淺論平海電廠2*1000MW超超臨界機組節能煤耗在線監測系統建設

摘要：節能發電調度是在確保電網安全運行的條件下集節能、環保、經濟為一體的多目標優化調度，它是我國政府為促進電力行業節能減排而推出的一項重大舉措，也是電力行業落實國家能源產業政策、提高電力系統的經濟效益、加速電力產業結構優化升級、實現電力工業可持續發展的重要舉措。節能發電調度之所以受到高度關注，不僅因為電力調度是電力生產的中心環節，對電力資源配置發揮著重要作用，更主要的是節能調度體現了對轉變電力工業經濟增長方式的一種追求，是合理利用現有存量資源獲取更大經濟效益的一種優化。

關鍵詞：電力；節能；效益；系統

引言

廣東惠州平海發電廠有限公司位于廣東省惠東縣大亞灣口東岸南端，南臨南海，西面與大亞灣核電站隔海相望，北距惠州市約100Km，距惠東縣城52Km，東距平海鎮約18Km。平海電廠規劃建設6臺100萬千瓦超超臨界燃煤發電機組，一期工程首先建設2臺100萬千瓦超超臨界燃煤發電機組，動態總投資為85億元人民幣。2008年10月7日，一期工程獲得了國家發改委的核準，一期工程2臺機組在2011年4月正式投入商業運行，年發電量可達到110億千瓦時，將有效緩解珠三角地區緊張的用電壓力。

1.工程概況：

為落實國務院與廣東省政府關于節能發電調度工作文件的精神，根據廣東省經濟和信息化委員會和廣東省發展和改革委員會聯合印發的《印發廣東省節能發電調度煤耗在線監測系統建設工作實施方案的通知》粵經信電力[2010]974號文件的要求，廣東省粵電集團有限公司需按照省經濟和信息化委、發展和改革委制定的《廣東省節能發電調度煤耗在線監測建設工作實施方案》建設下屬各單位火電機組的煤耗在線監測子站系統，滿足火電機組煤耗計算相關測點實時數據的接收、存儲、計算、分析、數據上傳至廣東省調度中心主站系統等應用功能，從而實現廣東省內所有火力發電機組實時煤耗在線監測與煤耗負荷數據的分析，按機組容量和類別進行煤耗排名，為節能發電調度提供數據依據，同時指導火力發電機組安全經濟運行。平海電廠做為第二批試點單位，從2011年7月初開始組建節能煤耗系統網絡，7月底開始節能煤耗在線監測系統的實施工作，目前該系統已經投入試運行。

2.節能煤耗系統建設介紹

2.1系統整體架構

節能煤耗在線監測系統分為主站與子站建設，從功能方面系統主要分為四大部分：（1）WEB界面管理器，提供數據展示、查詢與編輯的平臺，實現用戶對數據操作與曲線對比分析管理，是整個軟件的管理中樞。（2）以Oracle關系數據庫與PI實時數據庫為基礎的I/O數據接口，實現子站采集數據與計算數據的存儲、轉換與讀取功能。（3）數據采集與接收模塊為外部數據接口，實現采集平海電廠的生產實時數據，將接收到的實時數據提供給核心計算服務器進行計算分析。（4）核心計算服務，核心計算軟件根據指標計算模型與算法，實現煤耗計算與微增率計算等計算功能。采用上述系統架構后，采集實時數據源與計算結果數據分別導入Oracle與PI實時數據庫，使數據歷史存儲和利用分開，提高了數據管理和數據利用的效率；抽象出核心計算模塊也便于核心計算程序模塊式開發與分布式部署，使得各個核心算法的開發互不影響；通過XML文件實現WEB界面數據結構的生成和資源管理器界面的創建，能快速的適應客戶需求變更，也進一步提高了軟件的可測試性、可維護性和功能可擴展性。

2.2系統功能：結合軟件系統架構，充分考慮軟件的各種業務應用功能的相對獨立性和擴展性，系統采用先進的模塊化設計思想，系統共分為8個功能模塊：

2.2.1系統應用與配置管理模塊

完成應用系統的各種配置功能，包括系統配置、組織機構管理、權限配置管理、日志管理與系統監控。（1）系統配置用于完成應用系統的各種配置功能，包括各種數據字典的管理、用戶使用風格的配置和應用系統的維護功能；（2）組織機構管理，完成電廠的各級機構的設置、部門及崗位的管理，同時可以完成用戶的各種配置功能和用戶組的管理；（3）權限配置管理，主要完成角色的配置、角色的權限劃分、人員權限的分配、功能模塊權限管理，可實現多級授權；（4）日志管理，包括系統的各種消息（包括預警、報警信息等）的展示、配置以及操作日志的查詢維護功能；（5）系統監控，實時監控計算服務的狀態是否正常以及服務的日志查詢。

2.2.2系統數據配置管理模塊

提供本系統基本數據與指標體系的配置功能。主要包括調度機構配置、區域電廠信息配置、區域電廠單元配置、區域電廠機組配置、區域電廠專業配置、實時點配置管理、手工點配置管理與指標配置管理。

2.2.3數據采集與傳輸模塊

通過子站采集接口從控制系統或其它控制設備采集煤耗相關實時數據，并保存相關數據在子站實時數據庫中，同時把實時數據與計算結果上傳到主站的核心計算服務模塊中。并支持斷點續傳，有完善的容錯能力。

2.2.4曲線對比分析管理模塊

主要提供反平衡煤耗曲線、反平衡負荷煤耗曲線與煤耗微增率等曲線走向趨勢，可以在同一坐標系內對不同指標曲線進行趨勢情況的展示，依據指標自由組合查詢，按照時間的日、周、月、季與年來展現指標的實時、歷史曲線，以便于用戶監測、比較與分析各類指標。

2.2.5告警管理模塊

分系統告警與網絡告警。系統告警根據指標配置的計算公式與告警區間進行計算，并對計算結果數據進行分析，對超出了所設置目標值的告警指標，則進行告警提示，并提供指標公式校驗、指標上下限值區間驗證告警。網絡告警能夠增加、修改并刪除網絡組態，快速定位和分析產生故障的網絡設備。

2.2.6能耗計算模塊

提供指標煤耗計算與微增率計算功能。具體算法由計算引擎來實現，系統通過指標值的計算結果可以統計各時間段內指標值、平均值與目標值偏差的相互變化關系，作為電廠經濟性優化調度的基本依據。

2.2.7能耗監測分析模塊

能耗分析主要對廣東電網所屬火電廠及機組的負荷及煤耗曲線進行同比與環比的分布情況的對比分析，并統計出電網所屬火電廠、火電機組煤耗同比與環比增幅及排名。

2.2.8統計查詢與報表管理

提供統計并查詢電網所屬電廠與機組的機組運行狀態、實時與歷史供電煤耗、煤耗水平排名、當前和歷史負荷、手工數據與環保數據等。系統提供用戶常用報表及自定義報表功能。

3．節能煤耗系統和DCS系統整合

節能煤耗在線監測系統通過OPC接口讀取DCS數據，通過DCS接口機上的采集程序，將1號機和2號機的DCS數據采集出來，然后通過正向隔離網閘到2臺SIS機房核心冗余交換機，再通過SIS機房核心交換機將DCS數據接入到煤耗應用服務器的PI實時數據庫中，最后通過節能煤耗在線監測系統軟件經過嚴格、規范、復雜的計算，將實時數據和計算后的性能指標數據寫入到實時數據庫中進行存儲，最后將全部數據通過反向隔離裝置傳輸至通訊服務器，最終由通訊服務器將煤耗、負荷等關鍵數據上傳至中調。

4．結束語

傳統的發電排序只按照機組的設計煤耗來建立“全網機組煤耗排序表”，節能發電調度的效果勢必大打折扣，其有效性和真實性也會讓人質疑，從此意義上說，本系統的建立，對全網機組煤耗水平進行實時監測，構建出基于實時在線能耗水平的排序表，對推進節能發電調度向縱深發展具有重要意義，同時也有利于發電企業及時掌握機組的性能，從而提高機組的運行管理水平。