火電廠能源管理系統(tǒng)方案

閆靜　李明軍

摘 要：如今，能源已成為人類社會不可或缺的基本要素。隨著煤炭資源的日益緊張，火電廠搞好能源管理，提高能源使用效率具有極其重要的意義。能源管理的技術(shù)要具有智能化、數(shù)字化等特點，能源管理系統(tǒng)的一體化是完善火電廠的重要措施。能源管理系統(tǒng)的一體化，也是提高節(jié)能效益的重大技術(shù)裝備措施。我們設(shè)計的能源管理系統(tǒng)通過對火電廠生產(chǎn)全過程中采集、加工、分析、處理收集到的能源數(shù)據(jù)，為了實現(xiàn)節(jié)能增效，對生產(chǎn)中能源的方方面面的處理進行實時監(jiān)控，并在必要時是由進行調(diào)控。

關(guān)鍵詞：能源管理 系統(tǒng)方案 火電廠

中圖分類號：TM769 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（c）-0008-02

1 系統(tǒng)功能和監(jiān)控對象

1.1 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)總體功能規(guī)劃：（1）對火電廠的水、電、蒸汽等各種能源介質(zhì)進行集中監(jiān)控和統(tǒng)一管理；（2）保證火電廠能源的生產(chǎn)管理、供應(yīng)和供需平衡；（3）對相關(guān)的能源消耗進行自動監(jiān)控和考核，為預(yù)先制訂相關(guān)能源計劃提供數(shù)據(jù)依據(jù)，并對計劃執(zhí)行情況提供考核指標；（4）具有對火電廠的用能設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備進行檢修管理和相關(guān)的環(huán)保監(jiān)控功能。

在系統(tǒng)功能實現(xiàn)時，我們將能源管理系統(tǒng)分為以下4個相互獨立的子系統(tǒng)。

（1）子系統(tǒng)——數(shù)據(jù)采集。這個系統(tǒng)的主要功能是采集和傳輸能源數(shù)據(jù)?；痣姀S的能源數(shù)據(jù)的大部分都是由這個系統(tǒng)得到的。

（2）子系統(tǒng)——數(shù)據(jù)中間件。企業(yè)現(xiàn)有的MIS系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)或其它系統(tǒng)通過該系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，能源管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的使用比較多，所以該數(shù)據(jù)將存儲在能源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理庫中，便捷數(shù)據(jù)的調(diào)取。

（3）子系統(tǒng)——應(yīng)用軟件模塊。該子系統(tǒng)是主要是提供給企業(yè)能源管理系統(tǒng)的各種應(yīng)用，分享能源信息化帶來的成果。

1.2 系統(tǒng)監(jiān)控對象

在設(shè)計時，我們對電廠的供排水系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、供電系統(tǒng)進行了統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)。我們建設(shè)的能源管理系統(tǒng)完成了信號采集、監(jiān)控、實時調(diào)節(jié)、分析、預(yù)測及計劃編制等功能，并通過和煤炭ERP管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，獲得能源產(chǎn)供計劃、全廠生產(chǎn)計劃、主作業(yè)線設(shè)備檢修計劃等重要信息，以實現(xiàn)全廠能源的在線管理。

能源管理系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)建設(shè)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)設(shè)置有主調(diào)度監(jiān)控中心、從調(diào)度監(jiān)控中心和遠程的本地監(jiān)控站，調(diào)度監(jiān)控中心與本地監(jiān)控站采用1：N的星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，考慮到本地監(jiān)控站分布較為分散并與調(diào)度監(jiān)控中心的距離較遠，他們之間的數(shù)據(jù)通信采用光纖加GPRS的方式。

從硬件結(jié)構(gòu)層次上，整個系統(tǒng)分為3層：第一層：中心調(diào)度層。中心調(diào)度層即能源管控中心，為供電、供水和供熱系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行、調(diào)峰調(diào)度、搶修處理、設(shè)備檢測和優(yōu)化管理等提供強大的技術(shù)支持，在安全運行的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化供應(yīng)方案，降低運行成本，增強企業(yè)的管理水平，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。第二層：網(wǎng)絡(luò)通信層。網(wǎng)絡(luò)通信層包括局域網(wǎng)通信、廣域網(wǎng)通信兩部分。局域網(wǎng)通信在中心調(diào)度層的內(nèi)部，采用1 000 Mbit/s全交換式以太網(wǎng)作為骨干網(wǎng)絡(luò)，并實現(xiàn)100 Mbit/s到桌面。在能源管理系統(tǒng)與廣域網(wǎng)路由器之間，采用100 Mbit/s全交換式交換機，建立單獨的快速以太網(wǎng)連接通路，對實時通信網(wǎng)絡(luò)與非實時通信網(wǎng)采用隔離措施。第三層：本地監(jiān)控層。本地監(jiān)控層由子調(diào)度監(jiān)控中心和本地監(jiān)控站內(nèi)部的操作員站、DCS/PLC、智能儀表、傳感器、變送器、執(zhí)行機構(gòu)等組成，獨立完成各本地監(jiān)控站內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集和閉環(huán)控制功能。通過網(wǎng)絡(luò)通信，為調(diào)度控制中心提供可靠的現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，同時也能接受調(diào)度控制中心發(fā)來的控制和參數(shù)設(shè)定指令。

2.2 中心調(diào)度層建設(shè)

調(diào)度監(jiān)控中心是整個系統(tǒng)的調(diào)度管理級，將各業(yè)務(wù)系統(tǒng)和本地監(jiān)控的各現(xiàn)場設(shè)備有機地統(tǒng)一起來，為整個火電廠日常生產(chǎn)、管理和調(diào)度運行提供一個安全可靠的解決方案，監(jiān)控下屬的分調(diào)度監(jiān)控中心和本地監(jiān)控站安全、可靠地運行。

能源管理調(diào)度指揮信息系統(tǒng)的管理軟件的優(yōu)點有8個，下面筆者進行以下詳述：（1）監(jiān)控作用。企業(yè)能源系統(tǒng)的勞動生產(chǎn)率將被大幅度的提升，其手段是能源系統(tǒng)集中監(jiān)控；（2）調(diào)控作用。在線調(diào)控各種能源介質(zhì)，二次能源的再利用，這些都是通過能源管理系統(tǒng)的功能實現(xiàn)的，能源系統(tǒng)功能的運用，使系統(tǒng)經(jīng)濟的具有很多優(yōu)點，如合理化、經(jīng)濟化、環(huán)保性和節(jié)能性等；（3）事故處理。能源管理系統(tǒng)對能源系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題可以及時的做出反應(yīng)，把事故的影響降低，保證能源系統(tǒng)可以快速恢復(fù)，再次平穩(wěn)運行；（4）提供能源改進的方向。對能源的實時監(jiān)控和評估，使得能源關(guān)系系統(tǒng)對能源系統(tǒng)更加地了解，對能源系統(tǒng)的有點和缺失都有一個明確的把控，所以能源系統(tǒng)就可以為能源系統(tǒng)的改進和今后更好地發(fā)展提供一個方向；（5）工藝、數(shù)據(jù)的處理。能源管理系統(tǒng)的做工很多，能操控的方面也很多，包括采集和處理數(shù)據(jù)以及工藝參數(shù)；（6）存儲功能。能源管理系統(tǒng)的存儲系統(tǒng)較為強大，可以存儲很多的歷史數(shù)據(jù)，不僅可以進行簡單的查詢、存儲，能源管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)更是做到了統(tǒng)計、分析，極大地便捷了人員的工作，提高了他們的工作效率；（7）平衡調(diào)度。能源管理系統(tǒng)可以平衡調(diào)度生產(chǎn)和供應(yīng)動態(tài)系統(tǒng)；（8）計劃管理。能源管理系統(tǒng)可以對生產(chǎn)的消耗提前有一個預(yù)算，根據(jù)實際的生產(chǎn)再進行調(diào)控，優(yōu)化生產(chǎn)。

參考文獻

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