火電廠廠用電節(jié)能系統(tǒng)改良優(yōu)化與應(yīng)用研究

唐道朋

（國能粵電臺(tái)山發(fā)電有限公司，廣東 臺(tái)山 529228）

0 引 言

近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)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(duì)能源的調(diào)控力度不斷提高?；痣姀S關(guān)系著我國經(jīng)濟(jì)和人們的生活水平，同時(shí)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(duì)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境具有重大的意義，同時(shí)也是保障火電廠長久發(fā)展的堅(jiān)實(shí)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)報(bào)警以及自動(dòng)分析診斷等，為優(yōu)化用電節(jié)能系統(tǒng)做出了重要貢獻(xiàn)。火電廠用電節(jié)能系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)用電系統(tǒng)的自動(dòng)化（自動(dòng)提醒、自動(dòng)評(píng)價(jià)），幫助實(shí)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(shí)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(chǔ)上整合了各項(xiàng)生產(chǎn)運(yùn)行信息，形成了一個(gè)集約化平臺(tái)，實(shí)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(jié)構(gòu)層次圖。

圖1 廠用電節(jié)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次圖

2 火電廠廠用電節(jié)能系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)

火電廠廠用電節(jié)能系統(tǒng)是在發(fā)電機(jī)組運(yùn)行節(jié)能優(yōu)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上生成的，該系統(tǒng)通過專家知識(shí)庫的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)操作監(jiān)控，不但提高了火電廠的生產(chǎn)管理效率，同時(shí)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(shí)庫、數(shù)據(jù)展示平臺(tái)自己業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊等于一體的系統(tǒng)，總體結(jié)構(gòu)流程如圖2所示[2]。

圖2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)流程圖

2.1 系統(tǒng)功能架構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)功能架構(gòu)主要分為以下幾種。一是計(jì)劃管控。該功能模塊主要是計(jì)經(jīng)部、生技部（監(jiān)督部門）以及運(yùn)行部等使用，主要用于計(jì)劃的制定和追蹤、監(jiān)督計(jì)劃的完成情況以及計(jì)劃的具體實(shí)行等。二是能耗管控。該模塊主要針對(duì)的同樣是計(jì)經(jīng)部、生技部以及運(yùn)行部，計(jì)經(jīng)部通過系統(tǒng)來分析計(jì)劃未完成的原因，在運(yùn)行部的作用主要是通過分析煤耗情況及時(shí)調(diào)整自身的缺陷，然后由監(jiān)督部門進(jìn)行分析，并監(jiān)督工作人員進(jìn)行節(jié)能專工以達(dá)到降低能耗的目的。三是測(cè)點(diǎn)管控。該模塊的主要作用是針對(duì)于熱工人員，幫他們及時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)缺陷，方便數(shù)據(jù)庫查詢，提供測(cè)點(diǎn)修理的詳單，此外能夠幫助解決模型失真問題及對(duì)熱工人員進(jìn)行監(jiān)督等，最終達(dá)到提高工作效率的目的。四是運(yùn)行優(yōu)化。該模塊是在能耗管控模塊的基礎(chǔ)上運(yùn)行，它將能耗管控模塊所得的結(jié)果進(jìn)行實(shí)際操作，起到了即時(shí)運(yùn)行優(yōu)化的功能，從而促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)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(duì)照參考數(shù)據(jù)，用戶可將其作為分析機(jī)組性能影響因素的工具。以此來設(shè)備進(jìn)行判斷和維修等，同時(shí)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(duì)故障信息作出警報(bào)，可以方便工作人員和用戶進(jìn)行提前調(diào)整，盡可能避免故障產(chǎn)生。用戶可以通過報(bào)警信息找出故障所在，然后根據(jù)制度活設(shè)計(jì)上的一些問題來避開容易出故障的設(shè)備，同時(shí)還可以提高管理人員對(duì)工作人員的監(jiān)督，方便設(shè)備的及時(shí)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(dāng)設(shè)備的某一指標(biāo)超限時(shí)，在該模塊的作用下系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，可以保護(hù)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(jì)劃排放量跟蹤和分析等，可以根據(jù)環(huán)保信息及時(shí)提供改良方案和優(yōu)化功能，降低系統(tǒng)的運(yùn)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(dá)到提高工作人員的責(zé)任心和積極性的目的。

2.2 節(jié)能系統(tǒng)分層設(shè)計(jì)

火電廠長用電節(jié)能系統(tǒng)改良的分層設(shè)計(jì)具有擴(kuò)展自身業(yè)務(wù)的功能，具體分層設(shè)計(jì)如圖3所示[3]。

圖3 節(jié)能系統(tǒng)分層設(shè)計(jì)圖

其中數(shù)據(jù)儲(chǔ)存層主要用于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，屬于一種儲(chǔ)存方式，它的存儲(chǔ)類型主要分為關(guān)系數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)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(jì)服務(wù)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和考核數(shù)據(jù)等的計(jì)算。業(yè)務(wù)處理層主要用于系統(tǒng)的業(yè)務(wù)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(tái)提供服務(wù)。而展示層主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的UI展示。

2.3 節(jié)能系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)

2.3.1 應(yīng)用系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)

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

（1）系統(tǒng)級(jí)安全。該安全設(shè)計(jì)主要從訪問段、登錄時(shí)間以及連接次數(shù)等方面的限制，對(duì)登錄時(shí)間外的訪問進(jìn)行限制，屬于入口級(jí)限制。

（2）功能性安全。該安全設(shè)計(jì)主要用于程序流程，當(dāng)用戶在進(jìn)行操作時(shí)，如需審核，則對(duì)其上傳附件的大小進(jìn)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(guān)的界面設(shè)置，客戶僅能在其使用權(quán)限內(nèi)進(jìn)行操作，而在服務(wù)端會(huì)設(shè)置一些程序資源和業(yè)務(wù)種類的范圍設(shè)置。

（4）數(shù)據(jù)域安全。該安全設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)層次，一層是數(shù)據(jù)域安全，會(huì)限制用戶的訪問范圍，以用戶的單位作為篩選條件時(shí)需設(shè)置他們的訪問。另一層是字段級(jí)數(shù)據(jù)域安全，該該設(shè)置了用戶的訪問業(yè)務(wù)記錄字段。

2.3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全性設(shè)計(jì)

火電廠廠用電節(jié)能系統(tǒng)的運(yùn)行需要用到大量的數(shù)據(jù)，而大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)豐富多樣且規(guī)模很大，因此在進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全設(shè)計(jì)時(shí)要在確保系統(tǒng)安全和靈活的基礎(chǔ)上進(jìn)行，保證其可以跟上系統(tǒng)其他軟件的運(yùn)行和擴(kuò)展。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性設(shè)計(jì)至關(guān)重要，其設(shè)計(jì)主要包含以下3點(diǎn)。一是數(shù)據(jù)庫進(jìn)行定期備份，數(shù)據(jù)文件隔離額外存儲(chǔ)，一旦出現(xiàn)故障（系統(tǒng)崩漬、硬盤損壞、人為破壞等）則會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失，恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)將會(huì)消耗巨大的人力、物力成本。二是進(jìn)行數(shù)據(jù)庫集群配置，該設(shè)置可以減小硬件投資的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可以提高現(xiàn)有服務(wù)的質(zhì)量，增加數(shù)據(jù)可用性，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。三是對(duì)文件存儲(chǔ)和獲取設(shè)置密碼控制，該設(shè)置會(huì)為文件加上一層保護(hù)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(jié) 論

在節(jié)能減排的大背景下，發(fā)電廠節(jié)能系統(tǒng)應(yīng)該遵循電力體系的管理，降低機(jī)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(wù)行業(yè)在我國剛剛興起，服務(wù)水平等方面經(jīng)驗(yàn)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(shù)應(yīng)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(duì)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境具有重大的意義，同時(shí)也可以為電廠創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。