電廠SIS系統(tǒng)簡介

1、電廠SIS系統(tǒng)簡介我國電力體制改革一網(wǎng)廠分開，競價(jià)上網(wǎng)對(duì)電廠管理也提出了更高的要求，在電廠企業(yè)信息化建設(shè)中，需要高度重視整合企業(yè)軟硬件資源，綜合考慮管理信息系統(tǒng)和各生產(chǎn)控制系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)全廠范圍內(nèi)的管控一體化，如下圖：當(dāng)前MIS系統(tǒng)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)在可靠性、安全性等方面存在顯著差異，因此直接將各控制系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)耦合是不恰當(dāng)?shù)模@就需要在生產(chǎn)控制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)之間建立起溝通的橋梁，同時(shí)需要搭建能夠?qū)﹄姀S性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的高級(jí)應(yīng)用軟件，以此提高發(fā)電企業(yè)的整體市場競爭力。通過將各機(jī)組控制系統(tǒng)及相關(guān)輔助系統(tǒng)和公用系統(tǒng)等聯(lián)成一體的通訊網(wǎng)絡(luò)，組成廠級(jí)管控一體化的實(shí)時(shí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）,同時(shí)在S

2、IS的基礎(chǔ)上建立以降低發(fā)電綜合運(yùn)營成本的企業(yè)經(jīng)營管理系統(tǒng)，可有效地提高機(jī)組運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性，延長設(shè)備使用壽命，減少重大事故的發(fā)生，以提高發(fā)電企業(yè)整體效益為目的，為管理層應(yīng)用提供可靠的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，為電力市場運(yùn)作下的發(fā)電企業(yè)提供更科學(xué)準(zhǔn)確的成本信息和報(bào)價(jià)信息，從管理角度幫助企業(yè)控制成本，使企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層的經(jīng)營決策依據(jù)充分更具科學(xué)性。SIS部分火電廠廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SupervisoryInformationSystem,簡稱SIS）是為火電廠全廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過程綜合優(yōu)化服務(wù)的廠級(jí)監(jiān)控管理信息系統(tǒng)，SIS將成為電廠MIS（屬于廠級(jí)管理現(xiàn)代化范疇）和各種分散計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的橋梁，它既是廠內(nèi)單元

3、機(jī)組DCS公用輔助車間級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的上一級(jí)系統(tǒng)，又向MIS提供生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以支持MIS的需要，它集過程實(shí)時(shí)監(jiān)測、性能優(yōu)化及生產(chǎn)過程管理為一體，從而在整個(gè)電廠范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息共享，真正做到管控一體化，全面提升發(fā)電廠的整體效益和現(xiàn)代化管理水平。該系統(tǒng)的重要特點(diǎn)的是，在實(shí)現(xiàn)廠級(jí)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)互連和生產(chǎn)過程數(shù)數(shù)據(jù)集中管理的基礎(chǔ)上，通過智能化的數(shù)據(jù)挖掘和信息融合，開發(fā)出多種高級(jí)應(yīng)用軟件，如廠級(jí)綜合性能計(jì)算和生產(chǎn)成本實(shí)時(shí)分析軟件、設(shè)備故障診斷和壽命評(píng)估軟件、機(jī)組和廠級(jí)優(yōu)化軟件、以及廠級(jí)負(fù)荷優(yōu)化分配軟件等。該系統(tǒng)的實(shí)施，一方面實(shí)現(xiàn)了全廠生產(chǎn)過程控制網(wǎng)絡(luò)的互連，實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備和過程信息的實(shí)時(shí)集中管理，有利于電廠運(yùn)行總值

4、長和廠長、總工及各類管理人員隨時(shí)隨地查看全廠生產(chǎn)過程和運(yùn)行工況，及時(shí)調(diào)度和處理有關(guān)事故或設(shè)備缺陷，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和管理水平；另一方面，通過基于數(shù)據(jù)挖掘和信息融合技術(shù)，研究開發(fā)的高級(jí)應(yīng)用軟件，智能化生成電力生產(chǎn)過程的專家知識(shí)，進(jìn)行實(shí)時(shí)成本分析，指導(dǎo)電廠機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行，對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修診斷及相應(yīng)關(guān)鍵設(shè)備壽命進(jìn)行監(jiān)測管理，這對(duì)于減少電廠機(jī)組的事故率、保證機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益無疑是巨大的。SIS軟件的組成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器是整個(gè)SIS系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫存放的是工業(yè)現(xiàn)場產(chǎn)生的采集頻度為秒一級(jí)的采集密度高達(dá)數(shù)萬點(diǎn)的帶時(shí)間標(biāo)簽的實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來自于各類自動(dòng)

5、化系統(tǒng)，數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)性不大但卻反映著工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的特性和生產(chǎn)運(yùn)行狀況，因此一方面要求該數(shù)據(jù)庫具有高速處理海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的能力，另一方面又要求該數(shù)據(jù)庫具有較高的歷史數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)能力，既能夠?qū)⒑Ａ康臍v史數(shù)據(jù)以較高的壓縮比和精度進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)又能夠在需要時(shí)以極快的速度進(jìn)行數(shù)據(jù)提取和歷史數(shù)據(jù)恢復(fù)高級(jí)應(yīng)用軟件全廠生產(chǎn)過程網(wǎng)絡(luò)互連和實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫為高級(jí)應(yīng)用軟件的研究構(gòu)建了理想的硬軟件平臺(tái)，SIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的成功與否主要取決于高級(jí)應(yīng)用軟件功能的實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)一般包括如下子系統(tǒng)：建立如廠級(jí)性能計(jì)算軟件、機(jī)組運(yùn)行能損實(shí)時(shí)分析軟件、故障診斷軟件、系統(tǒng)操作運(yùn)行指導(dǎo)軟件、設(shè)備壽命和狀態(tài)分析軟件以及廠級(jí)負(fù)荷優(yōu)化分配軟件等。其

6、中包括運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與方法，建立設(shè)備狀態(tài)（經(jīng)濟(jì)與安全）評(píng)價(jià)準(zhǔn)則與方法；建立多擾動(dòng)因素同時(shí)存在時(shí)反應(yīng)機(jī)組動(dòng)、靜態(tài)特性的能損分析理論；使用數(shù)學(xué)優(yōu)化理論，探討運(yùn)行應(yīng)達(dá)基準(zhǔn)的確定方法（機(jī)組最優(yōu)工況的確定）；建立可調(diào)整、相對(duì)老化（檢修能損）、絕對(duì)老化和不可調(diào)能損（如負(fù)荷率、環(huán)境溫度等）的診斷模型；設(shè)備壽命分析與管理研究；運(yùn)用人工智能技術(shù)，全面表現(xiàn)運(yùn)行人員運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)技能，對(duì)數(shù)學(xué)分析以及統(tǒng)計(jì)方法，根據(jù)運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組特性的自學(xué)習(xí)與自校正；人工智能技術(shù)在專家系統(tǒng)中應(yīng)用等。在SIS系統(tǒng)建成后，基于實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫可以建立許多高級(jí)應(yīng)用項(xiàng)目，實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫不僅作為各應(yīng)用軟件的數(shù)據(jù)來源，而且還

7、可以作為各應(yīng)用軟件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份工具。由于建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺(tái)基礎(chǔ)上，各應(yīng)用軟件的開發(fā)變得相對(duì)簡單，不再重復(fù)與下層各控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口和自身的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份。我們對(duì)系統(tǒng)掛接的高級(jí)應(yīng)用軟件主要由如下幾部分模塊組成：性能指標(biāo)適時(shí)數(shù)據(jù)測算與分析、運(yùn)行能損適時(shí)分析、運(yùn)行統(tǒng)計(jì)分析、運(yùn)行及故障診斷分析、優(yōu)化分析。(參見下圖)機(jī)組性能監(jiān)測與優(yōu)化系統(tǒng)軟、硬件平臺(tái)完全建立在實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(圖中橢圓所示，包括MIS時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)/鍵盤輸入數(shù)據(jù)、水及水蒸汽物性計(jì)算數(shù)據(jù)等)；其次將機(jī)組性能試驗(yàn)得出全廠每臺(tái)機(jī)組在變負(fù)荷運(yùn)行工況下各種關(guān)鍵指標(biāo)的基準(zhǔn)曲線在軟件中反映出來；另外增加和調(diào)整了一些關(guān)鍵測點(diǎn)，建立了一系列數(shù)學(xué)模型，

8、對(duì)實(shí)時(shí)信息進(jìn)行處理，完成性能監(jiān)測與優(yōu)化軟件系統(tǒng)。SIS軟件的主要功能(1)機(jī)組性能指標(biāo)測算與分析機(jī)組性能指標(biāo)測算與分析模塊建立在機(jī)組主、輔機(jī)性能計(jì)算模型基礎(chǔ)上，能夠?qū)崟r(shí)提供全廠各機(jī)組包括主輔機(jī)設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換效率及性能指標(biāo)(如加熱器端差等)的在線測算結(jié)果，為機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行和考核評(píng)價(jià)提供定量依據(jù)。(2)機(jī)組運(yùn)行能損實(shí)時(shí)分析機(jī)組運(yùn)行能損實(shí)時(shí)分析模塊建立在耗差分析模型基礎(chǔ)上的機(jī)組運(yùn)行能損實(shí)時(shí)分析模塊，能夠?qū)崟r(shí)提供單元機(jī)組包括主輔機(jī)設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)與基準(zhǔn)值的偏差以及相應(yīng)的能量損失的在線測算結(jié)果，為指導(dǎo)運(yùn)行人員的操作并將機(jī)組調(diào)整在其最佳的工況下運(yùn)行提供定量依據(jù)。(3)機(jī)組運(yùn)行統(tǒng)計(jì)分析機(jī)組運(yùn)行統(tǒng)計(jì)分析模塊

9、，能針對(duì)全廠機(jī)組主輔機(jī)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并提供相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，滿足運(yùn)行管理人員對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)和對(duì)運(yùn)行人員操作技能和水平考核的需要，亦可為確定機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況提供定量依據(jù)。主要功能如下：主要運(yùn)行參數(shù)的考核統(tǒng)計(jì)（按小時(shí)、班、日、周、月、年的時(shí)間間隔，提供主要運(yùn)行參數(shù)的平均值、最大值和最小值）；主要運(yùn)行參數(shù)的越限時(shí)間考核統(tǒng)計(jì)（按小時(shí)、班、日、周、月、年的時(shí)間間隔，提供主要安全監(jiān)督參數(shù)的正、負(fù)越限統(tǒng)計(jì)值）；主要運(yùn)行參數(shù)的超限數(shù)值考核統(tǒng)計(jì)（按小時(shí)、班、日、周、月、年的時(shí)間間隔，提供主要經(jīng)濟(jì)考核參數(shù)的正、負(fù)超差統(tǒng)計(jì)值）。（4）單元機(jī)組運(yùn)行及故障診斷分析建立在專家系統(tǒng)基礎(chǔ)上的單

10、元機(jī)組運(yùn)行及故障診斷分析模塊，能夠在機(jī)組性能分析數(shù)據(jù)、能損分析數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)的支持下，綜合設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的異常征兆，對(duì)單元機(jī)組設(shè)備的異?；蚬收系奶峁┰\斷分析結(jié)果，為運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障提供定量依據(jù)。主要功能如下：汽輪機(jī)真空系統(tǒng)故障診斷*1（對(duì)機(jī)組真空系統(tǒng)的相關(guān)異?；蚬收线M(jìn)行診斷），回?zé)峒訜崞魉划惓Ｔ\斷*1（對(duì)高、低壓加熱器的疏水異常、傳熱異常等進(jìn)行診斷），鍋爐汽水參數(shù)異常診斷*1（如主汽溫度、主汽壓力、再熱汽溫等參數(shù)的故障樹分析），鍋爐風(fēng)煙參數(shù)異常診斷*1（如排煙溫度、排煙氧量、飛灰含碳等參數(shù)的故障樹分析）。（5）機(jī)組優(yōu)化分析機(jī)組優(yōu)化分析模塊，能夠在機(jī)組性能分析數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)的支持下，運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)優(yōu)化理論，對(duì)機(jī)組或輔機(jī)設(shè)備的運(yùn)行方式和可控參數(shù)（主蒸汽壓力、主蒸汽溫度（再熱蒸汽溫度）、高壓缸效率、小機(jī)耗汽率、排汽壓力（循泵功率）、給水溫度、過熱器減溫水量、（再熱器減溫水量）廠用電率、氧量、排煙溫度、空預(yù)器出口CO飛灰含碳量）提供優(yōu)化解，指導(dǎo)機(jī)組或者輔機(jī)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。主要功能包括單元機(jī)組優(yōu)化負(fù)荷分配；單元機(jī)組起停方