電力行業(yè)SIS解決方案v0.6(20090107)

1、電力行業(yè)SIS解決方案（電力行業(yè)信息化解決方案）河北創(chuàng)天信息技術(shù)有限公司2010年3月1 行業(yè)現(xiàn)狀電力行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是一切電子設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，保證持續(xù)、高效的電力供應(yīng)是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的大事，也是電力部門工作注目的焦點(diǎn)。電力行業(yè)與其他行業(yè)相比具有分散控制、統(tǒng)一聯(lián)合運(yùn)行的特點(diǎn)。系統(tǒng)的運(yùn)行涉及到發(fā)電廠、變電站、調(diào)度中心；發(fā)、輸、配電系統(tǒng)一體化，系統(tǒng)中包括了各種獨(dú)立系統(tǒng)和聯(lián)合電網(wǎng)的控制保護(hù)技術(shù)、通信技術(shù)、運(yùn)行管理技術(shù)等。面對(duì)電力投資主體不斷多元化、發(fā)電用煤價(jià)不斷攀升、電力供求形勢(shì)緊張、電力體制改革、用電企業(yè)需求逐漸增大、電廠挖潛增效等大的經(jīng)濟(jì)背景和市場(chǎng)環(huán)境，大型電力企業(yè)目前普遍采用的“

2、單元控制、全廠管理”的運(yùn)營(yíng)模式已經(jīng)不能適應(yīng)市場(chǎng)需求。為了降低成本，提高生產(chǎn)效率，國(guó)內(nèi)各大電廠正逐漸重視整合企業(yè)的現(xiàn)有信息資源，實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)信息共享，從而為管控一體化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。電廠廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（Supervisory Information System：SIS）正是應(yīng)這種要求而產(chǎn)生的。2 SIS系統(tǒng)概述SIS（Supervisory Information System in plant level，廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)）是集過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、優(yōu)化控制及生產(chǎn)過(guò)程管理為一體的廠級(jí)自動(dòng)化信息系統(tǒng)，是處于火電廠集散控制系統(tǒng)DCS以及相關(guān)輔助程控系統(tǒng)與全廠管理信息系統(tǒng)MIS之間的一套實(shí)時(shí)廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)。

3、SIS系統(tǒng)以機(jī)組的性能計(jì)算、廠級(jí)經(jīng)濟(jì)性分析、廠級(jí)負(fù)荷分配以及機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為主要目的。SIS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性體現(xiàn)在SIS系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化的功能，對(duì)機(jī)組乃至全廠的運(yùn)行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的分析、診斷與優(yōu)化；SIS系統(tǒng)的廠級(jí)特性體現(xiàn)在SIS系統(tǒng)涵蓋了全廠的DCS數(shù)據(jù)信息以及輔助控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，并在分析全廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)全廠的運(yùn)行優(yōu)化。中科啟信SIS系統(tǒng)采用Agilor實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)構(gòu)建統(tǒng)一的企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)，以DCS（集散控制系統(tǒng)）、PLC（可編程控制器）及其它數(shù)據(jù)采集控制裝置為基礎(chǔ)，以功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及若干技術(shù)先進(jìn)的模塊為支撐，是集過(guò)程實(shí)

4、時(shí)監(jiān)控、優(yōu)化控制與生產(chǎn)過(guò)程管理為一體的先進(jìn)的綜合自動(dòng)化信息系統(tǒng)。是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理與經(jīng)營(yíng)決策的高度信息化與科學(xué)化，提高發(fā)電企業(yè)安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益的最佳選擇。3 SIS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)SIS系統(tǒng)通過(guò)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，對(duì)全廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、瀏覽、存儲(chǔ)和分析，在實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控的基礎(chǔ)上，開(kāi)展機(jī)組性能計(jì)算、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析、優(yōu)化運(yùn)行操作指導(dǎo)、設(shè)備動(dòng)態(tài)管理、全廠負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度等高級(jí)應(yīng)用，從而為管理層進(jìn)行決策提供全面的支撐。圖 1SIS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖4 SIS系統(tǒng)特點(diǎn)(1) 廠級(jí)及機(jī)組級(jí)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)視：顯示包括經(jīng)濟(jì)性參數(shù)在內(nèi)的生產(chǎn)過(guò)程畫面、分類報(bào)警信息，使專業(yè)人員能夠清楚掌握當(dāng)前機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性水平，并通過(guò)歷史

5、數(shù)據(jù)的比較得到熱力循環(huán)中各環(huán)節(jié)性能變化趨勢(shì)，便于及時(shí)和完整地掌握當(dāng)前全廠機(jī)組運(yùn)行情況；(2) 機(jī)組性能優(yōu)化分析和操作指導(dǎo)：進(jìn)行廠級(jí)及機(jī)組性能計(jì)算，能損分析和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析。通過(guò)對(duì)設(shè)備經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的管理水平；進(jìn)行機(jī)組和全廠動(dòng)態(tài)能損分析，計(jì)算出機(jī)組可控和不可控耗差以及運(yùn)行成本和目標(biāo)成本；在線分析出機(jī)組各熱經(jīng)濟(jì)性影響因素偏離基準(zhǔn)值引起的機(jī)組供電煤耗率偏差值及相應(yīng)工況下能夠達(dá)到的供電煤耗率最好水平，為運(yùn)行人員和生產(chǎn)管理人員指出當(dāng)前機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的差距和努力方向，直接提高機(jī)組的運(yùn)行品質(zhì)；(3) 根據(jù)全廠各機(jī)組實(shí)際運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性能，進(jìn)行負(fù)荷分配尋優(yōu)，使得在滿足電網(wǎng)電負(fù)荷需求的條件下，全廠的供電煤

6、耗量最小，同時(shí)考慮設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，得到每臺(tái)機(jī)組的目標(biāo)負(fù)荷，并將該分配結(jié)果數(shù)據(jù)提供給值長(zhǎng)參考，使全廠煤耗實(shí)現(xiàn)優(yōu)化；(4) 運(yùn)行管理：實(shí)現(xiàn)能耗、安全、負(fù)荷等指標(biāo)以及各重要運(yùn)行參數(shù)的分析統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的各類報(bào)表，設(shè)計(jì)出考慮不同負(fù)荷、煤種變化對(duì)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響的運(yùn)行質(zhì)量指標(biāo)體系，提供一個(gè)對(duì)操作員操作水平進(jìn)行評(píng)估考核的平臺(tái)；(5) 在線熱力試驗(yàn)：實(shí)現(xiàn)從試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)校核試驗(yàn)條件調(diào)整試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理、結(jié)果計(jì)算優(yōu)化性能曲線擬合生成試驗(yàn)報(bào)告整個(gè)試驗(yàn)工作的自動(dòng)化，為電廠專業(yè)技術(shù)人員提供在線進(jìn)行主、輔機(jī)設(shè)備性能試驗(yàn)的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行方式改變、檢修、技改等工作開(kāi)展前后機(jī)組性能改善情況的效果評(píng)估。5

7、 Agilor實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)特點(diǎn)SIS系統(tǒng)采用先進(jìn)的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的Agilor實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，Agilor在數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)壓縮、分布儲(chǔ)存及集團(tuán)解決方案方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。(1) 處理全廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好（1秒掃描刷新）；(2) 規(guī)模大（10萬(wàn)點(diǎn)）、存儲(chǔ)容量大（至少4年）；(3) 維護(hù)方便及二次開(kāi)發(fā)能力強(qiáng)；(4) 包含一個(gè)功能強(qiáng)大的實(shí)時(shí)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、覆蓋整個(gè)電廠甚至整個(gè)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)和適用于MS Windows的客戶機(jī)/服務(wù)器環(huán)境；(5) B/S方式使電廠工作人員在任何一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的PC機(jī)上都可觀察和創(chuàng)建實(shí)時(shí)過(guò)程的圖形、趨勢(shì)和報(bào)告；(6) 技術(shù)先進(jìn)、功能實(shí)用，充分吸納當(dāng)前國(guó)內(nèi)外最新

8、理論與技術(shù)成果，使計(jì)算、分析、診斷結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。同時(shí)考慮到其對(duì)發(fā)電企業(yè)的運(yùn)行指導(dǎo)作用，又具有概念清晰、方便實(shí)用的特點(diǎn)。6 SIS系統(tǒng)功能(1) 生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)信息采集、處理和監(jiān)視；(2) 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性能計(jì)算分析和操作指導(dǎo)；(3) 實(shí)時(shí)運(yùn)行調(diào)度；(4) 優(yōu)化運(yùn)行和操作指導(dǎo)、優(yōu)化控制；(5) 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷；(6) 機(jī)組的相關(guān)試驗(yàn)、性能計(jì)算、機(jī)組經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)分析；(7) 仿真及狀態(tài)預(yù)測(cè)；(8) 遠(yuǎn)程功能和其他管理輔助功能。6.1 數(shù)據(jù)庫(kù)功能實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器具有足夠大的存儲(chǔ)容量和先進(jìn)的數(shù)據(jù)壓縮方式，保存所有生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和SIS系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)的計(jì)算、分析的結(jié)果，使全廠的運(yùn)行管理和經(jīng)營(yíng)管理建

9、立在統(tǒng)一的過(guò)程數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上?？梢詽M足如下功能：(1) 采集全部生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，手工輸入數(shù)據(jù)、手持設(shè)備數(shù)據(jù)或者其它信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，形成生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)資源共享；(2) 數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)簽擬采用KKS編碼。對(duì)不符合KKS編碼的電廠，宜采用唯一的、有規(guī)律可循的編碼方式；(3) 根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)置各數(shù)據(jù)標(biāo)簽的采樣頻率、數(shù)據(jù)精度、安全等級(jí)等參數(shù)；壓縮數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)精度和壓縮比應(yīng)按照用戶要求進(jìn)行不同的設(shè)置；(4) 實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)值的時(shí)間戳與現(xiàn)場(chǎng)中物理值的時(shí)間戳相差不超過(guò)預(yù)定義的最大時(shí)間間隔；(5) 一個(gè)畫面或者一個(gè)表格的歷史數(shù)據(jù)顯示，從接受壓縮數(shù)提取指令開(kāi)始，解壓縮，網(wǎng)上數(shù)據(jù)傳輸

10、，到數(shù)據(jù)輸出的一系列動(dòng)作所需要的時(shí)間不大于2秒；(6) 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的硬盤系統(tǒng)采用業(yè)界廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)的RAID5級(jí)SCSI冗余磁盤陣列，陣列中的任意一個(gè)硬盤失效完全不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。6.2 應(yīng)用功能模塊(1) 遠(yuǎn)程監(jiān)視模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控組態(tài)與實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)行平臺(tái)軟件Chin-PMC提供完全面向?qū)ο?、所?jiàn)即所得的組態(tài)環(huán)境與開(kāi)發(fā)方式，具有控制邏輯定義、頁(yè)面組態(tài)、報(bào)表組態(tài)、報(bào)警組態(tài)、實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)、動(dòng)畫連接定義、數(shù)據(jù)發(fā)布、系統(tǒng)集成等功能，使用戶可以建立滿足不同需求的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。(2) 報(bào)警管理與事件記錄模塊事件記錄和過(guò)程報(bào)警記錄模塊對(duì)事故原因查找起至關(guān)重要作用，具有記錄準(zhǔn)確、檢索方便快捷的功能。定期

11、從DCS中獲取事件記錄，保存在相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中作永久資料。事件紀(jì)錄功能包括：事件類型（SOE、操作記錄、過(guò)程報(bào)警）分類檢索、指定時(shí)間段和事件類型的時(shí)間檢索、事件的模糊檢索、事件排除查詢。(3) 數(shù)據(jù)瀏覽模塊遠(yuǎn)程監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)中所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的運(yùn)行情況。通過(guò)信息管理器用戶可以查看所有數(shù)據(jù)采集站的基本情況、遠(yuǎn)程監(jiān)視數(shù)據(jù)采集站的狀態(tài)及運(yùn)行情況；可以瀏覽實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中所有點(diǎn)的屬性配置并通過(guò)訂閱、實(shí)時(shí)/歷史查詢的方式訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。(4) 趨勢(shì)曲線模塊IE瀏覽器內(nèi)嵌曲線控件，能夠?yàn)g覽實(shí)時(shí)趨勢(shì)或者歷史趨勢(shì)曲線，能夠定義一組常用的數(shù)據(jù)點(diǎn)繪制實(shí)時(shí)或者歷史曲線，幫助客戶進(jìn)行趨勢(shì)分析與事故追憶。(5) 自動(dòng)報(bào)表模塊

12、自動(dòng)報(bào)表工具提供各種復(fù)雜表格的繪制，能夠同時(shí)訪問(wèn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，并且組態(tài)后的報(bào)表能夠發(fā)布到Web服務(wù)器上，可以用瀏覽器進(jìn)行遠(yuǎn)程瀏覽。(6) 性能計(jì)算模塊參照SIS技術(shù)規(guī)范提供包括機(jī)組級(jí)和廠級(jí)性能計(jì)算和分析。(7) 耗差分析模塊從機(jī)組設(shè)備特征及運(yùn)行特性入手，在線比較當(dāng)前狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的運(yùn)行指標(biāo)。耗差分析經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析僅僅給出數(shù)值差異，使得運(yùn)行人員和管理人員了解當(dāng)前工況的好壞，分析的結(jié)果是工況尋優(yōu)的基礎(chǔ)。在工況尋優(yōu)組件中將給出對(duì)機(jī)組的操作指導(dǎo)。(8) 工況尋優(yōu)模塊采用動(dòng)態(tài)遞歸尋優(yōu)的方法，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的標(biāo)志條件，實(shí)時(shí)在線地從歷史工況中比對(duì)與現(xiàn)在相同或相似的工況，根據(jù)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的關(guān)聯(lián)分析

13、和時(shí)序預(yù)測(cè)手段，搜索最優(yōu)工況的各設(shè)備狀態(tài)以及各可調(diào)量參數(shù)，明確地指導(dǎo)運(yùn)行人員進(jìn)行操作。(9) 運(yùn)行統(tǒng)計(jì)與考核模塊根據(jù)預(yù)定的考核規(guī)則，對(duì)每個(gè)運(yùn)行班組進(jìn)行關(guān)鍵參數(shù)考核，提高運(yùn)行人員的積極性和主動(dòng)性。(10) 性能試驗(yàn)?zāi)K包括鍋爐性能試驗(yàn)、汽輪機(jī)性能試驗(yàn)、凝汽器性能試驗(yàn)、空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率試驗(yàn)和真空嚴(yán)密性試驗(yàn)。常規(guī)設(shè)備的性能試驗(yàn)按照電廠慣例，并根據(jù)鍋爐、汽輪機(jī)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程進(jìn)行。(11) 負(fù)荷優(yōu)化分配模塊廠級(jí)負(fù)荷調(diào)度有實(shí)時(shí)負(fù)荷調(diào)度和時(shí)段負(fù)荷調(diào)度兩種方式，提供手動(dòng)模式、自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）模式和96/288點(diǎn)負(fù)荷曲線模式三種模式。依據(jù)機(jī)組的煤耗特性，運(yùn)用包括等微增率原則在內(nèi)的最優(yōu)化分析手段，以全廠運(yùn)行供電煤耗率最低為目標(biāo)進(jìn)行機(jī)組負(fù)荷的優(yōu)化分配。(12) （鍋爐清潔度監(jiān)視）吹灰優(yōu)化模塊通過(guò)計(jì)算鍋爐清潔度指標(biāo)指導(dǎo)優(yōu)化吹灰，通過(guò)有選擇地對(duì)鍋爐部件進(jìn)行吹掃，減少或推遲對(duì)足夠清潔的部件的吹掃，使由于吹掃引起的附加可控?fù)p失大大減