摘要：發電廠承擔着生產和輸送能源的作用，是我國的支柱產業之一，尤其是在我國的經濟不斷髮展，產業規模不斷擴大的當今社會中，發電廠的作用進一步凸顯了出來。與此同時，世界各國也面臨着嚴峻的能源危機，為了有效的應對這一危機，在發電廠的運行過程中必須更加重視節能設計。對發電廠進行節能設計不僅能夠實現對資源的節約，還能有效的降低生產成本，提升生產效率。
關鍵詞：發電廠；節能設計；能耗
節能設計是當前發電廠發展的主要趨勢。當前先進科學技術手段能夠從一定程度上減少發電廠的能源消耗，但不同發電廠的生產狀況和要求都有所不同，需要對節能技術進行一定的調整和改善。當前，我國大多數的發電廠都開始逐漸推行節能設計，但由於尚處於起步階段，發電廠的能耗仍然較大。根據當前的發電廠能耗狀況及國內外的技術發展形勢，對發電廠的節能設計方法和措施進行了深入的分析。
1發電廠的機組能耗分析
1.1機組未能達到最佳的設計優化水平
當前，我國大多數的發電廠採用了先進的超臨界機組進行發電，但對相關的運行方式還沒有完成掌握，生產技術也未成熟，還需要在今後進行進一步的研究和實踐。一些發電廠在前期的施工投入較少，機組的設計十分倉促，因此不符合實際生產的要求，機組各個系統和零部件之間協調狀況也沒有達到標準，整體的生產效益也不高。
1.2機組的負荷率較低
我國大多數的發電廠仍然採用了傳統的電網構建方式，一些發電廠雖然對電網進行了更新，但在電網調度模式上仍然採用了傳統的方式。這種傳統的調度方式容易使機組的負荷率降低，從而影響機組的正常運行。
2發電廠節能系統功能性需求
2.1數據過濾
發電廠節能系統主要採用了DCS系統，這一系統的一大特點就是參數每秒都要變化一次，而與之相對應的監測系統也必須保持此頻率，才能確保監測結果的準確性。為此，需要對參數進行一定的預處理，從而使得參數在保持同樣趨勢的狀況下，能夠儘量減少波動，同時提高參數的時效性。對數據進行有效的過濾能夠起到這一作用。數據過濾分為實時數據過濾和歷史數據過濾兩種形式。實時數據過濾是在機組實際運行的過程中，對機組的儀表、傳感器等設備進行檢測。在實時監測的過程中往往會發現較多的數據錯誤，這些數據無法反映出設備運行的真實狀況，因此會導致監測結果的失真。為了確保數據的真實性，在設備運行的過程中進行實時數據過濾是十分必要的。歷史數據過濾是對設備以往運行的數據進行檢測和分析，並將其中的錯誤信息進行排除。歷史數據只能反映設備以往的運行狀況，而無法與當前的運行狀況結合起來，因此對於調整設備當前的運行狀況不能起到直接的作用。但通過對歷史數據的觀測和過濾，能夠得出設備運行的趨勢和常見的運行故障，從而更好的判斷設備當前的運行狀況。
2.2生產監控
生產監控主要是針對發電廠生產過程的監控過程，其中包括流程監控和性能監控等幾個環節。生產監控中有以下幾個關鍵環節：監控指標管理；監控權限管理；問題警報；多樣化監控；日常監管；數據報表；數據分析等。
2.3能耗分析導航
能耗導航的過程是將機組的能耗情況通過圖形、表格等方式直觀有效的展現出來。圖表中的內容通常包括對顆粒度的分析、機組的分類等。通過對這些圖表的研究可以快速的找到一些異常的數據信息，並且按照這些數據的重要程度進行排序，並形成相應的解決方案。還可以將這些圖表進行一定的整理分析，形成一個完善的數據庫，這樣就能對設備機組的狀況進行更快速高效的分析。
2.4操作模式尋優
操作模式尋優需要先對歷史數據進行一定的分析，從中找出具有價值的數據，例如機組符合、循環水等。進行操作模式尋優有一定的條件約束，如負荷必須保持穩定，通常需要持續20分鐘左右，波動幅度則要保持在5%以內。記錄相似運行狀態下參數的極值，並記錄下數據產生的時間。對數據求平均值，並進行存檔記錄，當再次出現相同的`數據時，將此數據與歷史數據進行對比。
2.5安全考核
安全考核的內容可以分為幾個方面，如專業考核、數據考核、重點考核等。對於考核得到的數據要進行及時的記錄，包括參數的極值、閾值等。參數屬性表述參數的從屬信息,包括所屬設備、專業、是否關鍵、是否易超限、個人、創建日期、其他等。
3發電廠節能系統非功能性需求
發電廠節能系統的非功能性需要主要是指系統的軟件屬性和軟件環境等條件。非功能性需要強調的是準確性和可靠性。具體的要求有以下幾個方面：
3.1數據標準要求
要實現數據的標準化就需要對數據進行編碼，並確保編碼和功能的一致，提高數據間的關聯性。在進行數據的監控時要符合數據的提取和流程要求，生成數據的時間應當控制在10秒以內。
3.2易掌握性需求
用户的界面設置應當符合人性化的特徵，使用户能在較短的時間內獲取需要的信息。界面的設置應當簡潔、清晰，便於用户的理解和使用，還要能進行方便的修改。
3.3完整性需求
系統必須有完善的功能，只有這樣才能為用户提供高效、高質量的服務。基本的功能包括數據管理、用户管理、權限管理等。系統應當具備良好的包容性和延展性，當100人同時在線時也應當具有良好的運行狀況。頁面的反應速度要快，數據處理的時間要控制在15秒內。
3.4穩定性需求
系統應當能夠長時間保持穩定高效的運行，這就要求系統具有較好的容錯性，當系統中的某個部件出現錯誤時。整體系統仍然能夠繼續運行。系統中還要包括一定的安全防護設備，能夠抵禦外部的攻擊和入侵，並對用户的身份進行有效的核實。
3.5業務可擴展性需求
在進行節能系統的設計時，應當考慮到後期功能和業務的拓展，並且方便日後的維護。
4發電廠節能系統的目標
發電廠節能系統設計的最終目的是設計和開發出能夠實現節能優化目標的機組。在這一過程中，需要根據以往的生產經驗和數據建立起一個完善的數據庫，為日後系統的運行提供一定的參考和指導。其次，還要形成一套完善的監督管理制度，對發電廠生產運行的各個過程進行全面的監管和考察，從細節入手，提高節能的效果及管理的質量，並對生產過程進行優化。在系統中還應當包括一些基礎的裝置，如模型管理裝置、數據過濾裝置、模型配置裝置。
5發電廠節能系統功能架構設計
5.1計劃管控
計劃管控主要是針對計劃部門、運行部門和生產部門設計的。計劃管控的作用就是對計劃的執行狀況進行有效的監控，並將計劃的執行情況進行彙總和記錄。若發現計劃沒有有效的執行，則要找到相關的負責人員進行詢問。
5.2能耗管控
能耗管控的作用部門主要是運行部門和生產部門。能耗管控能夠對計劃沒有及時完成的原因進行深入全面的分析，並根據實際的生產狀況，對運行機制進行合理的調節。通過這一模塊的應用，還能對運行人員的工作過程進行監控，達到控制能耗的作用。
5.3測點管控
這一模塊的主要作用對象是現場運行的機組。當機組出現故障時，通過對現場的分析能夠及時的發現機組中的故障點，並制定相應的解決方案。通過測點的管控還能建立起相應的數據庫，從而提高後續檢測的效率。
5.4運行優化
運行優化是在設備運行的過程中對其運行狀況進行跟蹤和管理。這一過程的監控是分階段進行的，並能夠對產生的結果進行全面的分析，從而實現對模型的優化。該模塊還能對檢測過程中的各種信息進行彙總和分析，併為用户提供一定的解決方案以供參考。此外，還能對機組性能的影響因素進行總結和分析，便於用户瞭解設備的狀況。用户在掌握了這些信息之後，就能決定是否需要對設備進行大範圍的檢修。通過對歷史數據的調取，可以對設備運行的歷史進行掌握，從而對檢修方案進行一定的調整。採用這一模塊還能對不同時期的檢修效果進行對比，從而確定此次檢修的質量，形成有效的反饋。
5.5安全管控
安全管控具有警報的功能，能夠在故障發生時第一時間通知檢修人員。檢修人員可以根據警報的類型判斷設備中存在的故障，並採取有效的措施進行解決。安全管控還會自動記錄輔助機的運行狀況，從而提高對生產現場的管理，使得設備的運行更加的高效、穩定。在機組啟動、關閉等關鍵過程中，安全管控還能形成直觀、準確的曲線圖形，一旦發現參數中存在錯誤，就進行警報。此外，對備用設備也要進行及時的檢查，防止在需要更換備用設備時出現問題。
5.6環保管控
環保管控這一模塊能夠為用户提供直觀可靠的環保數據。當檢測到數據異常時，就會產生警報。一些重要的數據還具有提前預警的功能，從而能夠更好的幫助管理人員制定全面的排放物監管計劃、完善環保系統、降低生產成本。
5.7績效考核
將節能工作與績效結合起來，能夠有效的提高工作人員的節能意識，增強其工作責任感和積極性。
6發電廠節能系統安全性設計
6.1應用系統安全性設計
應用系統安全性主要分為四個方面，分別是系統級安全、程序資源訪問控制安全、功能性安全、數據域安全。系統級安全包括對IP的控制、登錄時間的控制和登錄次數的控制等。程序資源訪問控制安全則能從用户角度對用户界面進行安全管理，通過程序資源的管理能夠使用户界面上僅出現菜單和有限的權限。功能性安全是指在用户使用系統的過程中對系統的操作過程進行監控，對上傳附件的大小進行限制。數據域安全則包括兩個方面的內容，首先是規定了用户可以訪問的內容和區域，這是通過對用户進行過濾來實現的。其次是數據字段的安全，這是通過對業務記錄的調查來實現的。
6.2數據存儲安全性設計
發電廠在運行的過程中會產生大量的數據，要存儲這些數據面臨着較大的難度，通常需要較大規模的存儲設備，此外還必須對數據進行有效的檢查和設計，確保存儲的安全性和可靠性，並對數據的功能進行一定的拓展。數據存儲的安全主要包括三個方面的內容，首先是數據庫的定期備份。一些重要的數據必須進行提前的備份，這樣就能避免在系統出現故障時，這些重要的信息數據不會丟失。如果沒有對這些數據進行及時的備份，一旦系統受到外部的入侵或人為的破壞，要想事後恢復這些數據，將會產生極大的經濟損失。其次是數據庫的集羣配置，這一過程主要是為了減小硬件破壞的風險，並能夠顯著的提高原有服務的質量和水平，更有效的利用現有的數據資源，提高發電廠的經濟效益。最後是對文件的密碼保護。文件在存儲和獲取的過程中都是通過密碼來讀取和保護的，這樣能夠更好的保障數據的安全性。
7發電廠節能系統的整體模型結構
發電廠節能系統的結構包括能耗管控模塊、運行優化模塊、計劃管控模塊、安全管控模塊等幾個部分。發電廠的節能系統在運行的過程中需要處理大量的數據，對這些數據的處理質量直接影響着節能系統最終的運行效果。為此，發電廠應當提高數據接入和處理的效率，增強數據的分析和採集水平
7.1系統數據庫設計原則
發電廠節能系統本身就是一個較為複雜、規模較大的系統，在系統的運行效率上需要進行一定的優化才能保證日常工作的需要。在進行數據庫的設計時，應當儘量減少不必要的結構和內容。當計算的過程較為複雜時，應先在數據庫外進行一些簡便的運算，用數據庫來進行關鍵環節的運算，這樣就能有效的提高數據計算的效率和質量。文件在完成計算處理後才能存儲到系統中。當系統中某個表包含的內容過多時，應該及時對錶格進行切割，並用數據庫對錶格的功能進行優化。
7.2能耗管控模塊的詳細設計
能耗管控模塊包括三個方面的內容和指標，分別為一級指標、二級指標和三級指標。發電廠的能源消耗要進行及時的分解，這樣就能提高能源消耗控制管理的效率和質量。通過設計能耗管控模塊，可以對電廠的運行狀況進行自動的監控，併為監控人員提供有效的參考數據，從而對系統進行及時的調整。
7.3運行優化模塊的詳細設計
運行優化模塊中也包含着幾個方面的內容。首先是可控耗差。可控耗差包括機組運行功率、供電消耗、廠用電率等數據。非可控耗差則由四個部分的內容組成，分別是上層條件、主要指標、非可控耗差表格、曲線圖。系統能夠對這幾個方面的數據進行自動的統計和計算，並給出最終的結果。第三是試驗優化。試驗優化的界面主要由兩個部分組成，分別是上部的查詢條件和下部的標籤。最後是尋有優化。這一模塊的內容與試驗優化相同，只是在操作上有所區別。
8結束語
發電廠的節能設計是當前社會環境下的必然趨勢。在進行發電廠的節能設計時，首先要符合發電廠的生產和管理要求，在開發的過程中對數據和資源進行合理有效的控制，逐步實現系統的完善和優化，在確保發電廠生產效益的同時，做好能源的節約和合理利用。
參考文獻
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