火電廠廠用電節(jié)能系統(tǒng)改良優(yōu)化與應用研究

唐道朋

（國能粵電臺山發(fā)電有限公司，廣東 臺山 529228）

0 引 言

近年來，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展對電力的需求越來越高，資源的消耗也在逐年增加。中國發(fā)電廠大多以火力發(fā)電為主，不僅資源消耗大，而且污染環(huán)境。隨著節(jié)能減排工作的開展，政府對能源的調(diào)控力度不斷提高。火電廠關系著我國經(jīng)濟和人們的生活水平，同時也屬于能源消耗的重大產(chǎn)業(yè)之一。因此，火電廠廠用電節(jié)能系統(tǒng)的建立和完善對節(jié)約能源和保護環(huán)境具有重大的意義，同時也是保障火電廠長久發(fā)展的堅實后盾[1]。

1 火電廠廠用電節(jié)能系統(tǒng)

火電廠廠用電節(jié)能系統(tǒng)可以在用電環(huán)節(jié)中起到重要的作用，幫助用電系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制、自動報警以及自動分析診斷等，為優(yōu)化用電節(jié)能系統(tǒng)做出了重要貢獻?；痣姀S用電節(jié)能系統(tǒng)可以實現(xiàn)用電系統(tǒng)的自動化（自動提醒、自動評價），幫助實現(xiàn)用電系統(tǒng)各種管理工作的在線監(jiān)督和自我約束，實現(xiàn)了用電系統(tǒng)的智能管控。而且，該系統(tǒng)在智能管控的基礎上整合了各項生產(chǎn)運行信息，形成了一個集約化平臺，實現(xiàn)了系統(tǒng)信息共享，在最大程度上提高了火電廠用電節(jié)能系統(tǒng)的高效和節(jié)能。圖1為火電廠廠用電節(jié)能系統(tǒng)的系統(tǒng)結構層次圖。

圖1 廠用電節(jié)能系統(tǒng)結構層次圖

2 火電廠廠用電節(jié)能系統(tǒng)優(yōu)化設計目標

火電廠廠用電節(jié)能系統(tǒng)是在發(fā)電機組運行節(jié)能優(yōu)化系統(tǒng)的基礎上生成的，該系統(tǒng)通過專家知識庫的數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時操作監(jiān)控，不但提高了火電廠的生產(chǎn)管理效率，同時還可以降低能耗、優(yōu)化生產(chǎn)流程。因此，本文研發(fā)了一套集建立專家知識庫、數(shù)據(jù)展示平臺自己業(yè)務應用模塊等于一體的系統(tǒng)，總體結構流程如圖2所示[2]。

圖2 系統(tǒng)總體結構流程圖

2.1 系統(tǒng)功能架構優(yōu)化設計

該系統(tǒng)功能架構主要分為以下幾種。一是計劃管控。該功能模塊主要是計經(jīng)部、生技部（監(jiān)督部門）以及運行部等使用，主要用于計劃的制定和追蹤、監(jiān)督計劃的完成情況以及計劃的具體實行等。二是能耗管控。該模塊主要針對的同樣是計經(jīng)部、生技部以及運行部，計經(jīng)部通過系統(tǒng)來分析計劃未完成的原因，在運行部的作用主要是通過分析煤耗情況及時調(diào)整自身的缺陷，然后由監(jiān)督部門進行分析，并監(jiān)督工作人員進行節(jié)能專工以達到降低能耗的目的。三是測點管控。該模塊的主要作用是針對于熱工人員，幫他們及時發(fā)現(xiàn)測點缺陷，方便數(shù)據(jù)庫查詢，提供測點修理的詳單，此外能夠幫助解決模型失真問題及對熱工人員進行監(jiān)督等，最終達到提高工作效率的目的。四是運行優(yōu)化。該模塊是在能耗管控模塊的基礎上運行，它將能耗管控模塊所得的結果進行實際操作，起到了即時運行優(yōu)化的功能，從而促進整個系統(tǒng)的運行。五是單元診斷。該模塊的主要功能是診斷信息和操作建議，為用戶提供對照參考數(shù)據(jù)，用戶可將其作為分析機組性能影響因素的工具。以此來設備進行判斷和維修等，同時還可以將之前錄入的數(shù)據(jù)作為檢修的參考，方便用戶的故障分析。六是安全管控。該模塊的主要作用是提前對故障信息作出警報，可以方便工作人員和用戶進行提前調(diào)整，盡可能避免故障產(chǎn)生。用戶可以通過報警信息找出故障所在，然后根據(jù)制度活設計上的一些問題來避開容易出故障的設備，同時還可以提高管理人員對工作人員的監(jiān)督，方便設備的及時更新和維修。七是環(huán)保管控。該模塊的主要作用是為用戶提供數(shù)據(jù)信息，當設備的某一指標超限時，在該模塊的作用下系統(tǒng)會及時發(fā)出警報，可以保護一些重要數(shù)據(jù)不被遺失。而且該模塊還可以為用戶提供污染物計劃排放量跟蹤和分析等，可以根據(jù)環(huán)保信息及時提供改良方案和優(yōu)化功能，降低系統(tǒng)的運行成本。八是績效考核。該模塊主要用于工作人員的工作考核，以達到提高工作人員的責任心和積極性的目的。

2.2 節(jié)能系統(tǒng)分層設計

火電廠長用電節(jié)能系統(tǒng)改良的分層設計具有擴展自身業(yè)務的功能，具體分層設計如圖3所示[3]。

圖3 節(jié)能系統(tǒng)分層設計圖

其中數(shù)據(jù)儲存層主要用于業(yè)務數(shù)據(jù)的存儲，屬于一種儲存方式，它的存儲類型主要分為關系數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫以及XML3類。通用數(shù)據(jù)接口的主要作用是屏蔽數(shù)據(jù)庫的差異性，提高數(shù)據(jù)庫的讀取率。數(shù)據(jù)處理層的主要作用是數(shù)據(jù)統(tǒng)計服務，負責系統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)和考核數(shù)據(jù)等的計算。業(yè)務處理層主要用于系統(tǒng)的業(yè)務邏輯管理工作，其核心是安全和節(jié)能，其他模塊主要有Reed平臺提供服務。而展示層主要負責系統(tǒng)的UI展示。

2.3 節(jié)能系統(tǒng)安全性設計

2.3.1 應用系統(tǒng)安全性設計

火電廠廠用電節(jié)能系統(tǒng)的安全設計主要是為了提高用戶在訪問應用系統(tǒng)中的安全性，應用系統(tǒng)安全性設計主要由以下幾方面的設計。

（1）系統(tǒng)級安全。該安全設計主要從訪問段、登錄時間以及連接次數(shù)等方面的限制，對登錄時間外的訪問進行限制，屬于入口級限制。

（2）功能性安全。該安全設計主要用于程序流程，當用戶在進行操作時，如需審核，則對其上傳附件的大小進行限制，不能超出制定大小。該限制屬于程序內(nèi)限制，起到了影響程序流程的重要作用[4]。

（3）程序資源訪問控制安全。該訪問控制主要用于客戶端上，為用戶提供相關的界面設置，客戶僅能在其使用權限內(nèi)進行操作，而在服務端會設置一些程序資源和業(yè)務種類的范圍設置。

（4）數(shù)據(jù)域安全。該安全設計主要分為兩個層次，一層是數(shù)據(jù)域安全，會限制用戶的訪問范圍，以用戶的單位作為篩選條件時需設置他們的訪問。另一層是字段級數(shù)據(jù)域安全，該該設置了用戶的訪問業(yè)務記錄字段。

2.3.2 數(shù)據(jù)存儲安全性設計

火電廠廠用電節(jié)能系統(tǒng)的運行需要用到大量的數(shù)據(jù)，而大數(shù)據(jù)的存儲系統(tǒng)豐富多樣且規(guī)模很大，因此在進行數(shù)據(jù)存儲安全設計時要在確保系統(tǒng)安全和靈活的基礎上進行，保證其可以跟上系統(tǒng)其他軟件的運行和擴展。數(shù)據(jù)存儲的安全性設計至關重要，其設計主要包含以下3點。一是數(shù)據(jù)庫進行定期備份，數(shù)據(jù)文件隔離額外存儲，一旦出現(xiàn)故障（系統(tǒng)崩漬、硬盤損壞、人為破壞等）則會造成數(shù)據(jù)丟失，恢復丟失的數(shù)據(jù)將會消耗巨大的人力、物力成本。二是進行數(shù)據(jù)庫集群配置，該設置可以減小硬件投資的風險，同時可以提高現(xiàn)有服務的質(zhì)量，增加數(shù)據(jù)可用性，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。三是對文件存儲和獲取設置密碼控制，該設置會為文件加上一層保護膜，在一定程度上提高了文件和數(shù)據(jù)的安全性[5,6]。

3 結 論

在節(jié)能減排的大背景下，發(fā)電廠節(jié)能系統(tǒng)應該遵循電力體系的管理，降低機組能耗，改良和優(yōu)化火電廠廠用電的節(jié)能減排工作。節(jié)能服務行業(yè)在我國剛剛興起，服務水平等方面經(jīng)驗較為欠缺，屬于摸索發(fā)展階段。雖然部分電廠已經(jīng)節(jié)能技術應用于火電廠發(fā)展中，但是在降低能耗等方面效果不佳。因此用電節(jié)能系統(tǒng)的改良和優(yōu)化對節(jié)約能源和保護環(huán)境具有重大的意義，同時也可以為電廠創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。