火电机组性能监测在经开电厂的实施和应用

殷永江

【关键词】火电机组;性能监测;指标分析;开发实施;系统功能

1 前言

当前火电机组为了节能降耗，为了环保排放达标，均使用了不同层次、不同类型的指标监测系统（如MIS系统、SIS系统、HOLLiAS MACS（和利时）系统等）。电厂往往都有一套SIS系统（Supervisory Information System厂级实时监控信息系统）作为实现电厂管理信息系统与各种分散控制系统之间数据交换的桥梁。在大多数电厂SIS的标准应用模块中在机组性能计算和指标分析方面往往存在机组性能指标不准确，耗差分析不全面，耗差计算的数据对分析起不到指导作用等问题。SIS的性能计算之所以有上述弊病缘其理是由于机组性能监督数据不准确所造成的。电厂SIS数据库的所有数据均通过网络协议取自机组DCS，而机组给SIS传输上万个数据需要时间，造成数据间的计算不具有同时性，使其计算出的性能指标产生偏差。鉴于SIS系统数据的延迟性，经开电厂指标系统的设计理念是从源头取点、源头计算，达到指标监控的实时性从而保证其准确性。电厂SIS数据库接收到准确的机组性能监测指标，通过内部的高级应用功，为电厂运行及管理人员提供个性化的节能诊断分析的平台和工具，帮助提高工作效率，同时为运行人员运行调整和日常的检修维护提供必要的参考和指导，使其不仅能“知其然”，而且能“知其所以然”。下面就如何实现机组准确的性能指标计算进行阐述。

2、构思

既然得知电厂SIS数据不能与机组DCS进行实时同步数据采集，怎么样才能消除数据误差呢？怎样才能实现数据实时与准确计算呢？首先要考虑如何实现数据快速准确传输。任何电厂DCS与SIS间的数据传输会有几万个点的传输量，传输大量的数据必然会产生延迟，故尔在数据传输后在进行实时性能计算存在计算不准的情况。

解决办法：唯有源头取点、源头计算才能实现性能计算数据的准确性。机组DCS系统间数据传输最快，一般均在200ms以内，任一台DCS电脑均可通过分散控制系统监视整台机组的任何一个参数，DCS系统可实现大数据的调用与传输。

机组性能计算指标大约有300多个指标参数，其间调用的大数据多达上万条，由于性能计算量大且计算纷繁复杂，故而占用电脑的CPU运算。如果没有专用DCS电脑进行计算可能会使DCS生产系统瘫痪，所以必须增加与机组匹配的DCS性能计算机才能完成此项机组性能计算工作。

3、实现

既然确定了DCS系统直接实现性能计算，那接下来就思考如何保证实时性能计算的实现。通过热工人员与DCS系统提供厂家协商，将一台工程师电脑作为性能计算机，可实现性能计算的硬件要求。DCS控制系统之间数据交换均以200ms为单位进行提供数据且数据传输质量穩定可靠。

硬件环境解决之后，再构思软件如何解决。通过调查其它电厂的性能指标记录情况，还通过查阅《火力发电厂技术经济指标计算方法》，以及地方的《DB33642-2007热电联产能效能耗限额标准及计算方法》，《内蒙古公司火电标准成本》，神华集团《火力发电厂DCS性能实时监测平台》，《火电机组性能监测与小指标在线考核管理系统在电厂运行优化方面的应用》等一些文献、文章等资料，最终将赤峰经济开发区发电有限公司火电机组准确的性能监测指标进行了收集与汇总。性能指标平台模型以各电厂的原有模型为参考，结合经开电厂自己的特色文化，将严谨、高效、创新、超越的理念融入到经开电厂特色的性能指标平台中。

4、成果

该平台从热力学平衡角度建立了火力发电厂整个过程的动态模型涵盖了锅炉侧和汽机侧，在整个过程模型的基础上构建了具有关键状态变量在线估计和火力发电系统DCS性能评估功能的监测平台。该平台可以提供单位效率为每隔200ms时间段的评估结果。经开电厂性能指标平台共计305个性能指标点，涵盖了火电机组的所有实时数据考核点，具备现代机组的性能计算要求，在同类型指标计算平台上属创新型优秀平台。经过后期的数据准确性校核，显示了整个过程模型的高精度，达到了实时指标控制的要求。

5 结语

火电机组性能监测平台一方面建立了一套基础数据平台，增强了原始测点数据的读取功能，使其具有了更为完整的热力计算特性、更为便捷的趋势曲线查询方式、更为高效的节能指标分析指导功能以及更符合电厂实际使用人员需求的功能设计;另一方面该系统通过拓展相关性能计算模型，为后继开发专家系统（知识库、推理机），实时分析每个指标偏离标杆值（基准值）的原因及发生的概率，实现实时对标;并通过月度统计实现月度对标。经开电厂火电机组性能监测平台这项工作对改善运行、完善设备、提高机组运行经济性起到了积极的推动作用，但这项工作需要每个电厂配备业务能力强、专业面宽的专家型技术人员，同时需要投入大量的工作时间进行数据收集、数据分析。为企业后序采用数据挖掘技术，优化运行目标值提供及时准确的对标监测数据提供了帮助，将来指标分析系统上线将减轻节能管理人员工作量，提高工作效率，给企业带来良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

1.《火力发电厂技术经济指标计算方法》。

2.《DB33642-2007热电联产能效能耗限额标准及计算方法》

3.《内蒙古公司火电标准成本》

4.《火力发电厂DCS性能实时监测平台》

5.《火电机组性能监测与小指标在线考核管理系统在电厂运行优化方面的应用》