傳統(tǒng)管理模式向高度集約化、高度技術(shù)化、高度智能化的模式轉(zhuǎn)變，可有效提高企業(yè)效率、降低成本、提升管理水平[1]。

火電企業(yè) 技術(shù)監(jiān)督的信息化可以從以下幾個方面優(yōu)化生產(chǎn)管理[2-4]：①加快信息傳遞速度，從以往的逐級上報模式轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)上傳后所有擁有權(quán)限的用戶可第一時間查辦。②實現(xiàn)火電企業(yè)的主要性能指標(biāo)實時計算和統(tǒng)計，使管理層對電廠、機組、主輔機設(shè)備的主要性能有清晰的認(rèn)識和掌握。③通過系統(tǒng)的廠級和機組級性能對比，及主要運行參數(shù)的耗差計算分析，為電廠和機組間的同類評比、技術(shù)交流提供依據(jù)。④利用實時數(shù)據(jù)庫長期在線儲存性能計算所涉及的參數(shù)及計算結(jié)果，為火電機組性能分析和進一步數(shù)據(jù)挖掘提供寶貴和重要的數(shù)據(jù)資源。

本文對火電企業(yè)技術(shù)監(jiān)督信息化存在的問題進行論述，有針對性地提出了工作建議，并就注意技術(shù)監(jiān)督信息化各系統(tǒng)間互聯(lián)互通、加強信息化和傳統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督工作深度融合、推進火電技術(shù)監(jiān)督產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、深化系統(tǒng)信息大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用、加強網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)五個方面進行了分析。

1 注意技術(shù)監(jiān)督信息化各系統(tǒng)間互聯(lián)互通

目前火電企業(yè)技術(shù)監(jiān)督工作所應(yīng)用的信息化系統(tǒng)在建設(shè)之初主要針對火電企業(yè)部分領(lǐng)域工作，將管理數(shù)字化手段引入技術(shù)監(jiān)督工作中，以提高信息統(tǒng)計、運算、歸檔效率，在實際應(yīng)用中起到較好應(yīng)用效果。但是，各系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域較窄且缺少統(tǒng)一規(guī)劃，可能由不同的廠商開發(fā)，存在數(shù)據(jù)庫不統(tǒng)一、框架結(jié)構(gòu)差異性大等問題，導(dǎo)致系統(tǒng)建設(shè)的較為分散、獨立，系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳導(dǎo)性差，造成了傳輸壁壘，無法充分實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，且系統(tǒng)間的功能有一定重疊，增加了服務(wù)器儲存和運算的壓力，造成軟硬件的冗余投資。部分信息需要多次重復(fù)錄入和存儲，降低了人員工作效率，增加錄入信息錯誤的機率，阻礙了技術(shù)監(jiān)督信息化的進一步深入。針對上述問題，可以從以下幾個方面采取措施。

一是要加強技術(shù)監(jiān)督信息化的頂層設(shè)計。對火電技術(shù)監(jiān)督工作進行全面梳理和綜合分析，抽象信息化涉及的各個要素，按統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、運行環(huán)境、安全保障、數(shù)據(jù)中心的原則，搭建信息化系統(tǒng)頂層構(gòu)架，提高信息化系統(tǒng)的綜合水平，助力資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同。

二是要打通各信息系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交互共享渠道。通過數(shù)據(jù)庫存儲過程或視圖、動態(tài)庫鏈接接口、Web service接口、統(tǒng)一平臺管理等方式，提高系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的管理和使用水平，減少數(shù)據(jù)重復(fù)錄入工作，降低信息錄入錯誤概率。

三是可以采用云邊協(xié)同的方式，云端儲存和處理需協(xié)同管理的數(shù)據(jù)，可統(tǒng)籌利用資源，減少重復(fù)信息儲存，減少軟硬件的冗余投資，提高調(diào)用共性化數(shù)據(jù)便捷性。邊端儲存和處理對安全性、時效性要求高或者個性化數(shù)據(jù)，提高響應(yīng)速度；在邊端存儲能力不足時，可將一部分?jǐn)?shù)據(jù)存到云端，最大限度利用存儲資源。此外，在某段網(wǎng)絡(luò)發(fā)生信息傳輸擁塞時，可通過網(wǎng)絡(luò)控制器進行感知，并將流量引入到較為空閑的線路上，提高信息傳輸速度。

2 加強信息化和傳統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督工作深度融合

現(xiàn)階段，火電企業(yè)技術(shù)監(jiān)督信息化系統(tǒng)在設(shè)計上已經(jīng)具備一定的功能，基本將問題庫管理、培訓(xùn)管理、制度文件查詢和下載、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)查詢和下載、報表報告管理、經(jīng)驗反饋、計劃總結(jié)管理、培訓(xùn)考試、資料歸檔等部分傳統(tǒng)火電技術(shù)監(jiān)督工作納入信息化流程，并發(fā)揮信息化技術(shù)優(yōu)勢，提升工作效率和工作質(zhì)量。但是，部分的信息化流程還存在進一步完善的空間。比如培訓(xùn)管理功能項目可開發(fā)推送取證培訓(xùn)班信息功能，為技術(shù)人員參加取證培訓(xùn)提供信息渠道。再如計劃總結(jié)功能項目可開發(fā)將計劃分解并按期推送給技術(shù)人員、督促其按期完成的功能。

此外，還可開發(fā)與傳統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督工作相關(guān)聯(lián)的其他功能，比如開發(fā)技術(shù)監(jiān)督討論群、遠程診斷功能，方便技術(shù)監(jiān)督人員之間、技術(shù)監(jiān)督人員與專家之間溝通交流，群策群力解決問題；開發(fā)期刊信息推送功能，使技術(shù)監(jiān)督人員精準(zhǔn)獲取文獻資源，可以及時了解行業(yè)動態(tài)、技術(shù)問題處理、管理創(chuàng)新等方面的信息；開發(fā)新技術(shù)、新工藝應(yīng)用推送，將同類機組或設(shè)備應(yīng)用較好新技術(shù)、新工藝推送至技術(shù)監(jiān)督人員，方便其了解到本廠潛在可以選擇的成熟技術(shù)、工藝及其應(yīng)用情況。使信息化技術(shù)的優(yōu)勢可以惠及到更多的火電技術(shù)監(jiān)督工作，推進信息化和傳統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督工作深度融合。

3 推進火電技術(shù)監(jiān)督產(chǎn)業(yè)數(shù)字化

目前火電企業(yè)數(shù)字化設(shè)備主要集中在熱工自動和保護、電氣保護，雖然對生產(chǎn)運行起到一定的作用，但還是存在一些問題：一是獲取的數(shù)據(jù)資源范圍窄，數(shù)據(jù)較為分散且缺乏連貫性，為數(shù)據(jù)分析利用帶來較大困難；二是判斷方式多采用較為簡單的閾值判斷，未深度對數(shù)據(jù)進行利用，未經(jīng)過詳細(xì)分析計算；三是基礎(chǔ)設(shè)備層數(shù)字化程度低，多采用模擬量或開關(guān)信號進行控制，無法實現(xiàn)對設(shè)備精準(zhǔn)控制。

產(chǎn)業(yè)數(shù)字化是火電企業(yè)生產(chǎn)效率提升的直接推動力，是火電企業(yè)提升生產(chǎn)效率的必然之選。首先從數(shù)據(jù)源頭開始，以智能型就地檢測設(shè)備和儀表、傳感器、攝像頭、汽機人、工業(yè)pad等做為硬件支撐，以多樣化采集形式擴寬數(shù)據(jù)采集范圍；強化采集的自動化、智能化水平，提高數(shù)據(jù)源的準(zhǔn)確性和采集速度。融合利用新一代信息通信，提高數(shù)據(jù)傳輸速度；通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊算法、遺傳算法等智能算法進行分析。通過實現(xiàn)實時能耗分析、能量統(tǒng)計分析、鍋爐燃燒優(yōu)化、汽機運行優(yōu)化、負(fù)荷分配優(yōu)化等，使設(shè)備運行更可靠、更經(jīng)濟；通過實現(xiàn)主機平衡分析、設(shè)備健康評估、故障檢測與診斷、狀態(tài)檢修等，實時準(zhǔn)確地掌握設(shè)備健康狀態(tài)，提前預(yù)測異常事件，減少甚至避免因技術(shù)監(jiān)督不到位導(dǎo)致的非計劃停機或重大人身、設(shè)備異常事件，提高電廠安全性；通過綜合分析入爐煤氮硫元素含量和爐膛燃燒情況，實現(xiàn)對脫硝設(shè)備、脫硫設(shè)備的精準(zhǔn)控制，提高電廠環(huán)保運行水平；通過實現(xiàn)設(shè)備智慧點檢，以現(xiàn)代技術(shù)預(yù)設(shè)巡檢路線，自動傳輸設(shè)備檢測數(shù)值，發(fā)現(xiàn)異常自動上報，實現(xiàn)巡檢全過程的可視化，減少由于點檢人員主觀原因?qū)е碌腻e漏[5], 同時保證巡檢過程的可回溯性，方便發(fā)現(xiàn)錯誤時進行糾偏。助力高質(zhì)量完成火電技術(shù)監(jiān)督工作。

4 深化系統(tǒng)信息大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用

現(xiàn)階段，火電技術(shù)監(jiān)督工作信息化的大數(shù)據(jù)分析可在以下兩個方面進行深化。

一是利用電廠的運行監(jiān)控大數(shù)據(jù)對設(shè)備故障的特征進行解析，建立設(shè)備故障經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，從而辨別出設(shè)備的性能異常，對重要設(shè)備故障進行早期預(yù)警及故障診斷，在設(shè)備出現(xiàn)故障或材料出現(xiàn)劣化之前進行處理，實現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修，將危險和隱患消除在萌芽之中，減少不必要的檢修費用，提高機組安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性。同時探索將故障經(jīng)驗?zāi)Ｐ屯晟坪髴?yīng)用到同類型機組中，發(fā)揮規(guī)模化效應(yīng)。

二是利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)控制、數(shù)據(jù)一體化，從而深度優(yōu)化運行模式。廠級監(jiān)控系統(tǒng)（SIS）已廣泛在火電廠應(yīng)用。在機組長時間運行過程中，SIS積累了大量的生產(chǎn)、運行、檢修歷史數(shù)據(jù)。在數(shù)字化時代，利用好這些既有數(shù)據(jù)，輔助運行人員快速、準(zhǔn)確地觀察和分析設(shè)備狀態(tài)，實現(xiàn)對燃燒調(diào)整、脫硫脫硝、汽機調(diào)節(jié)等的精準(zhǔn)調(diào)控，對火電技術(shù)監(jiān)督工作高質(zhì)量完成具有重要意義[6]。

可在上述兩方面深化火電技術(shù)監(jiān)督大數(shù)據(jù)分析，探索數(shù)據(jù)篩選、專業(yè)技術(shù)分析、建立模型的科學(xué)方法，以期在故障預(yù)警、深度優(yōu)化運行方面取得成效，提高機組運行的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性。

5 加強網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)

隨著技術(shù)監(jiān)督信息化的發(fā)展，信息化系統(tǒng)不斷壯大，涉及工作范圍更加廣泛、數(shù)據(jù)存儲量和傳輸量持續(xù)上升、系統(tǒng)接口逐漸增多、信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)泄露和系統(tǒng)癱瘓的風(fēng)險也逐漸增大，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)安全事件后，輕則導(dǎo)致數(shù)據(jù)外泄，重則導(dǎo)致控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等的癱瘓，影響機組正常運行。因此在信息化建設(shè)的同時，需要配套進行網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)。

一是盡量不要使用云服務(wù)器，將信息化系統(tǒng)部署在內(nèi)網(wǎng)，外部無法輕易獲取數(shù)據(jù)信息，并且還能提高用戶訪問速度。二是謹(jǐn)慎開放缺乏安全保障的應(yīng)用和端口，減少系統(tǒng)遭受攻擊的風(fēng)險和受影響的范圍，一旦發(fā)生網(wǎng)絡(luò)安全事件后，也能較為快速找到問題根源，方便采取針對性措施。三是充分利用好防火墻技術(shù)，防火墻技術(shù)能根據(jù)企業(yè)的安全策略控制（允許、拒絕、監(jiān)測）出入網(wǎng)絡(luò)的信息流，且本身具有較強的抗攻擊能力。它有效地監(jiān)控了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的任何活動，保障了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全。四是定期用安全管理軟件測試信息化系統(tǒng)的漏洞，及時進行針對性修補，不斷提升系統(tǒng)的安全性能。五是做好數(shù)據(jù)的備份工作，在發(fā)生數(shù)據(jù)丟失事件后，能夠盡快找回數(shù)據(jù)，減少對生產(chǎn)運行的影響。

6 結(jié)論

信息化技術(shù)擴寬了技術(shù)監(jiān)督工作數(shù)據(jù)覆蓋范圍，提升了數(shù)據(jù)傳遞速率和數(shù)據(jù)處理能力，能夠為控制系統(tǒng)發(fā)出控制指令、專業(yè)人員做出控制操作、領(lǐng)導(dǎo)層做出決策提供了更多有價值的信息。技術(shù)監(jiān)督信息化的過程也是工作流程化、流程智慧化的過程，流程固化可大幅減少由于人主觀因素而導(dǎo)致的錯誤，也精簡了部門冗余工作，使技術(shù)監(jiān)督工作關(guān)口前移，從事中、事后被動執(zhí)行變?yōu)槭虑爸鲃娱_展，將技術(shù)監(jiān)督事件消除在萌芽中。本文就注意技術(shù)監(jiān)督信息化各系統(tǒng)間互聯(lián)互通、加強信息化和傳統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督工作深度融合、推進火電技術(shù)監(jiān)督產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、深化系統(tǒng)信息大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用、加強網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)五個方面進行了分析，并有針對性地提出對策建議。