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SIS系统在株洲电厂#3、4机组中的应用 |
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[ 通信界 / 胡联望 / www.cntxj.net / 2010/12/7 21:17:56 ] |
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一、 前言
随着20世纪90年代计算机技术飞速发展，以计算机技术为基础的控制技术、网络通讯技术等也得到迅猛发展，现代大型火电厂各工艺系统的控制已普遍采用分散控制系统DCS和PLC程控系统，大大提高了机组的自动化水平，但DCS主要注重机组的安全运行，各控制系统之间相互独立，信息不能共享，单元机组和全厂的经济效益得不到有效提高。随着电力体制改革的不断深入，厂网分开、竞价上网已经成为必然的发展趋势。因此，我们在电厂建设的初期就必须重视信息化建设，在整个电厂范围内实现信息共享，真正做到管控一体化，为电厂整体效益的提高打下坚实的基础。
二、概述
SIS系统（Supervision Information System）是近几年才出现的专用名词，是指电厂厂级监控信息系统，是属于厂级生产过程自动化的范畴。湖南华银株洲火力发电公司二期技改工程2×300MW机组（#3、4机）按照2000年燃煤示范电厂设计思想，委托上海新华集团公司开发了厂级信息监控自动化系统。新华SIS系统的建设目的是为了整合全厂网络资源，提高信息的共享度，并进行二次开发和利用。同时，也为了达到优化经济调度、提高机组竞价上网能力和运行水平、节能降耗、节约检修和运行成本，提高电厂生产过程管理和决策水平的目的。
三、 SIS系统网络及硬件配置
厂级监控信息系统主要由厂级监控网络以及网络上的实时数据库服务器、过程管理功能站、客户机等硬件组成。上海新华集团公司为我厂SIS系统硬件配置如下：
1、系统网络：全厂网络系统采用一体化布局，主干网采用1000Mb/s以太网，各下层控制系统到主干网的连接介质采用100Mbps光纤，网络结构为星型拓扑结构（详见图一）。
2、通讯接口：配置一台3COM SS3 Switch4007核心交换机及两台3COM SS3 Switch4005数据交换机，核心交换机和数据交换机均有12个1000Mb/s接口，同时支持热插拔、支持冗余电源及冗余交换引擎。
3、实时信息数据库系统：采用两台HP proliant M570数据库服务器，两台互为冗余配置，采用一套HP proliant HA/F200磁盘阵列。
4、功能站：值长监视站2台、过程管理计算分析站1台、网络系统管理维护站1台、应用软件管理维护站1台、MIS接口站1台、系统网络备份/防病毒服务器1台。它们均与核心交换机相连。
我厂SIS系统网络配置详见下图(省略)。
四、 SIS系统软件配置
我厂SIS系统操作系统采用的是全面满足客户机/服务器体系结构的网络操作系统Windows 2000版本。
在新华集团公司的SIS系统方案中，数据库采用了美国OSISOFT的PI数据库软件。新华SIS系统中服务器端应用软件和客户端应用软件相对独立，通过实时数据库连接，主要有以下几个特点：
1、系统实时数据库解决了电厂厂级自动化应用中遇到的两个主要问题：实时数据来源复杂而又分散和实时数据很难长期高精度存储。在系统实时数据库中，可存储全厂各台机组DCS中的所有数据、各辅助车间（水系统、煤系统和灰系统）以及各服务器端应用软件的计算结果数据，并采取有效的压缩方式，保证全厂所有数据的保存时间至少达到3年，经压缩的数据恢复的扫描时间应不大于15毫秒；系统实时性好 （1秒扫描刷新）、 规模大（无限点）、维护方便及二次开发能力强。
2、服务器端应用软件和客户端应用软件相对独立，分别通过接口软件与实时数据库连接，其中任意应用软件的停用不影响系统中其他应用软件的运行与使用。
3、随着认识和需求的不断提高，通过在SIS基本框架及基本功能的基础上作进一步深入开发，可以方便的进行功能扩展。
五、 SIS系统所完成的基本功能
1、全厂生产过程监控
全厂各生产过程监控系统包括炉机电DCS、辅助车间控制系统、电网调度等的实时生产数据和生产流程都在SIS的工作站和终端上进行监视和查询。其中生产数据还能进行综合处理以形成全厂生产报表和生产成本。
2、实现机组之间负荷经济分配
a. SIS应能在全厂负荷分配站上根据远方AGC指令和其它生产调度指令结合本厂主、辅系统和设备运行情况决定各台机组的经济负荷分配。SIS系统还能提供用于调度端调全厂负荷时的经济负荷分配和调度方式，以实现各机组根据SIS的经济负荷分配结果进行闭环负荷调节的功能。
b. 经济负荷分配和调度功能建立在实时处理全厂经济信息和成本核算的基础上，以保证电厂安全经济运行。
3、经济指标分析及优化运行操作指导
对全厂运行工况进行经济性评估，分析其原因，进行操作指导，使机组在最优工况下运行，运行效率最高，煤耗最低。
4、厂级性能计算
为了避免功能组的重复设置，厂级性能计算功能建立在各机组性能计算的基础之上，利用各机组性能计算结果完成厂级性能计算功能，并将此计算结果用于经济指标分析、CRT画面显示、报表统计和根据需要进行打印记录等。
5、单元机组能损分析
机组运行的经济性受许多因素影响,主要有运行参数、系统结构、构成系统的设备、运行条件和方式等因素。这些因素的变化都会导致单元机组在偏离设计工况下运行，影响机组运行的热经济性，产生能量损失。软件的分析范围涵盖了影响机组运行经济性的主要原因，包括运行参数、系统结构、构成系统的设备、运行条件和方式等因素。
6、单元机组主辅设备性能分析
上述功能软件采用高级语言Visual Studio 6.0与软件平台及平台支持的VBA脚本语言实现其全部功能。应用软件全部采用Visual C++高级语言编写出高效率的执行程序，通过系统平台提供的API函数与系统实时数据库接口通讯。客户端软件在平台软件的基础上搭建，辅以VBA脚本实现相关的功能。
六、 SIS系统的应用前景及发展趋势
厂级监控信息系统的出现使厂各控制系统有机地结合在一起，从以往仅仅局限于保证工艺系统的安全、正常运行的旧模式走向在安全的基础上通过优化控制和管理使整个电厂运行保持在最佳、最稳定、最经济的新模式。厂级监控信息系统的建设必然能提高电厂的综合经济效益，对其投资的回报主要表现在以下四个方面：
1、基于过程数据的计算分析结果使SIS系统为决策者的决策活动提供依据，使决策更加科学、合理。
2、SIS系统的建立使电厂的运行管理人员不必以传统的方式进行电厂的决策支持活动，从而使决策活动更加迅速并可节省或避免了一部分开支。比如信息收集和传播的自动化使信息收集人员的工作效率大大提高；在线经济指标、系统性能指标计算分析使企业高级管理人员和工程技术人员再不必花大量时间进行计算分析，而可将工作重点如何更好地运用计算分析结果上等等。
3、SIS系统建立了完善的设备管理和生产过程管理等功能，使管理工作更加规范。
4、SIS系统还通过改善主辅机设备的可控性和控制系统本身的性能，可减少运行值班人员和运行检修维护费用。
新华SIS系统的投运意味着适合国情的SIS系统已进入市场。目前国内SIS系统的运用尚处于起步阶段，大部分电厂实施和准备实施的SIS系统以及各SIS系统厂商推荐的SIS系统大多采用基于以数据库和模型库为核心的决策支持系统，SIS的主要功能也仅包括单元机组及厂级经济指标计算、单元机组能损分析、单元机组主辅设备性能分析、厂级负荷优化分配和调度和生产实时信息监控等。如今，随着数据仓库和联机分析处理（OLAP）新技术的兴起，为决策支持系统开辟了新途径。以模型库、数据库、知识库、数据开采和数据仓库、OLAP结合起来形成的综合决策支持系统，是更高级形式的决策支持系统，它们内部能相互补充、相互依赖发挥各自的辅助决策优势，实现更加有效的辅助决策。同时，设备故障诊断系统、设备寿命计算和状态分析、设备状态维护管理系统等高级应用也将逐步纳入SIS系统的范畴，丰富SIS系统的功能。我们相信：在激烈的市场竞争中，SIS系统将为企业领导者的决策提供更加明显的支持作用，是决策支持系统发展的新趋势，也是SIS系统的发展方向。
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作者：胡联望 合作媒体：专网通信世界-中国电力通信网 编辑：顾北 |
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