基于移動智能終端和衛星定位技術的生物質燃料綜合管理信息平臺的設計與實現

摘要：在火力發電企業的經營過程中，燃料成本占到了經營成本的絕大部分，因此加強燃料管理是火力發電企業的重要管理內容。相對于燃煤火力發電廠在燃料管理方面已有非常成熟的管理模式，生物質發電企業在燃料管理方面還有很多問題需要不斷探討和完善。為此，對生物質發電廠燃料管理中存在的問題及原因進行了分析，提出了相應的解決思路和對策，設計并實現了一種生物質電廠燃料管理信息平臺，打破了空間限制，將生物質燃料管理從廠內擴展到廠外料場，實現了對廠內和廠外料場的統籌管理，極大地提高了燃料使用和調度的合理性。

關鍵詞：生物質發電;燃料管理;移動智能終端;衛星定位

0 引言

湛江生物質發電有限公司是目前國內單機容量最大的生物質電廠（2×50 MW），每年消耗農林廢棄物生物質燃料約100萬t，燃料管理涉及每年數百份合同、幾十個供應商、數百個料場、數萬余車次、數千余名司機的日常經營和生產管理活動。因此，如何提升燃料管理水平，在保證電廠安全穩定運行的同時，最大程度地控制燃料成本是企業經營和生產管理的重要內容。

1 生物質發電廠燃料管理概述

生物質發電廠燃料管理主要包括燃料采購、合同簽訂、日常調度、質量管理、結算管理、供應商管理等內容，其中燃料采購合同簽訂后的日常調度和供應商管理工作最為煩瑣，涉及大量供應商人員、出貨場地及運輸車輛，且隨著采購半徑的擴大和采購品種的增多，燃料調度和供應商管理的工作量和難度也在增大，如何準確、高效、便捷地提高燃料管理水平，是生物質發電廠亟待解決的管理和技術問題。

2 生物質發電廠燃料管理中存在的問題及原因分析

2.1? ? 存在的問題

（1）調度計劃執行偏差較大。日常管理中各個燃料品種的實際供貨量和調度計劃之間有時存在較大偏差，導致燃料品種的結構容易偏離生產和成本控制的預定目標。

（2）貨源監控難度較大。生物質燃料存在資源地域特性，不同區域同種燃料的成本、市場價格客觀上存在差異，“跨區域經營”和“以近充遠”等情況時有發生，但往往難以通過路票、場地固定監控等普通監控方式來完全核實到廠燃料的貨源地。

（3）過程管理不夠高效、便捷。例如，在供貨質量和供應商管理方面，通常以常規的管理流程來反饋質量結果并進行管理溝通，導致供貨質量結果應用的時效性相對滯后，不便于將質量情況及時應用到當期的供貨調度管理中，也不便于供應商及時掌握質量指標情況并加以改進。

2.2? ? 原因分析

（1）供應商執行調度計劃不夠嚴謹，存在隨意調整出貨數量或者不掌握供貨場地實時情況的問題，而處罰只能起到事后的經濟考核作用，效果不夠理想，需要通過有效的技術手段對供應商場地調度計劃進行事前控制。

（2）各種燃料運輸的出發點、運輸路徑都是由送料人申報，且每日運料車輛數量龐大，電廠燃料人員無法通過常規技術手段全面核查、真實掌握各種燃料運輸的出發地點、行駛路徑。

（3）常規的管理流程和信息溝通方式已經難以適應生物質燃料品種和數量眾多的管理需求。當進廠燃料質量存在問題時，一般靠燃料管理人員通過電話或微信反饋燃料質量情況，難以做到向所有供應商及時反饋當日燃料進廠質量情況。同時，供應商在日常管理中也難以詳細把握所屬的各個場地燃料質量的真實情況。信息不及時、不對稱，導致過程管理不夠高效、便捷。

3 解決思路和策略

基于燃料管理中存在的問題和原因分析，為提高燃料管理水平，我們擬采取以下策略：

（1）通過移動智能終端，由電廠每日根據生產需要，設定供應商各燃料品種的可供貨數量，由供應商選擇具體的料場實施供貨，如供應商料場所編制的供貨批次計劃超出電廠限制的調度數量，則不能生成調度批次計劃，無法執行后續供貨既定程序，從而保證調度執行可控，達到事前把關的效果。

（2）通過“電子圍欄”匹配供應商燃料裝車的當前地理位置是否與注冊的料場位置相符，若超出注冊位置，則無法完成后續裝車等既定程序，從而實現貨源監控的目的。通過利用移動智能終端、衛星定位系統（北斗或GPS）等技術，實現對送料車輛從出發到電廠的行駛過程的實時跟蹤和事后回溯，保證燃料運輸路徑的真實性。

（3）通過移動智能終端實時反映燃料的進廠質量情況。電廠質檢人員針對燃料進廠質量問題，及時上傳照片和處罰情況，可在移動智能終端顯示，便于供應商及時掌握燃料進廠質量情況，對所屬具體供貨場地及時進行質量改進。同時，當質量超標次數達到設定的限制條件時，系統自動限制該供應商申報調度計劃，將供貨質量結果及時應用到當期的供貨調度管理中，促進供應商主動提高質量。

4 生物質電廠燃料管理信息平臺的設計和實現

4.1? ? 系統結構

生物質電廠燃料管理信息平臺系統結構如圖1所示。網絡層面添加了交換機與雙向隔離網閘，保證了系統與數據的安全可靠性。同時，互聯網用戶只能訪問DMZ區特定的主機，DMZ區主機與廠內機器通過隔離網閘通信，保障了系統的穩定性以及數據的安全性。

4.2? ? 移動應用平臺的總體架構

我們一直關注移動終端技術發展趨勢，在結合大量項目實踐的基礎上，搭建了自己的移動應用平臺總體框架，如圖2所示。該框架是通過原生技術與Web技術的緊密協作實現移動終端應用的快速開發。支持的終端設備包括iPad、iPhone、Android手機及平板、Windows Phone、Symbian、Palm等。在本框架上，軟件應用的業務界面和業務邏輯只需開發一次，就可以部署到iOS、Android等主流移動終端平臺。開發人員可以選擇原生與Web兩條技術路線進行移動終端應用的開發。使用本框架開發出的應用，具備與各平臺原生應用無差別的用戶體驗。

4.3? ? 燃料管理

燃料管理全過程主要包含計劃、裝車、燃料運輸、燃料車輛排隊、燃料卸車和燃料使用等。其中的計劃過程管理如圖3所示。

4.4? ? 供應商行為管理

供應商通過手機發出料場的裝車與發貨信息，實時獲取每個環節的定位信息，保證了電廠對供應商出發點的有效監管。同時，運輸過程中每隔3 min（時間間隔可配置）獲取一次車輛的定位信息，保證了對運輸路徑的有效監管，從這兩方面杜絕“以近充遠”等違約行為，保證了供應商管理的公平、公正性。供應商行為管理如圖4所示。

4.5? ? 燃料的庫存和進銷存管理

（1）系統實時顯示燃料的庫存情況，包括廠區內的庫存和廠區外的料場（作為二級庫存）庫存情況。

（2）由燃料調度使用工作機構根據機組的負荷、燃料的庫存情況等，制定各值次、時間段的燃料使用（上料）方案，具體到料場位置、取哪種燃料、數量多少等。

（3）上料方案經審核并正式發布后，運行人員原則上要按既定方案執行。

（4）根據進料、用料情況，系統實時刷新料場的庫存情況，以保證庫存的真實性和時效性。

5 結語

為了提高生物質發電廠的燃料管理水平，我們綜合運用運行軟件、無線互聯網、衛星定位、移動智能終端等技術，構建了一套生物質燃料管理系統，通過該系統打破了空間的限制，將生物質燃料管理從廠內擴展到廠外料場，實現了對廠內和廠外料場的統籌管理，極大地提高了燃料使用和調度的合理性。在此基礎上，生物質發電廠通過信息系統實現了對燃料的統一使用管理，根據機組的負荷情況合理使用燃料，提高機組的運行經濟性;借助衛星定位技術，對燃料的運輸路徑實現實時跟蹤和回溯，杜絕了供應商弄虛作假的行為，加強了對場外燃料調度運輸的掌控能力。

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收稿日期：2020-07-08

作者簡介：吳輝（1973—），男，廣東吳川人，汽輪發電機工程師，從事生物質燃料管理工作。