浅论平海电厂2*1000MW超超临界机组节能煤耗在线监测系统建设
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作者: 胡少华
摘要：节能发电调度是在确保电网安全运行的条件下集节能、环保、经济为一体的多目标优化调度，它是我国政府为促进电力行业节能减排而推出的一项重大举措，也是电力行业落实国家能源产业政策、提高电力系统的经济效益、加速电力产业结构优化升级、实现电力工业可持续发展的重要举措。节能发电调度之所以受到高度关注，不仅因为电力调度是电力生产的中心环节，对电力资源配置发挥着重要作用，更主要的是节能调度体现了对转变电力工业经济增长方式的一种追求，是合理利用现有存量资源获取更大经济效益的一种优化。
关键词：电力；节能；效益；系统
引言
广东惠州平海发电厂有限公司位于广东省惠东县大亚湾口东岸南端，南临南海，西面与大亚湾核电站隔海相望，北距惠州市约100Km，距惠东县城52Km，东距平海镇约18Km。平海电厂规划建设6台100万千瓦超超临界燃煤发电机组，一期工程首先建设2台100万千瓦超超临界燃煤发电机组，动态总投资为85亿元人民币。2008年10月7日，一期工程获得了国家发改委的核准，一期工程2台机组在2011年4月正式投入商业运行，年发电量可达到110亿千瓦时，将有效缓解珠三角地区紧张的用电压力。
1.工程概况：
为落实国务院与广东省政府关于节能发电调度工作文件的精神，根据广东省经济和信息化委员会和广东省发展和改革委员会联合印发的《印发广东省节能发电调度煤耗在线监测系统建设工作实施方案的通知》粤经信电力[2010]974号文件的要求，广东省粤电集团有限公司需按照省经济和信息化委、发展和改革委制定的《广东省节能发电调度煤耗在线监测建设工作实施方案》建设下属各单位火电机组的煤耗在线监测子站系统，满足火电机组煤耗计算相关测点实时数据的接收、存储、计算、分析、数据上传至广东省调度中心主站系统等应用功能，从而实现广东省内所有火力发电机组实时煤耗在线监测与煤耗负荷数据的分析，按机组容量和类别进行煤耗排名，为节能发电调度提供数据依据，同时指导火力发电机组安全经济运行。平海电厂做为第二批试点单位，从2011年7月初开始组建节能煤耗系统网络，7月底开始节能煤耗在线监测系统的实施工作，目前该系统已经投入试运行。
2.节能煤耗系统建设介绍
2.1系统整体架构
节能煤耗在线监测系统分为主站与子站建设，从功能方面系统主要分为四大部分：（1）WEB界面管理器，提供数据展示、查询与编辑的平台，实现用户对数据操作与曲线对比分析管理，是整个软件的管理中枢。（2）以Oracle关系数据库与PI实时数据库为基础的I/O数据接口，实现子站采集数据与计算数据的存储、转换与读取功能。（3）数据采集与接收模块为外部数据接口，实现采集平海电厂的生产实时数据，将接收到的实时数据提供给核心计算服务器进行计算分析。（4）核心计算服务，核心计算软件根据指标计算模型与算法，实现煤耗计算与微增率计算等计算功能。采用上述系统架构后，采集实时数据源与计算结果数据分别导入Oracle与PI实时数据库，使数据历史存储和利用分开，提高了数据管理和数据利用的效率；抽象出核心计算模块也便于核心计算程序模块式开发与分布式部署，使得各个核心算法的开发互不影响；通过XML文件实现WEB界面数据结构的生成和资源管理器界面的创建，能快速的适应客户需求变更，也进一步提高了软件的可测试性、可维护性和功能可扩展性。
2.2系统功能：结合软件系统架构，充分考虑软件的各种业务应用功能的相对独立性和扩展性，系统采用先进的模块化设计思想，系统共分为8个功能模块：
2.2.1系统应用与配置管理模块
完成应用系统的各种配置功能，包括系统配置、组织机构管理、权限配置管理、日志管理与系统监控。（1）系统配置用于完成应用系统的各种配置功能，包括各种数据字典的管理、用户使用风格的配置和应用系统的维护功能；（2）组织机构管理，完成电厂的各级机构的设置、部门及岗位的管理，同时可以完成用户的各种配置功能和用户组的管理；（3）权限配置管理，主要完成角色的配置、角色的权限划分、人员权限的分配、功能模块权限管理，可实现多级授权；（4）日志管理，包括系统的各种消息（包括预警、报警信息等）的展示、配置以及操作日志的查询维护功能；（5）系统监控，实时监控计算服务的状态是否正常以及服务的日志查询。
2.2.2系统数据配置管理模块
提供本系统基本数据与指标体系的配置功能。主要包括调度机构配置、区域电厂信息配置、区域电厂单元配置、区域电厂机组配置、区域电厂专业配置、实时点配置管理、手工点配置管理与指标配置管理。
2.2.3数据采集与传输模块
通过子站采集接口从控制系统或其它控制设备采集煤耗相关实时数据，并保存相关数据在子站实时数据库中，同时把实时数据与计算结果上传到主站的核心计算服务模块中。并支持断点续传，有完善的容错能力。
2.2.4曲线对比分析管理模块
主要提供反平衡煤耗曲线、反平衡负荷煤耗曲线与煤耗微增率等曲线走向趋势，可以在同一坐标系内对不同指标曲线进行趋势情况的展示，依据指标自由组合查询，按照时间的日、周、月、季与年来展现指标的实时、历史曲线，以便于用户监测、比较与分析各类指标。
2.2.5告警管理模块
分系统告警与网络告警。系统告警根据指标配置的计算公式与告警区间进行计算，并对计算结果数据进行分析，对超出了所设置目标值的告警指标，则进行告警提示，并提供指标公式校验、指标上下限值区间验证告警。网络告警能够增加、修改并删除网络组态，快速定位和分析产生故障的网络设备。
2.2.6能耗计算模块
提供指标煤耗计算与微增率计算功能。具体算法由计算引擎来实现，系统通过指标值的计算结果可以统计各时间段内指标值、平均值与目标值偏差的相互变化关系，作为电厂经济性优化调度的基本依据。
2.2.7能耗监测分析模块
能耗分析主要对广东电网所属火电厂及机组的负荷及煤耗曲线进行同比与环比的分布情况的对比分析，并统计出电网所属火电厂、火电机组煤耗同比与环比增幅及排名。
2.2.8统计查询与报表管理
提供统计并查询电网所属电厂与机组的机组运行状态、实时与历史供电煤耗、煤耗水平排名、当前和历史负荷、手工数据与环保数据等。系统提供用户常用报表及自定义报表功能。
3．节能煤耗系统和DCS系统整合
节能煤耗在线监测系统通过OPC接口读取DCS数据，通过DCS接口机上的采集程序，将1号机和2号机的DCS数据采集出来，然后通过正向隔离网闸到2台SIS机房核心冗余交换机，再通过SIS机房核心交换机将DCS数据接入到煤耗应用服务器的PI实时数据库中，最后通过节能煤耗在线监测系统软件经过严格、规范、复杂的计算，将实时数据和计算后的性能指标数据写入到实时数据库中进行存储，最后将全部数据通过反向隔离装置传输至通讯服务器，最终由通讯服务器将煤耗、负荷等关键数据上传至中调。
4．结束语
传统的发电排序只按照机组的设计煤耗来建立“全网机组煤耗排序表”，节能发电调度的效果势必大打折扣，其有效性和真实性也会让人质疑，从此意义上说，本系统的建立，对全网机组煤耗水平进行实时监测，构建出基于实时在线能耗水平的排序表，对推进节能发电调度向纵深发展具有重要意义，同时也有利于发电企业及时掌握机组的性能，从而提高机组的运行管理水平。
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