火电厂节能技术监督报表系统的设计与实现

【摘 要】燃煤发电企业的节能技术报表系统是通过采集厂级实时监控系统（SIS）中的历史数据作为数据源，经过统计分析得出电厂用户需要的分析报表。该系统采用流行的B/S架构，服务器系统为SQL Server 2008，服务器软件为IIS 7.5，使用.Net Framework 4.5的框架和Mysql数据库，实现电厂节能技术报表的数据采集，分析及导出功能。

【关键词】发电厂 节能技术监督 报表 SIS

火力发电厂的节能技术监督报表包含火力发电厂能耗指标汇总表，厂用电率变化分析表，火电厂单元机组辅机设备耗电汇总表，锅炉效率变化分析表，汽机热耗变化分析表，供电煤耗变化分析表等六个类型报表，每个类型报表实行月度和年度的统计，总涉及参数500多个，因此每次统计都耗费了大量的人力物力。随着计算机技术和网络技术的发展，利用计算机协助电厂专业人员实现节能报表统计十分必要，本系统正是根据此需求开发的。

一、系统架构

由于系统的使用需要生产技术分部，运行部和设备部等多个部门多个岗位配合，所以选择了使用方便，界面友好的B/S架构，具体架构图如图1。

图1 系统网络架构

图2 数据结构关系图

图中所示，电厂用户可以通过个人PC或者手机通过浏览器的方式接入内部的局域网来访问节能技术监督报表系统，远程用户也可以通过厂内的虚拟专用网络（VPN）接入厂网后，再使用浏览器访问。节能报表系统的服务器部署在厂网的三区（管理区），使用实时数据库的专用API与SIS数据库实行数据交互，同时对Liems系统中的数据通过数据视图的方式单向读取，已实现系统中部分数据的自动获取统计功能。

系统包括了用户子系统和报表子系统两个模块开发，其中数据结构[1]图如图2。浅色数据为用户部分的数据结构，深色部分为报表部分的数据结构。由于数据来源比较多，而且处理方法各有差异，节能部分的数据源处采用了类的继承和接口，这样可以灵活配置各种数据源。

系统开发采用成熟的C#语言，搭配微软的.Net Framework 4.5框架，配套IIS7.5服务器软件，并且使用Mysql数据库，兼容IE8及以上的浏览器。

节能报表系统包括五大功能，数据自动获取，人工数据录入，参数实时计算，参数趋势展示，报表生成查询等。

二、数据自动获取

节能技术监督报表的参数量十分庞大，但大部分的参数都存在于电厂的其他系统当中，只需要进行统计加工以及参数计算即可，本系统的数据自动获取功能正是基于该需要而开发的。经过对报表数据的分析，需要进行数据交互的系统为SIS系统，生产统计系统，巡检系统。与SIS系统交互时使用Openplant实时数据库API，读取锅炉和汽机的实时负荷，效率等相关的节能参数。其他系统的数据存储于Oracle数据库，本系统采用Kettle数据抽取工具，对其中的油耗，辅机电耗以及生产日报上统计的数据自动抽取到报表数据库中，如图3。

图3 数据抽取

三、人工数据录入

尽管大部分数据都可以通过其他系统来实现自动获取，但仍有小部分的数据需要人工修正录入，包括锅炉，汽机，燃料，环化，电气和机组参数等。本系统针对每个用户的操作权限开发了数据录入功能，根据工作需要由不同岗位人员进行参数录入和确认。其中截取亚临界参数录入界面如图4。

图4 亚临界机组参数录入

图5 参数详情页

参数实时计算

系统通过以上两个功能可以保证报表的数据源，但报表的最终数据需要通过一系列的统计计算才能得出，由此开发了参数实时计算功能。实际报表中的参数可能是由多个参数经过复合运算而成，用户可以对参数设置其表达式，当从数据源读取数据后，系统自动根据参数设置的表达式对参数值进行更新。如图5所示的参数详情页，#1给水泵的耗电量是由1A前置泵耗电量加上1B前置泵耗电量再加上#1机电泵耗电量，当系统通过数据自动读取功能或人工录入功能获取跟这三个参数相关的数据后，会根据表达式自动更新#1给水泵的耗电量数据。

四、参数趋势展示

为方便电厂用户对参数历史数据趋势的分析，本系统也相应开发了趋势分析图，如图5所示。用户可根据需要对节能相关参数进行历史数据回顾，趋势分析等工作。

五、报表生成查询

以上几个功能都是为了生成报表的数据，报表的生成本系统采用正则表达式匹配的方法。系统定义了以下数据结构{ID：88687，CycleType：0，DataType：0}。其中ID为参数的唯一标识，CycleType为该参数的周期类型，分为月度值和年度值，DataType为参数的数据类型，分为本期值，环期值，同期值，环差，同差。将相应的报表通过html编码形式把模版编写出来，在对应的空格上套用以上的数据结构，在生成报表的时候系统通过正则表达式匹配到对应的数据结构项，替换成相应的数据值，系统生成的报表范例如图6。

图6 火电厂能耗指标汇总表

本系统已应用于某电厂，协助厂级专业人员实现对能耗数据进行采集和分析，应用反馈良好。

参考文献：

[1]维斯.数据结构与算法分析[M].机械工业出版社，2004：391.

[2]Nagel C，Evjen B， Glynn J. C#高级编程（第8版）[M].清华大学出版社，2013：1517.

[3]Baron Schwartz，Zaitsev P，Tkachenko V，et al.高性能MySQL[M].电子工业出版社，2010：530.