鄒 軍，譚 華，敖光輝，錢 闖

火電廠技術監(jiān)督管理系統(tǒng)研發(fā)

鄒 軍1，譚 華1，敖光輝2，錢 闖3

（1.國家電投集團江西電力有限公司，江西 南昌 330000； 2.貴溪發(fā)電有限責任公司，江西 鷹潭 335000；3.武漢鑫越龍科技有限公司，湖北 武漢 430000）

為全面規(guī)范火電廠技術監(jiān)督工作，以貴溪發(fā)電有限責任公司作為試點單位，開發(fā)了適合國家電投江西公司管理模式的技術監(jiān)督管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用Web軟件開發(fā)，包括綜合性監(jiān)督管理模塊和專業(yè)監(jiān)督管理模塊，專業(yè)監(jiān)督模塊包含十二項專業(yè)監(jiān)督工作，且根據各專業(yè)監(jiān)督特點，增加了一些特色子功能模塊。該系統(tǒng)全面系統(tǒng)地規(guī)范了火電廠技術監(jiān)督工作，使得技術監(jiān)督工作信息化、專業(yè)化、智能化，為后面設備運行分析及檢修提供了數(shù)據準備。

火電廠；技術監(jiān)督；管理系統(tǒng)；智能化；信息化；監(jiān)測預警；軟件開發(fā)

隨著火電企業(yè)的安全、經濟、環(huán)保要求的不斷提高，技術監(jiān)督作為設備管理的重要手段，在發(fā)電機組的運行安全和運行績效等方面發(fā)揮著重要作用。目前，多數(shù)發(fā)電企業(yè)技術監(jiān)督采用常規(guī)管控方式，利用臺賬管理，靠人工進行信息的收集、分析。這種管控方式獲得的信息非常有限，且信息完整性和及時性不強。目前開發(fā)的一些技術監(jiān)督管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能較簡單，如文獻[1]設計的技術監(jiān)督管理系統(tǒng)僅實現(xiàn)了各監(jiān)督專業(yè)報表管理的功能，文獻[2]只針對技術監(jiān)督管理系統(tǒng)實時預警功能進行了重點分析，還沒有一個專業(yè)化、智能化、綜合性的技術監(jiān)督管理平臺。

國家電投集團江西電力有限公司（江西公司）建立了自上而下的技術監(jiān)督網絡體系，2018年以貴溪發(fā)電有限責任公司（貴電公司）為試點單位，開發(fā)了適合江西公司管理模式的技術監(jiān)督管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用計算機、網絡和通信技術，實現(xiàn)貴電公司技術監(jiān)督管理的信息化、網絡化和智能化，可為設備運行分析及檢修提供數(shù)據準備。

1 系統(tǒng)設計原則

技術監(jiān)督管理系統(tǒng)以計算機技術為基礎，以安全生產為中心，以信息為紐帶，以工作流和任務推送為手段，要求體現(xiàn)江西公司和貴電公司技術監(jiān)督管理特色。

本文技術監(jiān)督管理系統(tǒng)分為江西公司上級層級和下屬發(fā)電公司層級2個層級。上級層級和下屬層級采用webservice技術互聯(lián)，下屬各層彼此不互聯(lián)。各個發(fā)電公司的技術監(jiān)督管理系統(tǒng)采用分布式架構、運用微軟.net技術框架、oracle數(shù)據庫開發(fā)，開發(fā)的原則為“保持共性、允許個性”。

2 系統(tǒng)功能

技術監(jiān)督管理系統(tǒng)包括綜合性監(jiān)督管理模塊和專業(yè)監(jiān)督管理模塊。其中，綜合性監(jiān)督管理模塊包含監(jiān)督體系、計劃與報表、例會與總結、二十五項反措、監(jiān)督預警、監(jiān)督檢查、實時監(jiān)控、量值溯源等功能模塊。專業(yè)監(jiān)督管理模塊包含十二項專業(yè)監(jiān)督，每項專業(yè)監(jiān)督包含監(jiān)督臺賬、專業(yè)報表、工作計劃、定期工作、監(jiān)督檢查評價、人員資質等子模塊。各專業(yè)監(jiān)督管理模塊根據各專業(yè)特點，增加一些特色子功能模塊，如繼電保護定值管理、熱工定值管理、電量平衡分析等功能。系統(tǒng)主要功能模塊架構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)主要功能模塊架構

2.1 監(jiān)測預警

1）實時參數(shù)監(jiān)測預警 本文技術監(jiān)督管理系統(tǒng)從電廠集中監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）讀取大量實時數(shù)據，并采用相應的數(shù)學模型對其計算分析。不同于文獻[3-8]僅采用SIS中各專業(yè)重要實時參數(shù)指標加以監(jiān)測，系統(tǒng)在對指標計算的基礎上，自動生成相應結果，形成關鍵指標分析，如發(fā)電機定子溫差分析、發(fā)電機漏氫量分析、熱工自動投入率統(tǒng)計等。

以發(fā)電機漏氫量分析為例，氫氣是發(fā)電機的冷卻劑，發(fā)生漏氫會引起發(fā)電機內氫壓下降，冷卻效果變差，發(fā)電機各部分溫升增加，發(fā)電機漏氫量的大小直接影響機組的安全運行。所以對發(fā)電機組漏氫量的監(jiān)控非常重要，漏氫量計算模型為

式中，ΔH為24 h漏氫量，為測試持續(xù)時間，為發(fā)電機充氫容積，1、2分別為測試起始、結束時發(fā)電機內氫氣壓力，1、2分別為測試起始、結束時發(fā)電機內氫氣平均溫度，1、2分別為測試起始、結束時發(fā)電機周圍的大氣壓力。

技術監(jiān)督管理系統(tǒng)提取漏氫量相關關鍵參數(shù)并運用數(shù)學模型自動計算，實現(xiàn)對發(fā)電機漏氫量的在線監(jiān)督。

2）電量平衡分析 火電廠電量平衡指發(fā)電與供電之間的平衡，是制定電力規(guī)劃、設計和運行計劃的重要組成部分。電氣管理系統(tǒng)在應用中還未能實現(xiàn)電量平衡的管理[9-10]。本文技術監(jiān)督管理系統(tǒng)首次融合電量平衡分析功能，將電廠主接線圖制成模型圖，實時從SIS讀取各關口表計電量值并動態(tài)展示在模型圖上，同時引入數(shù)學模型計算驗證發(fā)變組、廠變、備變、線路關口表之間的平衡關系。點擊模型圖上各電量平衡點，可直觀反映該區(qū)域的電量損耗情況，當損耗超出正常范圍時系統(tǒng)自動報警，為管理人員提供實時的故障診斷依據。開展電量平衡分析可以對火電廠設備運行現(xiàn)狀作出客觀評估，也可以掌握企業(yè)電量損耗情況，查清企業(yè)節(jié)能潛力，從而采用有效的技能改造等措施提高火電廠電能利用率和設備運行水平。電量平衡分析界面如圖2所示。

2.2 智能管理

1）繼電保護定值管理 隨著繼電保護技術迅速發(fā)展，日常運行的定值單及其文檔管理工作越來越繁雜，同時工作流程中的定值單需經過校對、審核、復審、批準，各層數(shù)據信息冗余或不一致。本文技術監(jiān)督管理系統(tǒng)繼電保護定值管理模塊參考文獻[11]中定值計算方法，實現(xiàn)定值單的在線審批、流轉、執(zhí)行等過程。通過定值單集中式管理、流程化審批，確保定值單數(shù)據來源統(tǒng)一準確，簡化了定值單數(shù)據更新、維護的過程。同時通過手機APP的配合應用，提高了繼電保護定值管理的可操作性和及時性，實現(xiàn)了繼電保護設備定值工作精細化管理。繼電保護定值管理手機端界面如圖3所示。

圖2 電量平衡分析界面

圖3 繼電保護定值管理手機端

2）二十五項反措 二十五項反措細則是國家能源局發(fā)布的《防止電力生產事故的二十五項重點要求》。本文技術監(jiān)督管理系統(tǒng)實現(xiàn)了二十五項反措業(yè)務的全過程管控，其功能流程如圖4所示。

二十五項反措模塊以電子目錄形式展示二十五項反措全部條文，并建立案例解析庫。針對各項防止電力生產事故的要求，系統(tǒng)為每項細則條文關聯(lián)相關解析，并列舉具體事故案例。反措解析界面如圖5所示。

圖4 二十五項反措功能流程

圖5 反措解析界面

貴電公司根據實際情況，將二十五項反措內容按月分解，每項條文和相應責任人掛鉤，系統(tǒng)定時推送查評待辦消息，督促查評人員依據反措細則進行查評。系統(tǒng)將查評中的不合格項自動匯總成整改計劃表，包括存在問題、責任人、驗收人、預計完成時間等。整改任務責任到人，以工作流的形式推送任務至責任人，同時可辦理延期申請，每步審批節(jié)點有據可查，實現(xiàn)了反措查評及整改閉環(huán)。

3）智能推送功能 本文技術監(jiān)督管理系統(tǒng)的智能推送有2種方式：一種方式是系統(tǒng)根據流程節(jié)點中的人名將任務直接推送到用戶待辦任務中，同時各專業(yè)上級監(jiān)督網絡成員可以督辦下級網絡成員的待辦任務；另一種方式根據大數(shù)據技術的興起及其在電力行業(yè)廣泛應用，技術監(jiān)督管理系統(tǒng)運用大數(shù)據Spark技術、微軟.net編程技術，并結合統(tǒng)計學中的冪律（power law）分布規(guī)則和帕累托分布（Pareto distribution）特征，實現(xiàn)基于用戶關注的智能推送算法。系統(tǒng)記錄用戶使用痕跡，通過后臺大數(shù)據以及智能推送算法分析用戶使用習慣、關注的內容等特征，系統(tǒng)自動將用戶關注的指標或數(shù)據推送給用戶。

3 結 語

貴電公司技術監(jiān)督管理系統(tǒng)平臺涵蓋技術監(jiān)督的全部業(yè)務，充分體現(xiàn)了“管（專業(yè)監(jiān)督）、控（實時監(jiān)控）、智（智能分析）”一體化的設計思路，各子功能模塊“低耦合高內聚”，相互融合。

系統(tǒng)上線投用后，不僅實現(xiàn)了技術監(jiān)督業(yè)務信息化管理，滿足技術監(jiān)督標準化管理以及對信息質量及速度的要求，同時完成了傳統(tǒng)的手工方式中難以完成的數(shù)據采集、存儲、加工處理及分析等工作。此外，還建立了一套比較完整合理的大數(shù)據庫存儲系統(tǒng)，以供統(tǒng)計、查詢、分析使用。本系統(tǒng)將火電十二項技術監(jiān)督及防止電力生產重大事故的二十五項重點要求內容全覆蓋，實現(xiàn)了工作業(yè)務推送和閉環(huán)管控模式。

［1］ 劉敦敏, 孫云蓮. 基于B/S模式的電力技術監(jiān)督管理系統(tǒng)[J]. 繼電器, 2003, 31(1): 58-60.

LIU Dunmin, SUN Yunlian. The supervisory management system of electrical technology based on B/S mode[J]. Relay, 2003, 31(1): 58-60.

［2］鐘世明, 邵銳, 張勝, 等. 基于實時預警的火電廠技術監(jiān)督管理系統(tǒng)[J]. 繼電器, 2005, 33(18): 61-66.

ZHONG Shiming, SHAO Rui, ZHANG Sheng, et al. Technical supervision management system based on real-time early warning[J]. Relay, 2005, 33(18): 61-66.

［3］ 馮慶東, 宋鵬飛. 發(fā)電廠廠用電DCS與ECSM技術的應用[J]. 科技致富向導, 2015(12): 1-6. FENG Qingdong, SONG Pengfei. Application of DCS and ECSM technology in power plant[J]. Science and Technology Enrichment Guide, 2015(12): 1-6.

［4］ 李蔚, 盛德仁, 陳堅紅, 等. 火電廠SIS系統(tǒng)中實時數(shù)據庫平臺的選擇[J]. 中國電機工程學報, 2003, 23(12): 218-221. LI Wei, SHENG Deren, CHEN Jianhong, et al. Selecting the scheme of real-time database for SIS in a power plant[J]. Proceedings of the CSEE, 2003, 23(12): 218-221.

［5］ 劉進雄, 劉滌塵, 王波, 等. 基于SIS的電廠運行可控指標優(yōu)化[J]. 電力自動化設備, 2009, 29(12): 19-23. LIU Jinxiong, LIU Dichen, WANG Bo, et al. Optimization of power plant controllable indexes based on SIS[J]. Electric Power Automation Equipment, 2009, 29(12): 19-23.

［6］ 賴晨捷. 數(shù)據挖掘技術在電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)中的應用實施[D]. 上海: 上海交通大學, 2014: 22-52. LAI Chenjie. The application of data mining technology in power plant supervisory information system[D]. Shanghai: Shanghai Jiao Tong University, 2014: 22-52.

［7］ 邱振波, 張立杰, 胡偉, 等. 基于信息通信技術的燃氣輪機遠程預警技術研究及應用[J]. 熱力發(fā)電, 2019, 48(2): 120-125. QIU Zhenbo, ZHANG Lijie, HU Wei, et al. Research and application of ICT-based remote early warning technology for gas turbines[J]. Thermal Power Generation, 2019, 48(2): 120-125.

［8］ 葛新, 楊東, 王毅, 等. 面向電力企業(yè)的實時/歷史數(shù)據庫系統(tǒng)研究與開發(fā)[J]. 熱力發(fā)電, 2010, 39(4): 91-94. GE Xin, YANG Dong, WANG Yi, et al. Study on and development realtime/historic database system oriented to power industry[J]. Thermal Power Generation, 2010, 39(4): 91-94.

［9］ 高婷婷, 高利平. 廠用電氣管理系統(tǒng)（ECMS）在應用中的典型問題與處理對策[J]. 裝備制造技術, 2017(11): 208-210. GAO Tingting, GAO Liping. Typical problems and countermeasures in application of plant electrical management system(ECMS)[J]. Equipment Manu-facturing Technology, 2017(11): 208-210.

［10］ 張軍. 火電廠電氣控制與DCS系統(tǒng)[J]. 科技展望, 2016(21): 108-110. ZHANG Jun. Electrical control and DCS system of thermal power plant[J]. Technology Outlook, 2016(21): 108-110.

［11］ 謝俊, 石東源, 楊增力, 等. 基于多代理系統(tǒng)的繼電保護定值在線校核預警系統(tǒng)[J]. 電力系統(tǒng)自動化, 2007, 31(13): 77-82.

XIE Jun, SHI Dongyuan, YANG Zengli, et al. An on-line verification of relay settings and early warning system of protective relaying based on MAS[J]. Automation of Electric Power Systems, 2007, 31(13): 77-82.

Research and development of technical supervision and management system for thermal power plant

ZOU Jun1, TAN Hua1, AO Guanghui2, QIAN Chuang3

(1. SPIC Jiangxi Electric Power Co., Ltd., Nanchang 330000, China; 2. Jiangxi Guixi Power Generation Co., Ltd., Yingtan 335000, China; 3. Wuhan Xinyuelong Technology Co., Ltd., Wuhan 430000, China)

In order to fully standardize the technical supervision of thermal power plants, Guixi Power Generation Co., Ltd. was taken as a pilot unit to develop a technical supervision management system for SPIC Jiangxi Electric Power Co., Ltd. The system is developed by web software, and consists of comprehensive supervision and management module and professional supervision and management module. The professional supervision module includes twelve professional supervision works. Especially, according to the characteristics of each professional supervision, some special sub-function modules are added. The system systematically standardizes the technical supervision of thermal power plants, makes the technical supervision informationized, specialized and intelligent, and can provide data preparation for operation analysis and maintenance of the subsequent equipment.

thermal power plant, technical supervision, management system, intelligentialize, informatization, monitoring and early warning, software development

TP311.521；TM769

B

10.19666/j.rlfd.201906140

2019-06-07

鄒軍(1973—)，男，高級工程師，主要研究方向為火力發(fā)電技術，zoujun@cpijx.cn。

鄒軍, 譚華, 敖光輝, 等. 火電廠技術監(jiān)督管理系統(tǒng)研發(fā)[J]. 熱力發(fā)電, 2019, 48(9): 90-93. ZOU Jun, TAN Hua, AO Guanghui, et al. Research and development of technical supervision and management system for thermal power plant[J]. Thermal Power Generation, 2019, 48(9): 90-93.

（責任編輯 杜亞勤）