環(huán)保設備用電云監(jiān)控平臺在火力發(fā)電廠的應用

 艾優(yōu)花

（江蘇安科瑞微電網研究院有限公司，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)生產中環(huán)保設備的設計、制造還處于研發(fā)階段，相應的技術、服務以及管理還不夠成熟。同時，關于火力發(fā)電廠環(huán)保設備的應用方面還沒有完善的法律法規(guī)進行約束，行業(yè)規(guī)范標準也比較欠缺。鑒于此，本文主要介紹了環(huán)保用電云平臺，從用電角度出發(fā)，對環(huán)保設備未開啟、設備電力參數越限等異常進行預警，有效保障了環(huán)保設備正常安全運行。

關鍵詞：環(huán)保用電；火力發(fā)電廠；管理；云平臺；預警

1 目前我國火力發(fā)電廠環(huán)保設備管理的重要性

       近些年來，我國對環(huán)境保護方面的工作越來越重視，環(huán)境保護方面的法律規(guī)范越來越詳細，環(huán)境保護工作也從開始的以末端治理為主逐漸轉變?yōu)橹匾暽a及消費的所有環(huán)節(jié)的管理，管理力度也越來越嚴格，通過強制性的規(guī)范要求和市場引導方式相結合的治理手段，改變了傳統治理中只依靠強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，取得了一定的進步。在調查之中發(fā)現，有些火力發(fā)電企業(yè)脫硫設備運行有問題，按照相關的處罰條例，環(huán)境保護部門進行了相應的處罰和通報批評處理。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，控制好生產過程中出現的污染情況，積極貫徹落實環(huán)境保護工作，從實際工作中不斷的總結經驗教訓，制定出符合實際生產需要，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的具體措施。完善環(huán)保設備管理工作中存在的問題，依照科學的發(fā)展觀進行進一步的深化，促進火力發(fā)電企業(yè)的進一步發(fā)展。

2 火力發(fā)電廠環(huán)保設備的管理及應用措施

       目前，國家對環(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用于與其相關的各行各業(yè)的工作中，節(jié)能環(huán)保的標準正在逐步的貫徹和落實。在火力發(fā)電廠企業(yè)的運行過程中，環(huán)保設備可靠性管理能夠給企業(yè)的生產過程起到一定的制約作用，規(guī)范出企業(yè)生產過程中應遵守的一些規(guī)范標準 ，杜絕企業(yè)只為追求經濟效益而帶來的其他損害，使火電廠企業(yè)的運行更加的安全、健康。對于火電廠企業(yè)環(huán)保設備可靠性管理對策可以借鑒環(huán)保用電云平臺的環(huán)保設備可靠性管理方法，填補我國火電廠企業(yè)中經驗不足的情況，對火電廠產污設備和環(huán)保設備的用電情況進行監(jiān)控，通過關聯分析，確保環(huán)保設備正常運行，通過越限分析，保障環(huán)保設備安全運行，為火力發(fā)電廠的環(huán)保奠定良好的基礎。

3 系統結構 

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

       DTU和數采儀能夠就地顯示采集的數據，并且本地存儲30天數據，可實現數據斷點續(xù)傳，當網絡恢復正常時繼續(xù)上傳斷網期間存儲在本地未完成上傳的數據，數據以HJ212-2017污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統數據傳輸標準傳輸至云端平臺。

       環(huán)保用電監(jiān)管云平臺部署在云端服務器，接收、分析、存儲、統計數據，通過WEB和APP的方式，為環(huán)保局和火電廠提供管理功能。

4 現場端監(jiān)測系統建設 

4.1 數據采集

       在火電廠總進線、產污設備和環(huán)保設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、功率因數等電力參數，采集的數據通過LoRa無線通訊與無線網關或者數采儀進行通信。

       全電參量測量智能模塊ADW400主要技術指標如下：

●  有功電能精度：1級，無功電能精度：2級，電壓、電流精度：0.5級 

●  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℃

●  相對濕度：≤95℅（無凝露）

●  支持470Mhz Lora無線通訊、RS485通訊 

●  支持全電力參數測量（U、I、P、Q、S、PF、F） 

●  支持正反向有功、無功電能 

●  支持標準DIN35導軌安裝 

4.2 數據傳輸

      數據傳輸設備包括無線網關和數據采集傳輸儀，可接收各監(jiān)測點位采集的數據，經過協議轉換之后，通過4G通信模塊將數據統一上傳至云端平臺。

        無線網關AF-GSM500主要技術指標如下：

●  支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴頻因數可設置

●  工作頻段：TD-LTE/ FDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/ GSM/ EVDO/CDMA2000，包含聯通、移動、電信4G網絡

●  傳輸速率：4G網速上行2Mbps，下行68Mbps

●  工作溫度：-40度~85度

●  濕度范圍：0~95% 無凝露結霜

●  支持LORA無線組網，通過將通訊數據在無線信號之間互轉，LORA監(jiān)測支持中繼器模式，滿足用于增強主、從站之間的LORA信號強度

●  支持不低于100臺監(jiān)測設備的數據采集

●  支持固定IP和動態(tài)域名解析方式連接數據中心

●  支持HJ212-2017污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統數據傳輸標準

●  支持一址多發(fā)，數據可同時上傳到3個以上不同的平臺

●  寬范圍直流電源輸入，工業(yè)級設計

●  數據采集器支持服務器遠程升級，版本更新時無需到現場升級

●  邊緣計算：對采集的數據進行實時分析、處理和運算，分擔主站數據處理壓力，節(jié)省網絡帶寬

●  具備就地顯示屏，可查看實時數據，歷史數據，并且具備一定的人機交互能力，可直接修改一些參數

●  具備數據存儲功能，存儲時間1年

●  具備斷點續(xù)傳

●  支持遠程修改配置、遠程查看實時數據和歷史數據，歷史數據主動補傳

        數據采集傳輸儀AF-HK100主要技術指標如下：

●  支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴頻因數可設置

●  工作頻段：LTE-FDD/LTE-TDD/CDMA，包含聯通、移動、電信4G網絡

●  傳輸速率：4G網速上行50Mbps，下行150Mbps

●  工作溫度：-20℃～+60℃

●  儲存溫度：-40℃～+80℃

●  相對濕度：≤95%RH 

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

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

●  支持LORA無線組網，通過將通訊數據在無線信號之間互轉，LORA監(jiān)測支持中繼器模式，滿足用于增強主、從站之間的LORA信號強度

●  支持固定IP和動態(tài)域名解析方式連接數據中心

●  支持HJ212-2017污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統數據傳輸標準

●  支持一址多發(fā)，數據可同時上傳到3個以上不同的平臺

●  數采儀支持服務器遠程升級，版本更新時無需到現場升級

●  數采儀具備不小于7英寸觸摸顯示屏，并且具備一定的人機交互能力，可于本地進行監(jiān)測參數管理設置，實時，歷史數據查詢，采集周期自定義等功能

●  數采儀具備至少16GB本地存儲空間并支持外置SD卡擴容

●  具備數據存儲功能，存儲時間不低于6個月，監(jiān)測數據記錄存儲需滿足至少存儲14400條記錄，且支持歷史記錄通過U盤等形式導出

●  數據采集誤差≤1‰，系統時鐘計時誤差±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

●  設備具備斷點續(xù)傳（無法聯網的情況下 將數據先保存起來，等網絡恢復后再上傳）

●  支持遠程修改配置、遠程查看實時數據和歷史數據，歷史數據主動補傳

●  支持本地操作日志存儲管理

●  具備用戶管理功能，支持分系統管理員及一般操作人員兩種權限，可根據用戶名密碼登錄

5 平臺主要功能 

       建立產污設備、環(huán)保設備運行耦合聯動關系，及時發(fā)現環(huán)保設備非正常運行。同時通過排口的數據采集，有效監(jiān)控火電廠污染物排放是否超標。主要包括：一方面，實時監(jiān)控環(huán)保設備運行情況；另一方面，動態(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)保設備異常、設備故障告警功能，避免企業(yè)因環(huán)保設備停運造成的超標排放，有效降低設備停機及生產事故風險。

      為企業(yè)提供業(yè)務應用、數據挖掘分析及增值服務，統計設備用電情況，提升企業(yè)的能源使用效率。

6 展望

       火力發(fā)電廠是我國基礎設施建設中的重要內容，該工程項目建設與社會經濟發(fā)展以及人們生活有著非常緊密聯系。火力發(fā)電廠運行中會生產出大量的污染物質，如果這些物質直接的排放到環(huán)境中，對自然生態(tài)環(huán)境會造成嚴重污染。環(huán)保用電云平臺有效降低了火力發(fā)電廠污染物質排放程度，保證環(huán)保設備的可靠性，較大程度的降低了火力發(fā)電廠運行中污染物質排放總量，提升了火力發(fā)電廠運行的環(huán)保特性。

參考文獻

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