火電廠運行值班員實時績效考核系統設計及應用

【中圖分類號】TP315；F426【文獻標志碼】A【文章編號】1673-1069（2025）01-0117-03

1引言

電煤價格持續高位運行，火電廠面臨著較大的經營壓力。電廠對實時運行績效考核更加精細，以降低電廠煤耗和燃料成本。周建新等通過整合運行優化、兩票管理、點檢等系統中的設備運行狀態、機組性能指標、日常維護管理等信息，實現了對全能值班人員運行操作水平和點檢定修人員設備管理水平的全方位考核。吳生輝等的研究詳細介紹了火電廠運行績效管理系統的原理、架構、特點和功能，并分析了其應用效果。何艷貴設計開發了包含電量考核、動態管理考核和日常考核3個模式的運行績效考核系統，并在某電廠應用良好。

鑒于以上成功經驗，某電廠以量化管理為思想、以過程控制為手段、以實時數據為基礎，研究討論了運行績效考核機制，并建設了實時績效考核系統，以促進機組節能降耗和實現運行績效獎金的公平、合理分配。

2系統簡介

2.1考核機制設計

通過性能計算與偏差分析實時展現機組當前工況的供電煤耗、引起煤耗偏差的指標及指標目標值，運行值班員基于目標值進行優化調整和控制，將機組往更安全、更經濟的方向調整，從而提升機組的運行可靠性且有效降低機組能耗。電廠減少了發電成本，經濟效益得到提升，運行值班員的績效考核得分也會相對較高，績效獎金也相應較高，電廠與運行值班員之間形成了良性循環，實現了互利共贏5。基于上述互動機制，廣東某電廠以安全環保為基礎，以經濟高效為目標，精心設計了36個績效考核指標，主要指標如表1所示。

在確定指標后，基于機組實際及現場條件，明確指標考核周期、周期得分、基準值、得分區間以及獎金分配方案，從而完成了績效考核機制設計。績效考核機制總體框架如圖1所示。

2.2系統整體設計

在明確考核機制后，通過接口機從電廠生產控制大區的DCS及其他控制系統采集實時數據，采集來的實時數據穿過正向隔離裝置存儲至實時數據庫；應用服務器從實時數據庫讀取數據，通過后臺計算服務進行性能計算及偏差分析等數據分析與處理，將計算結果存儲至實時數據庫；最后，生產管理大區的績效應用服務器接收實時數據庫的鏡像數據，基于運行值班員績效考核機制進行計算，并將考核得分、指標目標值、指標偏差引起的煤耗偏差等通過Web發布供客戶端調用。生產控制大區與生產管理大區之間通過正向隔離裝置進行隔離，而且在生產控制大區會配套入侵檢測系統，以保證DCS及其他生產控制系統不受外來干擾。系統整體設計如圖2所示。

3重點功能設計

3.1性能計算

性能計算作為偏差分析的基礎，直接關系到計算出的供電煤耗是否真實反映電廠的實際能耗水平。為了保證數據計算的準確性和指標的完整性，基于電廠績效考核機制并參照《DL/T904-2015火力發電廠技術經濟指標計算方法》篩選了鍋爐效率（反平衡）汽機效率、廠用電率、供電煤耗、凝汽器端差、真空度及主要輔機的耗電率等作為主要性能指標。除了煤質化驗數據無法實時獲取之外，其他數據均可通過DCS等系統實時采集，進行實時計算。

3.2偏差分析

偏差分析是指對機組的主汽壓力、溫度等運行參數偏離運行基準值引起的煤耗變化進行定量計算，從而找出機組能耗的主要影響因素。偏差分析的核心是確定運行參數基準值，其主要來源于設計值、熱力試驗值或工況歷史尋優值。隨著大數據挖掘算法在電力行業的廣泛應用，一般采用工況歷史尋優值作為基準值。在確定運行基準值后，計算出其與機組實際運行參數或性能指標之間的偏差，最后通過等效熱降法計算出該偏差所引起的供電煤耗偏差并進行發布，主要計算公式如下：

式中： 為汽輪發電機組裝置效率的相對變化量， 為汽輪發電機組裝置效率， 為新蒸汽等效熱降， kJ/kg 為新蒸汽等效熱降的變化量， 為循環吸熱量的變 化量， 為參數偏差引起的煤耗變化，g/kWω_b；為發 電標煤耗率， 為參數偏差引起的汽輪發電機組裝 置效率的相對變化量， %。

運行值班員根據引起的煤耗偏差大小及方向，以煤耗率最低為目標優化調整參數，從而實現機組的節能降耗[8]。

3.3績效指標配置

為了增強運行值班員節能降耗意識和競爭意識，提升機組安全可靠、經濟環保運行品質，電廠通常會根據征求意見設置安全性、經濟性等指標，并按照指標的重要程度設置不同的權重系數。廣東某電廠設置了9個安全性和27個經濟性指標，并根據指標的重要程度設置了A、B、C、D4級，主要指標分級及權重系數如表2所示。

根據考核指標實際值與基準值之間的偏差以及偏差所在得分區間，實時計算出考核周期內的指標得分和得分率。最后，通過統計計算得到人員或班級的月度得分或得分率。由于得分或得分率的高低可直觀反映運行值班員的操控水平，所以其經常被作為運行績效獎金分配的數據基礎（5個班根據得分率排名，第3名可得分該機組總績效資金的平均值，第1名和第2名可分別上浮 20% 和 10% ，第4名和第5名則分別下浮 10%和20% ）。下面以循泵耗電率為例說明指標的配置方法。

首先，確定循泵耗電率的運行基準值，它是負荷率的單值函數，如表3所示。

根據循泵實際耗電率在表4的不同區間，計算出每個考核周期循泵耗電率的得分（0～1分）。得分較低時會給予告警提示，以便運行值班員及時作出調整。

3.4交接班管理

交接班管理一般以機組為單位，實現電廠運行值班員按照輪班信息對當班工作的交接。交接班分為自動、手動兩種形式。具有管理權限的人員可根據實際情況進行手動、自動切換。

自動交接班是基于輪班規律表、班組等信息，系統自動獲取交班班組、交班人員以及接班班組和接班人員等信息，將接班班組以及接班人員替換當前當班班組以及當班人員。

手動交接班是由具備權限的人員進行交接班，通過選擇機組、交班班組信息、接班班組以及接班班組人員，實現將接班班組以及接班人員替換當前當班班組以及當班人員。

3.5數據修正管理

在出現網絡中斷等引起數據丟失或數據失真而影響考核結果時，可通過啟用數據重算或事后調整功能實現自動修正。數據重算從實時數據庫采集歷史數據，根據機組、班次、調整時間等信息重新計算出歷史指標得分或得分率。此外，提供的事后調整功能支持讓具有調整權限的管理員以一定理由直接對該時間段內任意指標的得分或得分率進行調整，從而保證了故障或特殊情況下績效考核的準確性。

4應用分析

廣東某電廠擁有 2×630 MW超臨界燃煤發電機組，鍋爐為東方鍋爐股份公司設計制造，型號為DG1900/25.4-II2，汽輪機為東方汽輪機有限公司設計制造，型號為N600-24.2/566/566。為了調動員工參與節能降耗的積極性，實現用數據說話，采取班組績效與考核指標得分率緊密掛鉤，個人績效再根據崗位/盤位系數進行分配，建設了運行值班員績效考核系統。系統上線之初，某電廠某年7月班組得分率排名及供電煤耗如表5所示。

由表5可知： ① 各班組得分率總體偏低，操控水平還有挖掘潛力； ② 煤耗雖然偏高，但較真實反映了運行值班員的操控水平。得分率較高，煤耗較低；反之，得分率較低，煤耗較高。

經過3個月的過渡期，運行值班員節能降耗意識和競爭意識大幅提升，運行操作調整更加精細，班組得分率提升至80% 以上，提升明顯，煤耗下降明顯。某電廠某年10月班組得分率排名及煤耗如表6所示。

此外，對某年第四季度煤耗數據進行統計分析，煤耗數據如表7所示。

由表7可知，機組供電煤耗逐月遞減。同時，也說明通過個人績效與運行指標得分掛鉤，可有效降低機組能耗。

5結語

基于運行績效考核機制，對系統整體架構及重點功能進行了設計，并在廣東某 2×630MW 超臨界燃煤發電機組進行實際應用，實現了運行績效實時考核，有效調動了運行值班員參與節能降耗的積極性，供電煤耗明顯下降，從而為同類型系統的規劃建設提供了借鑒。

隨著運行值班員節能意識的持續增強和精細化管理要求不斷提高，系統的應用也將不斷深入，其將為火電廠的節能降耗發揮更大作用。

【參考文獻】

【1】盧博.基于系統思維下的電力現貨交易對火電企業運營策略影響研究[J].能源技術與管理，2023，48（06）：208-209.

【2】周建新，仇曉智，吳躍明，等.電廠運行全能值班與設備點檢定修績效考核系統[J]中國電力，2008，41（6）：66-69

【3】吳生輝，王君.火電廠運行績效管理系統應用研究[J]金陵科技學院學報，2015，31（2）：37-40.

【4】何艷貴.某電廠運行績效考核系統設計與實現[D]長春：吉林大學，2015.

【5】焦開明，夏尊宇，周亞男，等.基于分類規則挖掘算法的火電廠智慧化耗差分析系統設計[]工業儀表與自動化裝置，2022，39（04）：74-79.

【6】王興武，劉廣生，董青，等.指標實時考核系統在火電廠運行管理中的應用[J]電力科學與工程，2006（1）：6-9.

【7】周華松，林英明.廣東省節能調度煤耗在線監測系統測量參數偏差對煤耗計算的影響[J]廣東電力，2012（7）：72-73

【8】蔡峰.基于等效熱降理論超超臨界機組系統參數優化及節能定量分析的研究[D]南京：東南大學，2020.