環(huán)保設(shè)備用電云監(jiān)控平臺(tái)在火力發(fā)電廠的應(yīng)用

任運(yùn)業(yè)

（江蘇安科瑞微電網(wǎng)研究院有限公司，江蘇江陰 214405）

摘 要：雖然我國火力發(fā)電企業(yè)正處于快速發(fā)展階段，但企業(yè)生產(chǎn)中環(huán)保設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造還處于研發(fā)階段，相應(yīng)的技術(shù)、服務(wù)以及管理還不夠成熟。同時(shí)，關(guān)于火力發(fā)電廠環(huán)保設(shè)備的應(yīng)用方面還沒有完善的法律法規(guī)進(jìn)行約束，行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)也比較欠缺。鑒于此，本文主要介紹了環(huán)保用電云平臺(tái)，從用電角度出發(fā)，對(duì)環(huán)保設(shè)備未開啟、設(shè)備電力參數(shù)越限等異常進(jìn)行預(yù)警，有效保障了環(huán)保設(shè)備正常安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：環(huán)保用電；火力發(fā)電廠；管理；云平臺(tái)；預(yù)警

1 目前我國火力發(fā)電廠環(huán)保設(shè)備管理的重要性

近些年來，我國對(duì)環(huán)境保護(hù)方面的工作越來越重視，環(huán)境保護(hù)方面的法律規(guī)范越來越詳細(xì)，環(huán)境保護(hù)工作也從開始的以末端治理為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾暽a(chǎn)及消費(fèi)的所有環(huán)節(jié)的管理，管理力度也越來越嚴(yán)格，通過強(qiáng)制性的規(guī)范要求和市場引導(dǎo)方式相結(jié)合的治理手段，改變了傳統(tǒng)治理中只依靠強(qiáng)制性的管理這一種管理方式，這種做法有效地改善了污染物排放的治理效果，取得了一定的進(jìn)步。在調(diào)查之中發(fā)現(xiàn)，有些火力發(fā)電企業(yè)脫硫設(shè)備運(yùn)行有問題，按照相關(guān)的處罰條例，環(huán)境保護(hù)部門進(jìn)行了相應(yīng)的處罰和通報(bào)批評(píng)處理。因此，火力發(fā)電企業(yè)若要長期、有效的發(fā)展，就須做好污染物管理工作，控制好生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的污染情況，積極貫徹落實(shí)環(huán)境保護(hù)工作，從實(shí)際工作中不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，制定出符合實(shí)際生產(chǎn)需要，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的具體措施。完善環(huán)保設(shè)備管理工作中存在的問題，依照科學(xué)的發(fā)展觀進(jìn)行進(jìn)一步的深化，促進(jìn)火力發(fā)電企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

2 火力發(fā)電廠環(huán)保設(shè)備的管理及應(yīng)用措施

目前，國家對(duì)環(huán)保方面的工作越來越重視，節(jié)能環(huán)保的理念也越來越被應(yīng)用于與其相關(guān)的各行各業(yè)的工作中，節(jié)能環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)正在逐步的貫徹和落實(shí)。在火力發(fā)電廠企業(yè)的運(yùn)行過程中，環(huán)保設(shè)備可靠性管理能夠給企業(yè)的生產(chǎn)過程起到一定的制約作用，規(guī)范出企業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)遵守的一些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) ，杜絕企業(yè)只為追求經(jīng)濟(jì)效益而帶來的其他損害，使火電廠企業(yè)的運(yùn)行更加的安全、健康。對(duì)于火電廠企業(yè)環(huán)保設(shè)備可靠性管理對(duì)策可以借鑒環(huán)保用電云平臺(tái)的環(huán)保設(shè)備可靠性管理方法，對(duì)火電廠產(chǎn)污設(shè)備和環(huán)保設(shè)備的用電情況進(jìn)行監(jiān)控，通過關(guān)聯(lián)分析，確保環(huán)保設(shè)備正常運(yùn)行，通過越限分析，保障環(huán)保設(shè)備安全運(yùn)行，為火力發(fā)電廠的環(huán)保奠定良好的基礎(chǔ)。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

多功能電表安裝在火電廠生產(chǎn)設(shè)備、環(huán)保設(shè)備用電回路,測量回路的全電力參數(shù)，通過LoRa無線通訊與DTU或數(shù)采儀進(jìn)行通信。

DTU和數(shù)采儀能夠就地顯示采集的數(shù)據(jù)，并且本地存儲(chǔ)30天數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)斷點(diǎn)續(xù)傳，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常時(shí)繼續(xù)上傳斷網(wǎng)期間存儲(chǔ)在本地未完成上傳的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以HJ212-2017污染源在線自動(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)傳輸至云端平臺(tái)。

環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)部署在云端服務(wù)器，接收、分析、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過WEB和APP的方式，為環(huán)保局和火電廠提供管理功能。

4 現(xiàn)場端監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)

4.1 數(shù)據(jù)采集

在火電廠總進(jìn)線、產(chǎn)污設(shè)備和環(huán)保設(shè)備的用電回路安裝多功能電表,采集電流、電壓、功率、有功電能、功率因數(shù)等電力參數(shù)，采集的數(shù)據(jù)通過LoRa無線通訊與無線網(wǎng)關(guān)或者數(shù)采儀進(jìn)行通信。

全電參量測量智能模塊ADW400主要技術(shù)指標(biāo)如下：

●  有功電能精度：1級(jí)，無功電能精度：2級(jí)，電壓、電流精度：0.5級(jí)

●  電壓規(guī)格：3×57.7/100V、3×100V、3×380V、3×220/380V

●  電流規(guī)格：3×1.5(6)A，3×20(100)A，3×80(400)A，3×120(600)A

●  工作溫度：-25℃~+55℃

●  相對(duì)濕度：≤95℅（無凝露）

●  支持470Mhz Lora無線通訊、RS485通訊

●  支持全電力參數(shù)測量（U、I、P、Q、S、PF、F）

●  支持正反向有功、無功電能

●  支持標(biāo)準(zhǔn)DIN35導(dǎo)軌安裝

4.2 數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備包括無線網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)采集傳輸儀，可接收各監(jiān)測點(diǎn)位采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換之后，通過4G通信模塊將數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳至云端平臺(tái)。

無線網(wǎng)關(guān)AF-GSM500主要技術(shù)指標(biāo)如下：

●  支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴(kuò)頻因數(shù)可設(shè)置

●  工作頻段：TD-LTE/ FDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/ GSM/ EVDO/CDMA2000，包含聯(lián)通、移動(dòng)、電信4G網(wǎng)絡(luò)

●  傳輸速率：4G網(wǎng)速上行2Mbps，下行68Mbps

●  工作溫度：-40度~85度

●  濕度范圍：0~95% 無凝露結(jié)霜

●  支持LORA無線組網(wǎng)，通過將通訊數(shù)據(jù)在無線信號(hào)之間互轉(zhuǎn)，LORA監(jiān)測支持中繼器模式，滿足用于增強(qiáng)主、從站之間的LORA信號(hào)強(qiáng)度

●  支持不低于100臺(tái)監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)采集

●  支持固定IP和動(dòng)態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心

●  支持HJ212-2017污染源在線自動(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)

●  支持一址多發(fā)，數(shù)據(jù)可同時(shí)上傳到3個(gè)以上不同的平臺(tái)

●  寬范圍直流電源輸入，工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)

●  數(shù)據(jù)采集器支持服務(wù)器遠(yuǎn)程升級(jí)，版本更新時(shí)無需到現(xiàn)場升級(jí)

●  邊緣計(jì)算：對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、處理和運(yùn)算，分擔(dān)主站數(shù)據(jù)處理壓力，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬

●  具備就地顯示屏，可查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，并且具備一定的人機(jī)交互能力，可直接修改一些參數(shù)

●  具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，存儲(chǔ)時(shí)間1年

●  具備斷點(diǎn)續(xù)傳

●  支持遠(yuǎn)程修改配置、遠(yuǎn)程查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)主動(dòng)補(bǔ)傳

數(shù)據(jù)采集傳輸儀AF-HK100主要技術(shù)指標(biāo)如下：

●  支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴(kuò)頻因數(shù)可設(shè)置

●  工作頻段：LTE-FDD/LTE-TDD/CDMA，包含聯(lián)通、移動(dòng)、電信4G網(wǎng)絡(luò)

●  傳輸速率：4G網(wǎng)速上行50Mbps，下行150Mbps

●  工作溫度：-20℃～+60℃

●  儲(chǔ)存溫度：-40℃～+80℃

●  相對(duì)濕度：≤95%RH

●  電磁兼容：GB/T 17626.2靜電放電抗擾性試驗(yàn) 3 級(jí)；GB/T 17626.4電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗(yàn) 3 級(jí)；GB/T 17626.5沖擊（浪涌）抗擾性試驗(yàn) 4 級(jí)

●  具備不少于6路RS485/RS232 串口，8路模擬量輸入通道（電流電壓信號(hào)可配置），8路開關(guān)量輸入通道（有源濕接點(diǎn)（DC12V）/無源干接點(diǎn)可配置）以及4路開關(guān)量輸出通道（無源干節(jié)點(diǎn)，觸點(diǎn)容量 DC30V/5A、AC250V/5A）

●  支持LORA無線組網(wǎng)，通過將通訊數(shù)據(jù)在無線信號(hào)之間互轉(zhuǎn)，LORA監(jiān)測支持中繼器模式，滿足用于增強(qiáng)主、從站之間的LORA信號(hào)強(qiáng)度

●  支持固定IP和動(dòng)態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心

●  支持HJ212-2017污染源在線自動(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)

●  支持一址多發(fā)，數(shù)據(jù)可同時(shí)上傳到3個(gè)以上不同的平臺(tái)

●  數(shù)采儀支持服務(wù)器遠(yuǎn)程升級(jí)，版本更新時(shí)無需到現(xiàn)場升級(jí)

●  數(shù)采儀具備不小于7英寸觸摸顯示屏，并且具備一定的人機(jī)交互能力，可于本地進(jìn)行監(jiān)測參數(shù)管理設(shè)置，實(shí)時(shí)，歷史數(shù)據(jù)查詢，采集周期自定義等功能

●  數(shù)采儀具備至少16GB本地存儲(chǔ)空間并支持外置SD卡擴(kuò)容

●  具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，存儲(chǔ)時(shí)間不低于6個(gè)月，監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)需滿足至少存儲(chǔ)14400條記錄，且支持歷史記錄通過U盤等形式導(dǎo)出

●  數(shù)據(jù)采集誤差≤1‰，系統(tǒng)時(shí)鐘計(jì)時(shí)誤差±0.5‰

●  具備ups后備電池，要求外部電源斷電后，可持續(xù)供電至少6小時(shí)

●  設(shè)備具備斷點(diǎn)續(xù)傳（無法聯(lián)網(wǎng)的情況下 將數(shù)據(jù)先保存起來，等網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后再上傳）

●  支持遠(yuǎn)程修改配置、遠(yuǎn)程查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)主動(dòng)補(bǔ)傳

●  支持本地操作日志存儲(chǔ)管理

●  具備用戶管理功能，支持分系統(tǒng)管理員及一般操作人員兩種權(quán)限，可根據(jù)用戶名密碼登錄

5 平臺(tái)主要功能

建立產(chǎn)污設(shè)備、環(huán)保設(shè)備運(yùn)行耦合聯(lián)動(dòng)關(guān)系，及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)保設(shè)備非正常運(yùn)行。同時(shí)通過排口的數(shù)據(jù)采集，有效監(jiān)控火電廠污染物排放是否超標(biāo)。主要包括：一方面，實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)保設(shè)備運(yùn)行情況；另一方面，動(dòng)態(tài)監(jiān)控排口的污染物排放情況。

提供信息化管理手段，為企業(yè)提供環(huán)保設(shè)備異常、設(shè)備故障告警功能，避免企業(yè)因環(huán)保設(shè)備停運(yùn)造成的超標(biāo)排放，有效降低設(shè)備停機(jī)及生產(chǎn)事故風(fēng)險(xiǎn)。

為企業(yè)提供業(yè)務(wù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)挖掘分析及增值服務(wù)，統(tǒng)計(jì)設(shè)備用電情況，提升企業(yè)的能源使用效率。

6 展望

火力發(fā)電廠是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要內(nèi)容，該工程項(xiàng)目建設(shè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們生活有著非常緊密聯(lián)系。火力發(fā)電廠運(yùn)行中會(huì)生產(chǎn)出大量的污染物質(zhì)，如果這些物質(zhì)直接的排放到環(huán)境中，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重污染。環(huán)保用電云平臺(tái)有效降低了火力發(fā)電廠污染物質(zhì)排放程度，保證環(huán)保設(shè)備的可靠性，較大程度的降低了火力發(fā)電廠運(yùn)行中污染物質(zhì)排放總量，提升了火力發(fā)電廠運(yùn)行的環(huán)保特性。

參考文獻(xiàn)

[1]張庭邦.火力發(fā)電廠環(huán)保設(shè)備的管理及應(yīng)用[J].絲路視野，2017，（25）：167.

[2]楊清，周進(jìn).用電數(shù)據(jù)用于污染源企業(yè)工況監(jiān)控技術(shù)的研究[J].污染防治技術(shù)，2019，32（3）：44-48.

[3]時(shí)志強(qiáng).關(guān)于工況用電監(jiān)測系統(tǒng)在環(huán)境管理中的應(yīng)用研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新, 2020(10):189-190.

作者簡介

任運(yùn)業(yè)，男，江蘇安科瑞微電網(wǎng)研究院有限公司，從事電氣相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)工作。