《sis厂级监控信息系统在发电公司中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《sis厂级监控信息系统在发电公司中的应用（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、02 0 0 7 电力行业信息化年会。 SIS ( 厂级监控信息系统) 在发电公司中的应用 孙绿野，凤井雷 ( 辽宁清河发电有限责任公司) 摘要：S I S 概念的产生，发展过程。s i s 系统在电厂的定位。S I S 系统的硬件基本结构，由S I S 接口机、S I S 服务器、S I S 客户端及通信网络四部分组成。s I s 的数据库构建，s I s 系统采用专用的实时数据库。S I S 的应用 模块构建，提供各种功能模块，确保数据得到有效利用。s I S 系统应主要分为生产过程信息监测和统计、性能 监测和优化、优化运行和指导，设备寿命监测和管理、设备状态监测和故障诊断、厂级优化负荷分
2、配等主要 功能。SIS 正常运行中应该注意的几个问题。 随着全球化市场竞争日益激烈，以及我国电力市场 的全面开放、煤炭价格的上涨趋势，在电力市场竞争中 如何降低发电企业发电成本、提高经济效益、以满足日 愈增长的用电需求的道路已成为人们关注的焦点，并希 望从经营管理和生产管理两方面入手，采用先进的、科 学的管理理念和管理技术来降低发电企业的整体运营成 本。 由此S I S 进入了各个发电公司运营管理的视野，目 前绝大部分火电厂的锅炉和汽机都采用了D C s 集散型扩展 系统，有些火电厂特别是新建电厂还实现了机、炉、电 体化的D C S 集中控制系统，为厂级实时监控信息系统 打下了良好基础，在利用
3、发电公司原有的M I S 基础上， 更加科学的建立和完善SIS 。( SIS 英文简称 “S u p e r v i s o r yI n f o r m a t i o nS y s t e mi nP l a n tL e v e l ”， 中文名称“厂级监控信息系统”S I S “主要为全厂实时 生产过程综合优化服务的生产过程实时管理和监控的信息 系统”，是介于底层控制系统( D C S ) 和管理信息系统 ( MIS ) 之间的“中间件”) 1 S I S 的发展进程 从1 9 9 7 年我国产生S I S 概念后，经历了一段酝酿 和争论的阶段，直到进入本世纪后才开始探索应用。按 过去
4、常规，我国历来希望先进行试点，待取得经验后再 逐步推广应用，但这一次S I S 建设的这个进程加快了， 进入2 0 0 0 年后，很快就进入了积极稳妥逐步推广应用的 阶段。 这说明各发电公司对通过信息化优化：I 电厂实时生 产过程的迫切性和建S I S 会取得丰厚回报的信心。也是 43 4 一 发电公司通过风险评估后认为：S I S 平台建设失败的可能 性极小；应用软件即使有不成熟方面，但修改和升级比 较方便；实现信息化越快，越能提前受益。正是这些 因素的综合，S I S 建设不以人们意志为转移，大大加速 了。 2S I S 的定位 S I S 以分散控制系统为基础，量化设备、机组、全 厂经济
5、指标，根据操作指导选择最优化的运行方式，降 低燃料成本。对各种设备进行全方位故障预测、寿命管 理，变计划检修为状态检修，降低设备维护成本。负 荷预测，优化运行调度，优质高效响应电网负荷要求， 提高服务质量，增强企业竞争力，提高发电企业的整体 效益。 S I S 与D C S 、M I S 之间的区别： 狐80 c 85 1 8 8 新政信舡作处发自骼靳解姓产耀中的控黼化；生产 系绷标 理，任辅转安雠管助面的腑 蝴和徽理 伽艨运行腓女值长、运行和安姥工、工新 从 捌皴 管理黼靳瓣设张黪数 翎方式缯管理分析实撇历史瓶运行指 3 S I S 硬件基本结构 S I S 的硬件组成部分，由s I s 接
6、口机、S I SI 艮务器、4 1 S I S 的数据库构建 S I S 客户端及通信网络四部分组成。 3 1S 璐接口机 S I S 系统作为厂级自动化系统的核心，其所需的所有生 产过匿知寸f ；雏浠掺数均从_ F J 哥空制网络中以j 嘶彤豇溉 为系统提供生产信息来源，这层是整个S I S 系统的基础， 它能提供足够数量的接口与电厂的其它雠蜻弼E 及网络干日眭 这些系统包括机组D C s 、辅助车间控制系统、电气网络控制 计算机系统、电网调度系统R T U 、电厂管理信息系统M I S 等， 以实瑚金厂生产过程信息联网和数据共享。 3 2S I s 服务器 S I S 服务器是整个S I
7、S 系统的核心，它为全厂提供了 个高速度、大规模、超大容量的统规范的实时和历史 数据库以及应用软件开发平台，能充分地保证系统的先进 性、开放性、安全性、可扩性和实用性。SIS 服务器采 取有效的压缩方式保证电厂所有生产过程实时信息和计算、 分析结果数据( 可达1 0 万点) 的在线保存时间至少达至I J - 一 个大修期，并具有转存至光盘的功能。经压缩的数据恢复 的扫描时间不大于1 秒。从S I S 接口棚输入的网络传鞲捕号 到S I S 工作站C R T 的显示时间能在1 秒内完成。 S I S 系统采用专用的实时数据库，不选用关系 型数据库，原因有如下几点： 4 1 1S I S 需要保存
8、大量的数据 如果这些数据不加以压缩而直接存贮，则数据 会很快占满磁盘空间； 4 1 2 关系型数据库是基于事务处理的 在处理失效后，还要回滚作业，所以至少要存 放两处。该机制使数据的存放速度较慢，而SI S 面 对的是数万点的实时数据以秒级的间隔存放； 4 1 3关系型数据库为了保证数据完整性 所有的内容存放在一个文件内，这会对海量数 据的存放和维护带来困难。如果有一个2 0 0 G 的数据 库，完全备份就可能要一天，备份文件中有一个错 误就可能导致2 0 0 G 的备份文件失效，所以不实用； 实时数据库通过接口采集实时数据，使用高效的压 缩算法( 压缩性能和压缩时间) 对海量的实时数据进行
9、存贮，并提供统一的数据访问接口；为数据采集层采集 的数据提供数据存储方案，实时历史数据库是系统的核 心。 3 3S I s 客户端 4 2S I S 的应用模块构建 S I S 功能站是系统管理及人机交互界面的主要载体， 它们作为S I S 数据库服务器的客户机，从S I S 数据库中 获取过程信息进行分析、计算和显示，并将计算分析结 果存入数据库，供其它客户机或系统调用。 3 4 通信网络 S I S 系统采用至少1 0 0 M b p s 的以太网或其它开放性高 速网络作为信息传递和数据传输的媒体，主干网的通讯 介质和各下层控制系统到主干网的连接采用光纤，各功 能站和网络的连接采用双绞线或
10、同轴电缆或光纤( 根据 具体的电缆途经环境决定) ，网络连接设备选用网络交 换机。为了保证网络通讯的安全，在接口机及S I S 服务 器之间可采用冗余的通信通道。 S I S 与般的系统集成项目的比较，相同方面为：l 、 服务器选型；2 、网络设备选型；3 、网络规划；4 、 综合布线规划；5 、电源规划；不同方面为：1 、与其 它系统( D C S 、M I S ) 的安全隔离规划，包括物理隔离， 单向传输等；2 、高于M I S 系统的冗余配置和安全性规划。 4S I S 数据库及应用模块构建和功能 提供各种功能模块，确保数据得到有效利用， 建立在数据库基础上的功能软件是系统成功推广应用
11、的关键。基于实时数据库基础上的功能应用层是S I S 应用的重点和难点。目前国内S I S 在这方面各具特 点，每个厂商都根据自己对S I s 的理解，增加了不 同的应用扩展，但有一些功能是电厂认可的基本功 能，包括： 4 2 1 生产过程信息监测和统计 通过系统图、趋势曲线、棒图、表格等形式实时 显示全厂各机组、系统、设备的运行状态参数，为生 产管理人员提供直观的实时生产过程信息，并对历史数 据进行有效的统计整理，形成全厂各类生产统计报表， 其实际就是将各现场的实时数据采集到S I S 中后，通过 S I S 的图形组态界面将之在S I S 工作站、W E B 上发布。 4 2 2 性能监测
12、和优化 依据国标和行标等电厂性l i 酬赁标准，利用采集至 的实时数据，对面向具体设备、系统、机组搭建的性能 数学模型模块进行在线计算，量化其各项性能参数，从 一435 7 1 ，：I ，一t 乜j H j = | j 0 ，泛年2 而捶I 胜能脚哪 q 目的，并目捌财匪辱勘c 蝴细指讳暾冼阢 该子系统实现性能优化的具体形式是：实时计算主 机及其主要辅机的各项性能参数，如功率、效率、热 耗、出力、汽蚀度、端差、温升、传热系数、清洁 度等，并将当前性能参数与基于数学仿真模型计算所得 理想( 期望) 性能指标进行比较，给出每项偏差造成 的损失，并指导应采取的运行或维护措施，以达到期望 的性能状态。
13、另外，该子系统不但能够使运行人员实时 监测当前运行工况，而且，在机组变工况运行前，可 提供离线试运行方式并预测变工况的各项性能参数，为 运行人员提供特定工况运行的预学习手段，从而达到优 化运行的目的。 4 2 3 优化运行和指导 目的在于降低机组运行可控损失，改进机组热耗。 其主要方法是将主要可控参数的实时状态参数与其目标值 进行计算、比较、分析。这些可控参数由用户根据生 产过程的需要进行选择，并能人为加以控制调节。而目 标值的计算则主要基于设计数据、性能试验、运行历史 数据等信息，利用数学仿真模型计算而来。这些信息可 以由用户配置并且在权限许可下进行修改。 可控参数对热耗率的影响由实际值与目
14、标值的偏差 计算而来，常称作耗差分析。对耗差超出允许范围的损 失，系统可根据历史信息、专家系统工具等诊断出造成 大偏差的原因，并给出可供选择的操作指导意见。 4 2 4 设备寿命监测和管理 通过实时监测机组主要设备状态参数，像温度、压 力、流量和负荷等，在机组启停过程和甩负荷等负荷激 烈变化过程中，根据数学模型计算其机械应力和热应 力，并根据交变应力转化为当前运行工况下的寿命损耗 率，从而量化和评估锅炉、汽机等主要设备的寿命损 耗，以达到维持机组运行可靠性，减少设备检修、更 换费用，延长设备使用寿命，提高发电产出的目的。 4 2 5 设备状态监测和故障诊断 监测电厂设备的运行状态，判断其是否正
15、常，预 测、诊断、消除故障，指导设备的管理和维修。它由 状态监测和故障诊断两部分组成。 状态监测是掌握设备运行状态的第一手信息，针对 各种运行状态参数，结合其历史信息，考虑环境因素， 采用专业的分析和判断方法，评估其是否处于正常、异 常和故障三种状态，并进行显示和记录，对异常状态作 出报警，对故障状态为故障诊断提供信息。 故障诊断是根据状态监测获得的信息，结合结构参 数、物性参数、环境参数，对设备的故障进行预报、 一43 6 一 判断和分析，确定其性质、类别、部位、程度、原 因，指出发展的趋势和后果，提出控制其继续发展和消 除故障的对策措施，最终使设备恢复到正常状态。 4 2 6 厂级优化负荷
16、分配 根据电网发电计划和机组煤耗，计算全厂各机组应 发经济功率，将全厂总负荷优化分配到各单元机组。 随着自动化水平的不断提高，目前S I S 的功胄留嚣臾 中，有很多功能并未真正应用起来，这是S I S 的发展方 向，也是我们的不断完善系统的目标。 5 S I S 正常运行中应该注意的几个 问题 影响SIS 正常运行的因素主要包括环境因素( 网 络、服务器、数据库等) 、应用软件质量、基础数据、 数据采集接口性能、计算模型和管理制度等几个方面，这 些环节如果有个方面出现问题就会影响i t S i S 的真实性 或可靠性，甚至无法正常运行，所以要特别给予关注。 ( 1 ) 网络、服务器、数据库和软件质量是保证S I S 正常运行的基础，往往能够得到多数人的重视，但基础 数据的质量和时效性等其它因素有时会被忽略。在S I S 中 基础数据是指从D C s 、R T U 等其它系统采集的数据和人工 录入数据，采集的数据有可能测点有问题也有可能传输错 误，人工录入数据( 包括煤质分析和煤粉
