雷濤

摘 ?要：運(yùn)行人員的控盤水平、檢修人員的檢修和維護(hù)水平、專工的業(yè)務(wù)能力對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備安全性有著重要影響，對(duì)運(yùn)行、生產(chǎn)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和考核變得尤為重要， 該文從如何強(qiáng)化火電廠生產(chǎn)管理，以量化管理思想為核心，以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)電廠專工、運(yùn)行人員、檢修人員的日常工作質(zhì)量、數(shù)量、時(shí)間進(jìn)行量化，再客觀的進(jìn)行考核、評(píng)價(jià)，激勵(lì)專工、運(yùn)行人員、檢修人員，保證監(jiān)盤、操控、調(diào)整的質(zhì)量，提高設(shè)備檢修和維護(hù)水平以及加強(qiáng)專工的業(yè)務(wù)能力。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠;生產(chǎn)管理;量化管理;實(shí)時(shí)監(jiān)督;實(shí)時(shí)考核

中圖分類號(hào)：TP319 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

火電廠實(shí)時(shí)監(jiān)督和考核系統(tǒng)，通過采集火電廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)和計(jì)算，由管理人員對(duì)機(jī)組的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行量化、統(tǒng)計(jì)，以此考核、評(píng)價(jià)專工、運(yùn)行人員的工作，系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并自動(dòng)匯總和實(shí)時(shí)考核，考核結(jié)果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性得以保證，具有實(shí)時(shí)、自動(dòng)、公開、公平、公正、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、安全、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。目前系統(tǒng)已投入實(shí)際生產(chǎn)工作中，在運(yùn)行過程中不斷地完善和提高，加強(qiáng)了火電廠的精細(xì)化管理水平，提高了機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備安全性。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1.1 生產(chǎn)管理實(shí)時(shí)考核系統(tǒng)的穩(wěn)定性

建立一套集團(tuán)級(jí)的生產(chǎn)管理實(shí)時(shí)考核的系統(tǒng)，用于對(duì)關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行量化評(píng)價(jià)、統(tǒng)計(jì)分析、閉環(huán)考核，以此來提高生產(chǎn)運(yùn)行水平。系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)源自集團(tuán)下的各個(gè)發(fā)電企業(yè)設(shè)備的控制系統(tǒng)。采集頻率為秒級(jí)，甚至部分關(guān)鍵測點(diǎn)達(dá)到毫秒級(jí)。集團(tuán)側(cè)綜合測點(diǎn)數(shù)量達(dá)到數(shù)十萬，每日數(shù)據(jù)吞吐量達(dá)到GB級(jí)別。因此，系統(tǒng)的運(yùn)行平穩(wěn)、運(yùn)算準(zhǔn)確是十分重要的，也是系統(tǒng)的核心功能之一。為了保證數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、分析能力，系統(tǒng)基于大數(shù)據(jù)理念進(jìn)行搭建，采用Hadoop技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、基于Yarn技術(shù)的存儲(chǔ)訪問機(jī)制以及Apache Spark技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行并行處理。

1.2 生產(chǎn)管理實(shí)時(shí)考核系統(tǒng)的安全性

由于生產(chǎn)數(shù)據(jù)是由下至上采集，底層設(shè)備與控制系統(tǒng)直接相連，任何有意或者無意的操作均有導(dǎo)致非停的風(fēng)險(xiǎn)。因此系統(tǒng)安全性是系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則的重中之重，系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)的原則以主管部門國家電監(jiān)會(huì)5號(hào)令提出的《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》為基礎(chǔ)。部署與控制區(qū)的控制系統(tǒng)與非控制區(qū)的采集接口機(jī)的邊界處須布置防火墻，實(shí)現(xiàn)基于MAC、IP、傳輸協(xié)議、傳輸端口以及通信方向的綜合過濾與訪問控制。多個(gè)部署在非控制區(qū)的采集接口機(jī)與部署在管理信息大區(qū)的匯聚服務(wù)器通過正向隔離裝置進(jìn)行物理隔離，實(shí)現(xiàn)非網(wǎng)絡(luò)方式的安全的數(shù)據(jù)單向交換。

系統(tǒng)的Web安全主要體現(xiàn)在定期進(jìn)行專業(yè)的安全評(píng)估，針對(duì)安全評(píng)估結(jié)果進(jìn)行專業(yè)安全的整改和加固。建立完善的、有效的安全管理制度，對(duì)日常使用和維護(hù)進(jìn)行規(guī)范管理。建立完善的、有效的應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案和流程，定期進(jìn)行演練，發(fā)現(xiàn)異常狀況及時(shí)處理和恢復(fù)，避免網(wǎng)站業(yè)務(wù)中斷造成損失。定期對(duì)相關(guān)技術(shù)人員、管理人員、使用人員進(jìn)行安全培訓(xùn)，提高安全技術(shù)能力和實(shí)操能力。

1.3 生產(chǎn)管理實(shí)時(shí)考核系統(tǒng)的擴(kuò)展性

系統(tǒng)預(yù)留豐富的接口，支持后續(xù)接入其他發(fā)電企業(yè)數(shù)據(jù)，為后續(xù)業(yè)務(wù)接入提供無痕升級(jí)。同時(shí)，為其他系統(tǒng)供給數(shù)據(jù)也預(yù)留了相應(yīng)的接口。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)流是基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，主要由數(shù)據(jù)來源層、存儲(chǔ)計(jì)算層、數(shù)據(jù)分析層、數(shù)據(jù)表現(xiàn)層構(gòu)成。數(shù)據(jù)來源層的主要構(gòu)成有結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要包括平臺(tái)的配置數(shù)據(jù)、系統(tǒng)的維護(hù)數(shù)據(jù)和ERP/SIS/MIS的抽取數(shù)據(jù)以及手工錄入數(shù)據(jù)等。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要包括現(xiàn)場的圖像數(shù)據(jù)、文件的掃描數(shù)據(jù)等，該文并不涉及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為該系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，均來自現(xiàn)場DCS、NCS、EMCS、SCADA、TCS等控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)從發(fā)電企業(yè)現(xiàn)場采集，經(jīng)過隔離裝置通過專用光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至集團(tuán)本部進(jìn)行存儲(chǔ)和使用。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)是系統(tǒng)運(yùn)行的基本條件，存儲(chǔ)采用分布式文件存儲(chǔ)系統(tǒng)，基于Hadoop和Yarn技術(shù)對(duì)采集的數(shù)據(jù)以及Spark計(jì)算所得結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。輔以大數(shù)據(jù)技術(shù)的Storm、Hive、MapReduce等工具構(gòu)成存儲(chǔ)計(jì)算層。數(shù)據(jù)分析層、表現(xiàn)層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，將抽象的數(shù)據(jù)在Web頁面內(nèi)展示，實(shí)現(xiàn)使用者與系統(tǒng)的有好交互，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能。

3 系統(tǒng)總體功能

火電廠實(shí)時(shí)監(jiān)督和考核系統(tǒng)主要由以下4個(gè)部分組成：數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理單元、技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)、實(shí)時(shí)考核子系統(tǒng)，系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）數(shù)據(jù)采集單元。數(shù)據(jù)采集單元由分布在火電廠的數(shù)據(jù)采集裝置組成，采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)過傳輸，轉(zhuǎn)換，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理單元。采集單元采集DCS系統(tǒng)、廠用電、脫硫脫硝、輔控、化水、關(guān)口表等系統(tǒng)的指標(biāo)數(shù)據(jù)。當(dāng)采集到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，穿越單向隔離器并通過專用網(wǎng)絡(luò)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸至集團(tuán)數(shù)據(jù)中心，既保證數(shù)據(jù)的安全性又減少數(shù)據(jù)傳輸過程，提高數(shù)據(jù)傳輸速度。

（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理單元。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理單元基于高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊負(fù)責(zé)存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)處理結(jié)果。數(shù)據(jù)處理模塊是在采集的海量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之上，滿足需求側(cè)管理功能進(jìn)行的數(shù)據(jù)計(jì)算，加工等二次處理，象基本報(bào)警、同比、環(huán)比、峰谷平值、不平衡度等。數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)進(jìn)行，一旦檢測到數(shù)據(jù)超過預(yù)置條件，立即觸發(fā)報(bào)警。數(shù)據(jù)處理模塊提供的報(bào)表可按照用戶的自定義條件定時(shí)生成。

（3）技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)。技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)與用戶的人機(jī)交互界面，是系統(tǒng)功能的最終體現(xiàn)。技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)，用戶無須安裝任何軟件，包括瀏覽器插件，系統(tǒng)支持智能手機(jī)，平板電腦訪問。技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)有嚴(yán)格的授權(quán)機(jī)制，任何未經(jīng)授權(quán)的訪問將被拒絕。

（4）實(shí)時(shí)考核子系統(tǒng)。實(shí)時(shí)考核子系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)參數(shù)超限、事件、定期工作未按時(shí)完成、運(yùn)行指標(biāo)考核等進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果將作為考核的相關(guān)依據(jù)，用戶可隨時(shí)在線查看考核明細(xì)。

（5）參數(shù)超限考核。對(duì)鍋爐金屬壁溫累計(jì)超過額定值、環(huán)保排放參數(shù)超標(biāo)、主再熱汽溫度超過額定值、其他參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督和考核，督促責(zé)任主體對(duì)參數(shù)超限情況進(jìn)行快速響應(yīng)，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的管理和維護(hù)，確保機(jī)組的安全運(yùn)行，鍋爐金屬壁溫累計(jì)超過額定值8 ℃～20 ℃（含20 ℃），每個(gè)點(diǎn)累計(jì)（持續(xù)）超過15 min（每15 min）扣除1分，依此類推;超過額定值20 ℃～35 ℃（含35 ℃），每個(gè)點(diǎn)累計(jì)（持續(xù)）超過10 min（每10 min）扣除2分，依此類推;超過額定值35 ℃每個(gè)點(diǎn)持續(xù)超過1 min（每1 min），每個(gè)點(diǎn)扣除3分。

（6）事件考核。對(duì)故障停機(jī)、機(jī)組出力迫降、6 kV及以上電機(jī)輔機(jī)跳閘、高低加、電除塵、精處理、脫硫、脫硝系統(tǒng)退出、其他故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督和考核，能夠讓管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場事故，全面掌握生產(chǎn)現(xiàn)場動(dòng)態(tài)，通過對(duì)事故的分析量化責(zé)任主體，督促管理人員、運(yùn)行人員、檢修人員在機(jī)組和設(shè)備的日常維護(hù)和操作中能夠嚴(yán)格按照規(guī)程辦事。

（7）定期工作未按時(shí)完成考核。對(duì)定期試驗(yàn)、設(shè)備輪換、設(shè)備定檢、報(bào)表報(bào)送進(jìn)行監(jiān)督和實(shí)時(shí)考核，加強(qiáng)了對(duì)日常生產(chǎn)管理工作的監(jiān)督力度，使定期工作能夠按時(shí)、保質(zhì)保量的完成，確保機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（8）運(yùn)行指標(biāo)考核。將指標(biāo)實(shí)時(shí)值與目標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)考核規(guī)則進(jìn)行相應(yīng)的加減分，加分上限為單位得分，減分上限為單位得分，鍋爐指標(biāo)月度得分=各指標(biāo)月度得分均值之和。對(duì)指標(biāo)得分設(shè)定為一個(gè)區(qū)間范圍，計(jì)算全廠得分時(shí)，進(jìn)行加權(quán)平均（機(jī)組指標(biāo)得分×機(jī)組占分權(quán)重），系統(tǒng)每月、每季度統(tǒng)計(jì)一次得分排名，指標(biāo)分為機(jī)組指標(biāo)和全廠指標(biāo)，其中鍋爐指標(biāo)18項(xiàng)，汽機(jī)指標(biāo)14項(xiàng)、全廠指標(biāo)中環(huán)保指標(biāo)3項(xiàng)，綜合指標(biāo)4項(xiàng)，設(shè)備性能指標(biāo)18項(xiàng)。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)和效果

4.1 生產(chǎn)管理實(shí)時(shí)考核系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）數(shù)據(jù)全、計(jì)算快、信息準(zhǔn)：大數(shù)據(jù)相比傳統(tǒng)方法在計(jì)算準(zhǔn)確性和計(jì)算速度方面存在獨(dú)到的優(yōu)勢。（2）真正的實(shí)時(shí)考核：在機(jī)組運(yùn)行的同時(shí)，實(shí)時(shí)進(jìn)行指標(biāo)考核及分析統(tǒng)計(jì)，將考核結(jié)果實(shí)時(shí)顯示并作用于生產(chǎn)運(yùn)行，使考核與運(yùn)行管理真正同步。（3）在線考核：對(duì)考核的模型、配置等重新構(gòu)置工作，可以在考核進(jìn)行的同時(shí)在線完成而不需要暫停或停止考核，實(shí)現(xiàn)不間斷考核。（4）優(yōu)化指導(dǎo)，有效激勵(lì)：為運(yùn)行人員提供機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行方式;實(shí)時(shí)顯示機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)對(duì)個(gè)人收入的影響，直接激勵(lì)運(yùn)行人員時(shí)刻做到精心調(diào)整、細(xì)心操作，從而保證機(jī)組操作優(yōu)化指導(dǎo)的執(zhí)行力。（5）應(yīng)用擴(kuò)展方便：系統(tǒng)使用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將業(yè)務(wù)邏輯做成獨(dú)立構(gòu)件，能方便地外掛功能模塊，能夠獨(dú)立使用，也可整合到現(xiàn)有系統(tǒng)，作為一個(gè)功能模塊使用。（6）開放的數(shù)據(jù)接口 ：采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口程序設(shè)計(jì)，能夠從DCS、SIS系統(tǒng)等獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行考核。

4.2 生產(chǎn)管理實(shí)時(shí)考核系統(tǒng)的效果

（1）實(shí)現(xiàn)了考核管理標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化、過程透明化、結(jié)果公開化。（2）機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性顯著提高，不斷刷新安全生產(chǎn)長周期的時(shí)間記錄。（3）由于生產(chǎn)管理實(shí)時(shí)考核系統(tǒng)的投入，使發(fā)電機(jī)組各項(xiàng)主要指標(biāo)的調(diào)控更加合理，某電廠#1機(jī)組的供電煤耗由2015年的330 g/kWh逐年下降至310 g/kWh，為電廠帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

通過系統(tǒng)的長時(shí)間運(yùn)行，運(yùn)行人員、檢修人員、專工能夠自覺加強(qiáng)自我管理，具有很強(qiáng)的執(zhí)行力，通過系統(tǒng)的建設(shè)，使各項(xiàng)考核制度規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)以差距查管理，以管理促提高的有效模式，考核結(jié)果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性得到切實(shí)保證，建立了完善的考核管理體系，落實(shí)了監(jiān)督責(zé)任，加強(qiáng)了企業(yè)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)督力度，提高了企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的安全性和可靠性，發(fā)電機(jī)組各項(xiàng)主要指標(biāo)調(diào)控更加合理，供電煤耗逐年下降，提升了企業(yè)生產(chǎn)管理工作的效率和水平，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)管理和效益的雙提升。

參考文獻(xiàn)

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