基于移动智能终端和卫星定位技术的生物质燃料综合管理信息平台的设计与实现

摘要：在火力发电企业的经营过程中，燃料成本占到了经营成本的绝大部分，因此加强燃料管理是火力发电企业的重要管理内容。相对于燃煤火力发电厂在燃料管理方面已有非常成熟的管理模式，生物质发电企业在燃料管理方面还有很多问题需要不断探讨和完善。为此，对生物质发电厂燃料管理中存在的问题及原因进行了分析，提出了相应的解决思路和对策，设计并实现了一种生物质电厂燃料管理信息平台，打破了空间限制，将生物质燃料管理从厂内扩展到厂外料场，实现了对厂内和厂外料场的统筹管理，极大地提高了燃料使用和调度的合理性。

关键词：生物质发电;燃料管理;移动智能终端;卫星定位

0 引言

湛江生物质发电有限公司是目前国内单机容量最大的生物质电厂（2×50 MW），每年消耗农林废弃物生物质燃料约100万t，燃料管理涉及每年数百份合同、几十个供应商、数百个料场、数万余车次、数千余名司机的日常经营和生产管理活动。因此，如何提升燃料管理水平，在保证电厂安全稳定运行的同时，最大程度地控制燃料成本是企业经营和生产管理的重要内容。

1 生物质发电厂燃料管理概述

生物质发电厂燃料管理主要包括燃料采购、合同签订、日常调度、质量管理、结算管理、供应商管理等内容，其中燃料采购合同签订后的日常调度和供应商管理工作最为烦琐，涉及大量供应商人员、出货场地及运输车辆，且随着采购半径的扩大和采购品种的增多，燃料调度和供应商管理的工作量和难度也在增大，如何准确、高效、便捷地提高燃料管理水平，是生物质发电厂亟待解决的管理和技术问题。

2 生物质发电厂燃料管理中存在的问题及原因分析

2.1    存在的问题

（1）调度计划执行偏差较大。日常管理中各个燃料品种的实际供货量和调度计划之间有时存在较大偏差，导致燃料品种的结构容易偏离生产和成本控制的预定目标。

（2）货源监控难度较大。生物质燃料存在资源地域特性，不同区域同种燃料的成本、市场价格客观上存在差异，“跨区域经营”和“以近充远”等情况时有发生，但往往难以通过路票、场地固定监控等普通监控方式来完全核实到厂燃料的货源地。

（3）过程管理不够高效、便捷。例如，在供货质量和供应商管理方面，通常以常规的管理流程来反馈质量结果并进行管理沟通，导致供货质量结果应用的时效性相对滞后，不便于将质量情况及时应用到当期的供货调度管理中，也不便于供应商及时掌握质量指标情况并加以改进。

2.2    原因分析

（1）供应商执行调度计划不够严谨，存在随意调整出货数量或者不掌握供货场地实时情况的问题，而处罚只能起到事后的经济考核作用，效果不够理想，需要通过有效的技术手段对供应商场地调度计划进行事前控制。

（2）各种燃料运输的出发点、运输路径都是由送料人申报，且每日运料车辆数量庞大，电厂燃料人员无法通过常规技术手段全面核查、真实掌握各种燃料运输的出发地点、行驶路径。

（3）常规的管理流程和信息沟通方式已经难以适应生物质燃料品种和数量众多的管理需求。当进厂燃料质量存在问题时，一般靠燃料管理人员通过电话或微信反馈燃料质量情况，难以做到向所有供应商及时反馈当日燃料进厂质量情况。同时，供应商在日常管理中也难以详细把握所属的各个场地燃料质量的真实情况。信息不及时、不对称，导致过程管理不够高效、便捷。

3 解决思路和策略

基于燃料管理中存在的问题和原因分析，为提高燃料管理水平，我们拟采取以下策略：

（1）通过移动智能终端，由电厂每日根据生产需要，设定供应商各燃料品种的可供货数量，由供应商选择具体的料场实施供货，如供应商料场所编制的供货批次计划超出电厂限制的调度数量，则不能生成调度批次计划，无法执行后续供货既定程序，从而保证调度执行可控，达到事前把关的效果。

（2）通过“电子围栏”匹配供应商燃料装车的当前地理位置是否与注册的料场位置相符，若超出注册位置，则无法完成后续装车等既定程序，从而实现货源监控的目的。通过利用移动智能终端、卫星定位系统（北斗或GPS）等技术，实现对送料车辆从出发到电厂的行驶过程的实时跟踪和事后回溯，保证燃料运输路径的真实性。

（3）通过移动智能终端实时反映燃料的进厂质量情况。电厂质检人员针对燃料进厂质量问题，及时上传照片和处罚情况，可在移动智能终端显示，便于供应商及时掌握燃料进厂质量情况，对所属具体供货场地及时进行质量改进。同时，当质量超标次数达到设定的限制条件时，系统自动限制该供应商申报调度计划，将供货质量结果及时应用到当期的供货调度管理中，促进供应商主动提高质量。

4 生物质电厂燃料管理信息平台的设计和实现

4.1    系统结构

生物质电厂燃料管理信息平台系统结构如图1所示。网络层面添加了交换机与双向隔离网闸，保证了系统与数据的安全可靠性。同时，互联网用户只能访问DMZ区特定的主机，DMZ区主机与厂内机器通过隔离网闸通信，保障了系统的稳定性以及数据的安全性。

4.2    移动应用平台的总体架构

我们一直关注移动终端技术发展趋势，在结合大量项目实践的基础上，搭建了自己的移动应用平台总体框架，如圖2所示。该框架是通过原生技术与Web技术的紧密协作实现移动终端应用的快速开发。支持的终端设备包括iPad、iPhone、Android手机及平板、Windows Phone、Symbian、Palm等。在本框架上，软件应用的业务界面和业务逻辑只需开发一次，就可以部署到iOS、Android等主流移动终端平台。开发人员可以选择原生与Web两条技术路线进行移动终端应用的开发。使用本框架开发出的应用，具备与各平台原生应用无差别的用户体验。

4.3    燃料管理

燃料管理全过程主要包含计划、装车、燃料运输、燃料车辆排队、燃料卸车和燃料使用等。其中的计划过程管理如图3所示。

4.4    供应商行为管理

供应商通过手机发出料场的装车与发货信息，实时获取每个环节的定位信息，保证了电厂对供应商出发点的有效监管。同时，运输过程中每隔3 min（时间间隔可配置）获取一次车辆的定位信息，保证了对运输路径的有效监管，从这两方面杜绝“以近充远”等违约行为，保证了供应商管理的公平、公正性。供应商行为管理如图4所示。

4.5    燃料的库存和进销存管理

（1）系统实时显示燃料的库存情况，包括厂区内的库存和厂区外的料场（作为二级库存）库存情况。

（2）由燃料调度使用工作机构根据机组的负荷、燃料的库存情况等，制定各值次、时间段的燃料使用（上料）方案，具体到料场位置、取哪种燃料、数量多少等。

（3）上料方案经审核并正式发布后，运行人员原则上要按既定方案执行。

（4）根据进料、用料情况，系统实时刷新料场的库存情况，以保证库存的真实性和时效性。

5 结语

为了提高生物质发电厂的燃料管理水平，我们综合运用运行软件、无线互联网、卫星定位、移动智能终端等技术，构建了一套生物质燃料管理系统，通过该系统打破了空间的限制，将生物质燃料管理从厂内扩展到厂外料场，实现了对厂内和厂外料场的统筹管理，极大地提高了燃料使用和调度的合理性。在此基础上，生物质发电厂通过信息系统实现了对燃料的统一使用管理，根据机组的负荷情况合理使用燃料，提高机组的运行经济性;借助卫星定位技术，对燃料的运输路径实现实时跟踪和回溯，杜绝了供应商弄虚作假的行为，加强了对场外燃料调度运输的掌控能力。

[参考文献]

[1] 孙洪江.燃料智能化实现的功能及应用分析[J].中国高新技术企业，2016（36）：61-62.

[2] 吴建海，白云，郭玉磊.火力发电企业燃料自动监管系统的设计及应用[J].内蒙古电力技术，2013（4）：58-62.

[3] 杨明秀.浅析火电厂燃料智能化管理系统构建及自动识别技术的应用[J].中国高新技术企业，2017（1）：45-46.

收稿日期：2020-07-08

作者簡介：吴辉（1973—），男，广东吴川人，汽轮发电机工程师，从事生物质燃料管理工作。