火电厂环保电价考核传输系统智能感知预警研究与应用

随着全球环境问题日益严重，环保已成为各国政府关注的焦点，在中国火电厂作为主要的能源供应单位，其环保问题尤为突出。江苏省作为中国经济发达地区之一，对火电厂的环保要求尤为严格，为确保火电厂在生产过程中达到环保标准，江苏省实施了环保电价考核系统，该系统涵盖脱硫、脱硝、除尘等传统环保措施，积极引入超低排放标准，并按小时进行考核。此外，电价补贴政策也与环保考核结果紧密挂钩，进一步激励了火电厂提升环保水平。在环保电价考核系统中，数据传输的稳定性至关重要，电厂要实时传输各项环保参数[如二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、烟尘浓度等]，加强考核的公正性，任何数据传输的中断都可能导致考核结果的偏差，进而影响电厂的经济效益。因此，本文将基于某电厂环保数据传输结构，进一步说明电厂数据传输的重要性，并探讨如何通过智能感知预警系统提升数据传输的稳定性、安全性，加强环保电价考核的准确性。1、现状分析目前，火电厂环保电价考核传输系统主要采用中央数据采集与传输方式，具体来说，火电厂通过安装在各个关键节点的传感器和监测设备，实时采集环境数据（如烟气排放浓度、过程参数等），并将这些数据利用有线或无线网络传输到中央控制系统。传输系统网络组成结构主要包括传感器与监测设备、数据采集终端、传输网络、中央控制系统，而采用这种传输方式的主要原因是根据政府部门相关规定和标准，火电厂要实时监测和上报环境数据，以确保符合环保电价考核的要求。2、问题分析2.1

单链路架构如图1所示，环保数据采集传输系统数据采集链路较长，这就导致故障具有随机出现、不确定性特征。同时，该链路为单路设备运行模式，这种运行方式使得单点故障发生的概率大幅增加，一旦出现故障，将对环保电价考核产生极大影响。因为在电厂运营过程中，环保电价考核依赖于准确、稳定的数据采集与传输，故障可能会导致数据缺失或异常，从而影响考核指标的判定，进而带来经济损失或其他负面效应。2.2

灵活性差当前传输系统在灵活性方面存在欠缺。当其中某一系统设备需要改造升级时，必须先提出申请，待申请获批后才可开展工作，在此期间，部分数据需补充采集，这会拉长工期，干扰其他工作的正常推进。这种灵活性欠佳的系统设计，不但加大了工作难度，而且可能使项目进度滞后，且整条数据传输涉及电厂二区以及三区设备，如不能定位问题具体原因，工作难度将进一步加大。2.3

故障定位困难当数据传输出现问题时，技术人员很难仅凭这一模糊的症状就准确判断出故障的根源，而且故障可能是间歇性的，这就进一步增加了故障定位的难度。网络设备故障定位困难是由网络设备的复杂性、网络拓扑结构的复杂性、故障症状的模糊性以及诊断工具的局限性等多方面因素共同造成的。3、问题分析3.1

环保数据双路并轨采集系统建设在原信息传输单元基础上增加一套并行采集及传输系统（图2），硬件上设置两套数据采集单元并轨运行，保持原数据采集系统基本功能不变，在不影响原系统数据采集上传的前提下，开发一套热备冗余软件，实现一台工作、另一台热备，主、冗单元之间可即时切换，两路数据互为主备，从而保障系统数据发送的可靠性[2]。3.2

智能感知预警系统研究基于C++、Java、QT等开发语言，结合智能监控、人工智能、信息通信、数据库、移动应用等先进技术手段，研究一套环保电价考核传输系统的智能感知预警平台，实现信息设备、传输通道、重要参数等一体化监控与管理。系统方案具备明确的目的，其功能与电厂的基本需求相契合：一方面能够对电厂内部的信息传输系统实施有效的管理；另一方面，也满足了电厂在环保电价考核以及以热定电管理方面的需求，从而能有效减少因数据传输、参数异常和设备故障导致的经济损失。根据逻辑结构划分，系统包括感知层、通信层、应用层三大组成部分，各分支结构相辅相成、各司其职，共同构建完整的感知预警体系，能够对全系统链路设备实现智能感知，如图3所示。1）感知层：将环保数据传输设备和应用软件运行状态信息化，实现对终端设备性能、采集传输程序、网络通信状态、污染物指标等的智能实时监控，通过感知层的数据监控、服务监控、性能监控、进程监控、网络监控、监控配置、文件监控、端口监控、状态监控等，对设备的状态进行实时安全监管。2）通信层：系统使用主流的数据传输协议TCP/IP、UDP协议进行通信，为了信息安全，整个网络系统都是独立于互联网的，在环保数据传输链路上包含各种网络安全保障措施——网络隔离、自拟协议、加密传输，来确保数据安全传输，符合电力系统环保数据传输的基本要求[3]。该通信协议能适配多种协议模式，具有良好的互操性，可以与其他相关的通信协议进行无缝对接，实现数据的交互和共享，提高了网络的整体灵活性和可扩展性，方便企业进行网络整合和升级。3）应用层：从应用层的视角来看，其具备诸多基础功能，涵盖人员管理、角色管理、菜单管理、设备管理、日志管理、测点配置、报警配置、信息配置、机组配置、工艺配置、链路监控、设备状态监测、测点监控、启停判断、文件监控、预警分析、逻辑处理、告警归集、告警输出以及日志分析等，同时支持考核感知、指标计算、超限预测、考核预警、概率分析等高阶功能扩展，深化了数据传输系统的运行指导和辅助决策能力。应用层部署的系统支持预警信息的多维触发，以短信、微信、App等方式将综合分析、逻辑处理后的故障信息发送给运维人员和管理人员，保证系统故障的及时通知，并使运维人员和管理人员能够根据故障定位信息做出快速处理。4、成效分析系统以“一张图”模式完成整个数据传输系统的智能状态监视和预警，实现全厂环保数据采集、传输过程的集中统一管理与运维，功能上从应用层、通信层、感知层大大优化了整个数据传输过程的稳定性、安全性。感知预警监控总览如图4所示。1）系统实现数据传输的双路并轨运行及自动切换，无论是面对长时间的网络运行周期还是复杂多变的网络环境，都能保证数据的持续稳定传输，展现出卓越的可靠性。2）系统集成数据分析、信息通信、监控预警等先进信息技术手段，实现数据传输系统的智能监控、及时告警、故障分析、运维指导等智慧运维方案，具备自动智能状态感知和不间断链路监控能力，充分体现了智慧化、智能化理念。3）系统能够及时准确地发出报警信号，这种及时性和准确性在长期的监控过程中始终保持一致[3]，实现了对环保数据网软硬件及网络等故障的快速感知，可最大限度减少因环保数据传输故障导致的环保电价考核，避免大部分非不可抗力的电价损失。

5、结束语未来较长一段时间，火力发电在我国电力系统中仍将占据主导地位，而火力发电过程中产生的环境污染问题日益严重，如何提高火电厂环保电价考核传输系统的智能化水平，实现环保电价的精准考核，成为火电厂环保领域亟待解决的问题。本研究针对火电厂环保电价考核传输系统，提出了一种基于智能感知预警的技术方案，通过构建火电厂环保