火電廠(chǎng)節(jié)能技術(shù)監(jiān)督報(bào)表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

【摘 要】燃煤發(fā)電企業(yè)的節(jié)能技術(shù)報(bào)表系統(tǒng)是通過(guò)采集廠(chǎng)級(jí)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)（SIS）中的歷史數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析得出電廠(chǎng)用戶(hù)需要的分析報(bào)表。該系統(tǒng)采用流行的B/S架構(gòu)，服務(wù)器系統(tǒng)為SQL Server 2008，服務(wù)器軟件為IIS 7.5，使用.Net Framework 4.5的框架和Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)電廠(chǎng)節(jié)能技術(shù)報(bào)表的數(shù)據(jù)采集，分析及導(dǎo)出功能。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠(chǎng) 節(jié)能技術(shù)監(jiān)督 報(bào)表 SIS

火力發(fā)電廠(chǎng)的節(jié)能技術(shù)監(jiān)督報(bào)表包含火力發(fā)電廠(chǎng)能耗指標(biāo)匯總表，廠(chǎng)用電率變化分析表，火電廠(chǎng)單元機(jī)組輔機(jī)設(shè)備耗電匯總表，鍋爐效率變化分析表，汽機(jī)熱耗變化分析表，供電煤耗變化分析表等六個(gè)類(lèi)型報(bào)表，每個(gè)類(lèi)型報(bào)表實(shí)行月度和年度的統(tǒng)計(jì)，總涉及參數(shù)500多個(gè)，因此每次統(tǒng)計(jì)都耗費(fèi)了大量的人力物力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)協(xié)助電廠(chǎng)專(zhuān)業(yè)人員實(shí)現(xiàn)節(jié)能報(bào)表統(tǒng)計(jì)十分必要，本系統(tǒng)正是根據(jù)此需求開(kāi)發(fā)的。

一、系統(tǒng)架構(gòu)

由于系統(tǒng)的使用需要生產(chǎn)技術(shù)分部，運(yùn)行部和設(shè)備部等多個(gè)部門(mén)多個(gè)崗位配合，所以選擇了使用方便，界面友好的B/S架構(gòu)，具體架構(gòu)圖如圖1。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

圖2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系圖

圖中所示，電廠(chǎng)用戶(hù)可以通過(guò)個(gè)人PC或者手機(jī)通過(guò)瀏覽器的方式接入內(nèi)部的局域網(wǎng)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)節(jié)能技術(shù)監(jiān)督報(bào)表系統(tǒng)，遠(yuǎn)程用戶(hù)也可以通過(guò)廠(chǎng)內(nèi)的虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)（VPN）接入廠(chǎng)網(wǎng)后，再使用瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)。節(jié)能報(bào)表系統(tǒng)的服務(wù)器部署在廠(chǎng)網(wǎng)的三區(qū)（管理區(qū)），使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的專(zhuān)用API與SIS數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)行數(shù)據(jù)交互，同時(shí)對(duì)Liems系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)視圖的方式單向讀取，已實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中部分?jǐn)?shù)據(jù)的自動(dòng)獲取統(tǒng)計(jì)功能。

系統(tǒng)包括了用戶(hù)子系統(tǒng)和報(bào)表子系統(tǒng)兩個(gè)模塊開(kāi)發(fā)，其中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)[1]圖如圖2。淺色數(shù)據(jù)為用戶(hù)部分的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，深色部分為報(bào)表部分的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。由于數(shù)據(jù)來(lái)源比較多，而且處理方法各有差異，節(jié)能部分的數(shù)據(jù)源處采用了類(lèi)的繼承和接口，這樣可以靈活配置各種數(shù)據(jù)源。

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用成熟的C#語(yǔ)言，搭配微軟的.Net Framework 4.5框架，配套IIS7.5服務(wù)器軟件，并且使用Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)，兼容IE8及以上的瀏覽器。

節(jié)能報(bào)表系統(tǒng)包括五大功能，數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取，人工數(shù)據(jù)錄入，參數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算，參數(shù)趨勢(shì)展示，報(bào)表生成查詢(xún)等。

二、數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取

節(jié)能技術(shù)監(jiān)督報(bào)表的參數(shù)量十分龐大，但大部分的參數(shù)都存在于電廠(chǎng)的其他系統(tǒng)當(dāng)中，只需要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)加工以及參數(shù)計(jì)算即可，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取功能正是基于該需要而開(kāi)發(fā)的。經(jīng)過(guò)對(duì)報(bào)表數(shù)據(jù)的分析，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的系統(tǒng)為SIS系統(tǒng)，生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，巡檢系統(tǒng)。與SIS系統(tǒng)交互時(shí)使用Openplant實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)API，讀取鍋爐和汽機(jī)的實(shí)時(shí)負(fù)荷，效率等相關(guān)的節(jié)能參數(shù)。其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，本系統(tǒng)采用Kettle數(shù)據(jù)抽取工具，對(duì)其中的油耗，輔機(jī)電耗以及生產(chǎn)日?qǐng)?bào)上統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)自動(dòng)抽取到報(bào)表數(shù)據(jù)庫(kù)中，如圖3。

圖3 數(shù)據(jù)抽取

三、人工數(shù)據(jù)錄入

盡管大部分?jǐn)?shù)據(jù)都可以通過(guò)其他系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)獲取，但仍有小部分的數(shù)據(jù)需要人工修正錄入，包括鍋爐，汽機(jī)，燃料，環(huán)化，電氣和機(jī)組參數(shù)等。本系統(tǒng)針對(duì)每個(gè)用戶(hù)的操作權(quán)限開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)錄入功能，根據(jù)工作需要由不同崗位人員進(jìn)行參數(shù)錄入和確認(rèn)。其中截取亞臨界參數(shù)錄入界面如圖4。

圖4 亞臨界機(jī)組參數(shù)錄入

圖5 參數(shù)詳情頁(yè)

參數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算

系統(tǒng)通過(guò)以上兩個(gè)功能可以保證報(bào)表的數(shù)據(jù)源，但報(bào)表的最終數(shù)據(jù)需要通過(guò)一系列的統(tǒng)計(jì)計(jì)算才能得出，由此開(kāi)發(fā)了參數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算功能。實(shí)際報(bào)表中的參數(shù)可能是由多個(gè)參數(shù)經(jīng)過(guò)復(fù)合運(yùn)算而成，用戶(hù)可以對(duì)參數(shù)設(shè)置其表達(dá)式，當(dāng)從數(shù)據(jù)源讀取數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)參數(shù)設(shè)置的表達(dá)式對(duì)參數(shù)值進(jìn)行更新。如圖5所示的參數(shù)詳情頁(yè)，#1給水泵的耗電量是由1A前置泵耗電量加上1B前置泵耗電量再加上#1機(jī)電泵耗電量，當(dāng)系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)自動(dòng)讀取功能或人工錄入功能獲取跟這三個(gè)參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)后，會(huì)根據(jù)表達(dá)式自動(dòng)更新#1給水泵的耗電量數(shù)據(jù)。

四、參數(shù)趨勢(shì)展示

為方便電廠(chǎng)用戶(hù)對(duì)參數(shù)歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)的分析，本系統(tǒng)也相應(yīng)開(kāi)發(fā)了趨勢(shì)分析圖，如圖5所示。用戶(hù)可根據(jù)需要對(duì)節(jié)能相關(guān)參數(shù)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)回顧，趨勢(shì)分析等工作。

五、報(bào)表生成查詢(xún)

以上幾個(gè)功能都是為了生成報(bào)表的數(shù)據(jù)，報(bào)表的生成本系統(tǒng)采用正則表達(dá)式匹配的方法。系統(tǒng)定義了以下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu){ID：88687，CycleType：0，DataType：0}。其中ID為參數(shù)的唯一標(biāo)識(shí)，CycleType為該參數(shù)的周期類(lèi)型，分為月度值和年度值，DataType為參數(shù)的數(shù)據(jù)類(lèi)型，分為本期值，環(huán)期值，同期值，環(huán)差，同差。將相應(yīng)的報(bào)表通過(guò)html編碼形式把模版編寫(xiě)出來(lái)，在對(duì)應(yīng)的空格上套用以上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在生成報(bào)表的時(shí)候系統(tǒng)通過(guò)正則表達(dá)式匹配到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)項(xiàng)，替換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)值，系統(tǒng)生成的報(bào)表范例如圖6。

圖6 火電廠(chǎng)能耗指標(biāo)匯總表

本系統(tǒng)已應(yīng)用于某電廠(chǎng)，協(xié)助廠(chǎng)級(jí)專(zhuān)業(yè)人員實(shí)現(xiàn)對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，應(yīng)用反饋良好。

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