火电厂厂用电节能系统改良优化与应用研究

唐道朋

（国能粤电台山发电有限公司，广东 台山 529228）

0 引 言

近年来，随着国民经济的发展对电力的需求越来越高，资源的消耗也在逐年增加。中国发电厂大多以火力发电为主，不仅资源消耗大，而且污染环境。随着节能减排工作的开展，政府对能源的调控力度不断提高。火电厂关系着我国经济和人们的生活水平，同时也属于能源消耗的重大产业之一。因此，火电厂厂用电节能系统的建立和完善对节约能源和保护环境具有重大的意义，同时也是保障火电厂长久发展的坚实后盾[1]。

1 火电厂厂用电节能系统

火电厂厂用电节能系统可以在用电环节中起到重要的作用，帮助用电系统实现自动控制、自动报警以及自动分析诊断等，为优化用电节能系统做出了重要贡献。火电厂用电节能系统可以实现用电系统的自动化（自动提醒、自动评价），帮助实现用电系统各种管理工作的在线监督和自我约束，实现了用电系统的智能管控。而且，该系统在智能管控的基础上整合了各项生产运行信息，形成了一个集约化平台，实现了系统信息共享，在最大程度上提高了火电厂用电节能系统的高效和节能。图1为火电厂厂用电节能系统的系统结构层次图。

图1 厂用电节能系统结构层次图

2 火电厂厂用电节能系统优化设计目标

火电厂厂用电节能系统是在发电机组运行节能优化系统的基础上生成的，该系统通过专家知识库的数据实现实时操作监控，不但提高了火电厂的生产管理效率，同时还可以降低能耗、优化生产流程。因此，本文研发了一套集建立专家知识库、数据展示平台自己业务应用模块等于一体的系统，总体结构流程如图2所示[2]。

图2 系统总体结构流程图

2.1 系统功能架构优化设计

该系统功能架构主要分为以下几种。一是计划管控。该功能模块主要是计经部、生技部（监督部门）以及运行部等使用，主要用于计划的制定和追踪、监督计划的完成情况以及计划的具体实行等。二是能耗管控。该模块主要针对的同样是计经部、生技部以及运行部，计经部通过系统来分析计划未完成的原因，在运行部的作用主要是通过分析煤耗情况及时调整自身的缺陷，然后由监督部门进行分析，并监督工作人员进行节能专工以达到降低能耗的目的。三是测点管控。该模块的主要作用是针对于热工人员，帮他们及时发现测点缺陷，方便数据库查询，提供测点修理的详单，此外能够帮助解决模型失真问题及对热工人员进行监督等，最终达到提高工作效率的目的。四是运行优化。该模块是在能耗管控模块的基础上运行，它将能耗管控模块所得的结果进行实际操作，起到了即时运行优化的功能，从而促进整个系统的运行。五是单元诊断。该模块的主要功能是诊断信息和操作建议，为用户提供对照参考数据，用户可将其作为分析机组性能影响因素的工具。以此来设备进行判断和维修等，同时还可以将之前录入的数据作为检修的参考，方便用户的故障分析。六是安全管控。该模块的主要作用是提前对故障信息作出警报，可以方便工作人员和用户进行提前调整，尽可能避免故障产生。用户可以通过报警信息找出故障所在，然后根据制度活设计上的一些问题来避开容易出故障的设备，同时还可以提高管理人员对工作人员的监督，方便设备的及时更新和维修。七是环保管控。该模块的主要作用是为用户提供数据信息，当设备的某一指标超限时，在该模块的作用下系统会及时发出警报，可以保护一些重要数据不被遗失。而且该模块还可以为用户提供污染物计划排放量跟踪和分析等，可以根据环保信息及时提供改良方案和优化功能，降低系统的运行成本。八是绩效考核。该模块主要用于工作人员的工作考核，以达到提高工作人员的责任心和积极性的目的。

2.2 节能系统分层设计

火电厂长用电节能系统改良的分层设计具有扩展自身业务的功能，具体分层设计如图3所示[3]。

图3 节能系统分层设计图

其中数据储存层主要用于业务数据的存储，属于一种储存方式，它的存储类型主要分为关系数据库、实时数据库以及XML3类。通用数据接口的主要作用是屏蔽数据库的差异性，提高数据库的读取率。数据处理层的主要作用是数据统计服务，负责系统统计数据和考核数据等的计算。业务处理层主要用于系统的业务逻辑管理工作，其核心是安全和节能，其他模块主要有Reed平台提供服务。而展示层主要负责系统的UI展示。

2.3 节能系统安全性设计

2.3.1 应用系统安全性设计

火电厂厂用电节能系统的安全设计主要是为了提高用户在访问应用系统中的安全性，应用系统安全性设计主要由以下几方面的设计。

（1）系统级安全。该安全设计主要从访问段、登录时间以及连接次数等方面的限制，对登录时间外的访问进行限制，属于入口级限制。

（2）功能性安全。该安全设计主要用于程序流程，当用户在进行操作时，如需审核，则对其上传附件的大小进行限制，不能超出制定大小。该限制属于程序内限制，起到了影响程序流程的重要作用[4]。

（3）程序资源访问控制安全。该访问控制主要用于客户端上，为用户提供相关的界面设置，客户仅能在其使用权限内进行操作，而在服务端会设置一些程序资源和业务种类的范围设置。

（4）数据域安全。该安全设计主要分为两个层次，一层是数据域安全，会限制用户的访问范围，以用户的单位作为筛选条件时需设置他们的访问。另一层是字段级数据域安全，该该设置了用户的访问业务记录字段。

2.3.2 数据存储安全性设计

火电厂厂用电节能系统的运行需要用到大量的数据，而大数据的存储系统丰富多样且规模很大，因此在进行数据存储安全设计时要在确保系统安全和灵活的基础上进行，保证其可以跟上系统其他软件的运行和扩展。数据存储的安全性设计至关重要，其设计主要包含以下3点。一是数据库进行定期备份，数据文件隔离额外存储，一旦出现故障（系统崩渍、硬盘损坏、人为破坏等）则会造成数据丢失，恢复丢失的数据将会消耗巨大的人力、物力成本。二是进行数据库集群配置，该设置可以减小硬件投资的风险，同时可以提高现有服务的质量，增加数据可用性，创造更高的经济效益。三是对文件存储和获取设置密码控制，该设置会为文件加上一层保护膜，在一定程度上提高了文件和数据的安全性[5,6]。

3 结 论

在节能减排的大背景下，发电厂节能系统应该遵循电力体系的管理，降低机组能耗，改良和优化火电厂厂用电的节能减排工作。节能服务行业在我国刚刚兴起，服务水平等方面经验较为欠缺，属于摸索发展阶段。虽然部分电厂已经节能技术应用于火电厂发展中，但是在降低能耗等方面效果不佳。因此用电节能系统的改良和优化对节约能源和保护环境具有重大的意义，同时也可以为电厂创造巨大的经济效益。