基于SAP的火电厂数字化煤场管理系统的开发及应用

一、数字化煤场管理系统

数字化煤场是从火电厂的燃煤源头开始控制和管理，通过对燃料的进、耗、存、量、质动态实时管理，将传统煤场管理转变成数字化管理方式，将被动供煤转变成主动供煤，将以设计煤种为目标的采购方式转变成以成本最低的采购方式，实现燃料采购和使用的成本最小化。通过煤场管理的数字化、规范化，实现对电厂燃料进、耗、存的全过程监控，形成统一化的公司级煤场优化管理模式。

SAP是用于企业资源计划（ERP）管理的软件。本文基于SAP ERP系统，结合集成平台PI，实现燃煤监管数据的同步，如动态的库存和质检交易凭证数据，通过交换架构（XD平台，实时传输到公司并集中于SAP系统的物料管理（MM）系统和质量管理（QM）模块。 SAPR/3应用软件采用模组化结构，不同的应用功能可通过组织单元和系统内的连接实现无缝集成。

基于集中管理、分散经营的原则，该系统应支持集中与分散的模式，燃料业务全流程化管理，数据采集的自动化，燃料和财务管理一体化，全过程的数据统计分析。

大燃料管理链包括：需求、计划、采购、合同、调运、入场、库存、入炉、结算、支付、成本核算等环节以及量、质、价3条线。数字化煤场是大燃料链中的中间环节。

数字化煤场的系统架构设计既具有集中化的特点，又具有分散型的特点。SAP ERP系统作为集团级（公司）管理平

台，其业务性质决定了集中方案，对于电厂侧采用分散方案。在公司侧将1套SAP ECC软件作为集中和标准化系统，并

与现有及将来系统接口，在29个电厂建立现场侧系统，以

集成和存储现场数据。公司侧系统与现场侧系统通过统一的标准PI接口实现动态数据通信，并实时更新数据。

将数字化煤场系统从物理上分为公司侧和电厂侧2层，

分别对应信息化5级体系中的第4级和第3级，其结构见图1。

根据发电燃料管理的业务特点，采用SAP软件建立了统一

规范的业务流程（图2）。

数字化煤场系统集中加分散方案的优点有：集中的ERP/EAM系统可以有效实现公司级的管控；分散的电厂系统包含了业务实时性强的功能，不受网络中断的影响，可以有效保障对电厂正常运行的支持；通过本地局域网集成公司侧与电厂侧系统的数据，效率高。

集成总线特点为：PI接口集成能力将是SAP软件应用的基础；基于开放的标准；包含预定义的集成模板，缩短项目实施周期；基于标准的SAP技术，易于扩展；支持不同的平台、协议、标准。

二、软件开发及应用

以SAP ECC系统为业务逻辑层和数据层，利用Java软件开发的JZEE作为操作层，这样既简化人机界面，又达到了数据集中、业务统一的要求。公司侧SAP ECC系统用MM/QM模块，实时同步更新业务数据，并在微软系统中显示，为公司决策层提供决策的依据。数字化煤场系统逻辑架

构见图3，业务数据流的实时传输见图4。

电厂侧系统包括计量管理、煤质管理、煤场管理、燃料运行、燃油管理和系统管理等模块。计量管理模块主要包括来煤接收、归批人库、入炉耗用等功能；煤质管理模块主要包括入厂和入炉煤的采制化全过程管理；煤场管理模块主要包括煤场的月度盘存、煤场转移、煤场数据管理等功能；燃料运行模块主要包括燃料运行交接班数据记录、运行计划、

月度考核及掺配方案等功能；燃油管理模块主要包括燃料人库、耗用等功能；系统管理模块主要包括部门班组维护、人员角色维护、权限维护等功能。

通过图形化方式，运用更接近于煤堆样式的画面，可直观地显示当前煤场的实时状况（图5) ，从而可根据煤场的

实时数据进行堆煤及上煤。点击煤场的实时状况显示画面上的相应图形区域，系统以列表的形式在图形下方列出本段位上的煤批信息（煤的量、质等基本信息和可实时反映当前煤堆状况的实时数据），为掺配掺烧提供数据支持；以图形化方式反映当前库存率及各煤场的存煤状况，为采购提供依据。

热值差图形画面（图6）以仪表盘、曲线图及列表的形式显

示每天的采购与入厂、入厂与入炉的热值差，并通过月累计、年累计值实时反映火电厂热值差指标，从而达到优化进煤、合理掺配、节能降耗的目的。图形化的商业智能解决方案（BO）显示系统不仅能直观显示煤场实际情况，而且还可

以通过点击显示系统查看煤的相关数据，火电厂煤场存煤煤质显示画面见图7。

三、配煤掺烧优化

动力配煤的最大效果是提供质量稳定的燃煤，同时充分发挥单种煤的特点，达到提高效率、节约煤炭、从总量上减少污染物排放的目的。

根据现场情况，配煤模块可配置2～5种煤，配煤目标可灵活设置，可对来煤煤质成分、目标煤质成分、煤种混合比例进行计算。配煤模块主要功能有：对每个火电厂锅炉设计需求限定配煤的目标；支持多元参数限定配煤，即配煤结果必须同时满足水分、灰分、挥发分、发热量、硫含量等参数的安全限定要求，既要保证配煤能满足锅炉稳定、安全燃烧的要求，又要兼顾对环保和经济性的要求；根据实际煤场情况可以指定和限定优质煤和劣质煤的实际掺配比例；根据不同目标需求可选定不同的最优算法，即实现成本最低、灰分最低、挥发分最高、发热量最高及环保指标最高等目标。

四、结语

数字化煤场管理系统经过近一年的运行管理，达到了预期的效果。该系统通过友好统一的人机界面和不同授权可实时查阅火电厂煤的库存等各类信息，实现了发电公司对燃料供、收、存、耗以及污染物排放等的全过程统一化管理，满足全方位、全流程、闭环地数字化煤场管理的要求。