環保設備用電云監控平臺在火力發電廠的應用

摘 要：雖然我國火力發電企業正處于快速發展階段，但企業生產中環保設備的設計、制造還處于研發階段，相應的技術、服務以及管理還不夠成熟。同時，關于火力發電廠環保設備的應用方面還沒有完善的法律法規進行約束，行業規范標準也比較欠缺。鑒于此，本文主要介紹了環保用電云平臺，從用電角度出發，對環保設備未開啟、設備電力參數越限等異常進行預警，有效保障了環保設備正常安全運行。

關鍵詞：環保用電；火力發電廠；管理；云平臺；預警

1 目前我國火力發電廠環保設備管理的重要性

       近些年來，我國對環境保護方面的工作越來越重視，環境保護方面的法律規范越來越詳細，環境保護工作也從開始的以末端治理為主逐漸轉變為重視生產及消費的所有環節的管理，管理力度也越來越嚴格，通過強制性的規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。在調查之中發現，有些火力發電企業脫硫設備運行有問題，按照相關的處罰條例，環境保護部門進行了相應的處罰和通報批評處理。因此，火力發電企業若要長期、有效的發展，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，符合可持續發展戰略的具體措施。完善環保設備管理工作中存在的問題，依照科學的發展觀進行進一步的深化，促進火力發電企業的進一步發展。

2 火力發電廠環保設備的管理及應用措施

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

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，可實現數據斷點續傳，當網絡恢復正常時繼續上傳斷網期間存儲在本地未完成上傳的數據，數據以HJ212-2017污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準傳輸至云端平臺。

       環保用電監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，為環保局和火電廠提供管理功能。

4 現場端監測系統建設 

4.1 數據采集

       在火電廠總進線、產污設備和環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 

●  電壓規格：3×57.7/100V、3×100V、3×380V、3×220/380V 

●  電流規格：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臺監測設備的數據采集

●  支持固定IP和動態域名解析方式連接數據中心

●  支持HJ212-2017污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準

●  支持一址多發，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和動態域名解析方式連接數據中心

●  支持HJ212-2017污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準

●  支持一址多發，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，可持續供電至少6小時

●  設備具備斷點續傳（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、環保設備運行耦合聯動關系，及時發現環保設備非正常運行。同時通過排口的數據采集，有效監控火電廠污染物排放是否超標。主要包括：一方面，實時監控環保設備運行情況；另一方面，動態監控排口的污染物排放情況。

       提供信息化管理手段，為企業提供環保設備異常、設備故障告警功能，避免企業因環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。

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

6 展望

       火力發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展以及人們生活有著非常緊密聯系。火力發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境中，對自然生態環境會造成嚴重污染。環保用電云平臺有效降低了火力發電廠污染物質排放程度，保證環保設備的可靠性，較大程度的降低了火力發電廠運行中污染物質排放總量，提升了火力發電廠運行的環保特性。

參考文獻

[1]張庭邦.火力發電廠環保設備的管理及應用[J].絲路視野，2017，（25）：167. 

[2]楊清，周進.用電數據用于污染源企業工況監控技術的研究[J].污染防治技術，2019，32（3）：44-48. 

[3]時志強.關于工況用電監測系統在環境管理中的應用研究[J].科學技術創新, 2020(10):189-190.