浅谈火力发电厂电能量数据采集系统的构建及电量数据全面管理

2022-09-10

电力系统就是以发、送、配电紧密联系在一起的庞大系统, 电力系统的每一个环节, 无一例外都会和“电能量”这一度量单位联系起来, 通俗说来, 电力生产就是围绕着电能生产和消耗关系的一系列活动, 在电力企业里, 火力发电企业即是产生电能的源泉, 又是耗能大户, 如何做好电能量的统计、分析, 加强电能计量的管理, 是发电企业生产管理的重点工作之一, 红河发电公司在紧抓机组稳定运行的同时, 通过各种技术手段, 建立一套电能量计量、采集、统计、分析的管理系统, 实现对全厂电能量的全面系统管理。

1 电能系统构建背景

云南大唐国际红河发电公司2×300MW火力发电机组分别于2006年6月和8月投入运行, 投运初期, 对全厂电量的统计与分析采用人工手动抄表的传统方式, 运行人员必须每小时手抄一次发电量、关口上网电量, 每天手工累加总发电量、计算厂用电率等工作, 对于人员精简的现代企业, 无疑给工作人员带来了巨大的工作压力, 同时, 手工抄表方式出现的时间差异影响电量的实时性, 影响与电网贸易结算的数据。

火力发电厂厂内自用电能量占发电总量的很大份额, 厂用电率的高低直接影响电厂的经济效益, 而循环流化床锅炉机组运行一大特点就是厂用电率较高, 加强对辅机用电的分析和管理也成为生产重要工作之一。由于公司建设初期厂用电系统6kV设备未设计安装电度表, 厂用设备的单耗没法计算, 优化厂里电气设备的经济运行, 降低厂用电率, 是投产后红河公司的一项重点工作。为了解决厂用设备的单耗计算的问题, 需要对6kV全部设备及380V部分重要设备安装电量计量装置。

2 系统构建方案及措施

2.1 电量系统方案讨论比较

为实现对厂内电能量的采集管理, 满足机组优化运行的需要和对电能量的统计分析, 弥补原系统的不足, 认真研究探讨, 制定了三个方案。

(1) 向老电厂一样安装普通的电度表, 这样最经济, 安装速度最快。缺点是发电部运行人员必须每值派人抄表, 繁重的体力、脑力, 并且出错率很高, 操表时间不能同时。对于今天人员很少的现代化电厂来说, 此方案达不到提高效率的目的。

(2) 扩充现有的WDZ400综合保护测控装置功能, 在每台综合保护装置上扩充一块电度表卡, 来计量电能量。电能量数据的输出有两种方式:脉冲输出方式和RS485总线方式输出。如果采用RS485总线方式输出, 需要为每台综合保护装置扩充一块网络卡, 来实现装置的通讯功能。保护装置扩充电度表卡和网络卡后, 另外需要增加工控管理机, 与所有保护装置实现通讯, 对保护装置的内部信息进行管理, 最终将电量信息传送至DCS或SIS系统。

(3) 为每台用电设备安装一块多功能电能表, 配置一台电能数据综合采集装置, 通过RS485方式采集所有电能表的数据, 同时配置一套电能数据管理信息系统, 对电能数据综合采集装置的电量数据进行采集、分析、统计。最终将电量数据传送至DCS系统或SIS系统。下面是方案2与3的一个比较表 (见表1) 。

经过比较, 方案二存在的问题是:现有的部分设备没有配备综保, 还需配几块电子式电度表;同时在综保装置内部设置保护功能和电量采集功能时, 保护功能故障的概率远比电量采集回路故障的概率高得多, 更换保护装置时要考虑电量采集的连续性, 做起来也非常困难和繁琐, 此方案也不是最好。方案三为一套独立的电量采集系统, 与原有保护装置不发生冲突。通过SIS系统, 可实现在全厂计算机上共享实时的电能量采集数据, 同时可以自动计算, 自动生成报表, 即省人又省力, 为厂里的减人增效提供保证。

2.2 系统介绍

(1) 厂用电量采集系统。此系统经过多家筛选、论证, 最后选用华北电力科学研究院北京煜邦电力技术有限公司生产的EDAD2001-C型电能采集装置。其负责采集380V、6kV设备电子式电度表电量。 (2) 上网结算关口电量采集系统。原来已经建有, 采集两台发电机、两台高厂变、两条上网出线、一条110kV进线共10块表的电量, 采用的是珠海兰吉尔的FFC采集器。FFC采集器的数据一路送中调, 另一路连接到全厂电量数据库服务器。 (3) 厂用电量数据库服务器将承担厂用采集器和FFC采集器的数据管理、统计和分析, 这样通过电量数据管理系统, 将全厂计量电度表数据集中于一个统一平台 (建立统一数据库) , 该系统可对各负荷分时电量进行查询。同时电量标底数据传送至厂内的SIS系统, 在SIS系统上进行报表统计 (包括日、月、年发电量、厂用电率计算、各辅机时段负荷等信息) 、数据打印, 实时显示等功能, SIS系统与公司局域网连接, 可在公司任何一台电脑登陆SIS系统查询任何时刻的数据, 做到了全厂电量数据全厂人员共享。

大唐国际红河发电有限责任公司厂用电量数据管理系统结构图 (见图1) 。

3 电量系统构建带来的管理效果

公司充分利用当今的网络的技术对全厂电能量进行科学全面管理, 虽然电能量采集功能现已广泛运用, 但借助局域网络共享电能量信息的管理模式为本公司的一种新理念, 通过该方式实现在最短的时间内, 把全厂的电量情况上传到SIS上进行实时显示, 让全厂人员实时掌握生产电量的情况, 实时分析, 及时调控, 及时优化设备运行。

(1) 通过监视、及时准确了解各时段电量, 比较发电厂主、辅机设备的电能耗情况及设备运行工况, 指导运行值班人员调节机组运行参数, 提高发电厂的经济运行水平。

经过两年来对运行的分析总结, 现机组厂用电率做到可控再控, 厂用电率降到最低。

(2) 按照运行时段对发电量、上网电量、各辅机电量进行自动统计, 便于掌握各班值在运行时段内指标的完成情况, 为公司实施绩效考核管理工作提供有效依据。

(3) 实现全厂电能量的自动抄表功能, 公司任何人员只需登陆SIS系统便可获起任意时刻的电量, 无需繁重的人工就地抄表工作。

按工作量计算, 每个运行值可减少0.5个工作日 (即可减少0.5人) , 以五个值算, 运行人员可减少2.5个劳动力, 总经部统计工作可减少0.5劳动力。

(4) 自动累计电量的完成情况, 分析当日厂用电率指标完成情况, 便以及时了解电量信息, 准确掌握日发电量、月累计电量、年度累计电量。