火電廠廠用電節能系統改良優化與應用研究

唐道朋

（國能粵電臺山發電有限公司，廣東 臺山 529228）

0 引 言

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

1 火電廠廠用電節能系統

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

圖1 廠用電節能系統結構層次圖

2 火電廠廠用電節能系統優化設計目標

火電廠廠用電節能系統是在發電機組運行節能優化系統的基礎上生成的，該系統通過專家知識庫的數據實現實時操作監控，不但提高了火電廠的生產管理效率，同時還可以降低能耗、優化生產流程。因此，本文研發了一套集建立專家知識庫、數據展示平臺自己業務應用模塊等于一體的系統，總體結構流程如圖2所示[2]。

圖2 系統總體結構流程圖

2.1 系統功能架構優化設計

該系統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部、生技部（監督部門）以及運行部等使用，主要用于計劃的制定和追蹤、監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部、生技部以及運行部，計經部通過系統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整自身的缺陷，然后由監督部門進行分析，并監督工作人員進行節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，幫他們及時發現測點缺陷，方便數據庫查詢，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督等，最終達到提高工作效率的目的。四是運行優化。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，起到了即時運行優化的功能，從而促進整個系統的運行。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據，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據作為檢修的參考，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整，盡可能避免故障產生。用戶可以通過報警信息找出故障所在，然后根據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督，方便設備的及時更新和維修。七是環保管控。該模塊的主要作用是為用戶提供數據信息，當設備的某一指標超限時，在該模塊的作用下系統會及時發出警報，可以保護一些重要數據不被遺失。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，可以根據環保信息及時提供改良方案和優化功能，降低系統的運行成本。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 節能系統分層設計

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

圖3 節能系統分層設計圖

其中數據儲存層主要用于業務數據的存儲，屬于一種儲存方式，它的存儲類型主要分為關系數據庫、實時數據庫以及XML3類。通用數據接口的主要作用是屏蔽數據庫的差異性，提高數據庫的讀取率。數據處理層的主要作用是數據統計服務，負責系統統計數據和考核數據等的計算。業務處理層主要用于系統的業務邏輯管理工作，其核心是安全和節能，其他模塊主要有Reed平臺提供服務。而展示層主要負責系統的UI展示。

2.3 節能系統安全性設計

2.3.1 應用系統安全性設計

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

（1）系統級安全。該安全設計主要從訪問段、登錄時間以及連接次數等方面的限制，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進行操作，而在服務端會設置一些程序資源和業務種類的范圍設置。

（4）數據域安全。該安全設計主要分為兩個層次，一層是數據域安全，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。另一層是字段級數據域安全，該該設置了用戶的訪問業務記錄字段。

2.3.2 數據存儲安全性設計

火電廠廠用電節能系統的運行需要用到大量的數據，而大數據的存儲系統豐富多樣且規模很大，因此在進行數據存儲安全設計時要在確保系統安全和靈活的基礎上進行，保證其可以跟上系統其他軟件的運行和擴展。數據存儲的安全性設計至關重要，其設計主要包含以下3點。一是數據庫進行定期備份，數據文件隔離額外存儲，一旦出現故障（系統崩漬、硬盤損壞、人為破壞等）則會造成數據丟失，恢復丟失的數據將會消耗巨大的人力、物力成本。二是進行數據庫集群配置，該設置可以減小硬件投資的風險，同時可以提高現有服務的質量，增加數據可用性，創造更高的經濟效益。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據的安全性[5,6]。

3 結 論

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