電廠廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)

1、火電廠廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)思路探討火電廠廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)思路探討發(fā)表時(shí)間:2002220作者：電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院侯子良摘要：一、火電廠廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展史提出火電廠廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的概念，并論述它包括廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)和管理信息系統(tǒng)(MIS)是在一九九八年初《關(guān)于廠級(jí)自動(dòng)化概念的探討》一文中。但是，在我國(guó)，火電廠廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)歷了近十年的時(shí)間，盡管至今仍然還處在發(fā)展的起步階段。眾所周知，九十年代以前，火電

2、廠自動(dòng)化僅停留在機(jī)組級(jí)和車間級(jí)，基本上沒(méi)有為廠級(jí)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化提供自動(dòng)化系統(tǒng)。1993年5月和9月，吉林熱電廠和陡河發(fā)電廠經(jīng)過(guò)約五年的努力成功開發(fā)了廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)。這個(gè)新生事物的出現(xiàn)，立即受到各方面的重視，同年，作者以筆名發(fā)表了“對(duì)發(fā)展廠級(jí)生產(chǎn)管理信息網(wǎng)絡(luò)的看法”一文，提出應(yīng)采取“積極穩(wěn)妥的方針”逐步發(fā)展該系統(tǒng)。電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院還發(fā)出征文通知，擬召開“火電廠廠級(jí)生產(chǎn)管理信息網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)”，企圖以此為契機(jī)，推動(dòng)該系統(tǒng)工程應(yīng)用得以發(fā)

3、展。后因種種原因，研討會(huì)未能召開，該系統(tǒng)在大型火電廠新建工程中試點(diǎn)工作也未能真正展開，僅在1994年由華東電力設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)的洛河電廠2300MW機(jī)組工程中立項(xiàng)開展全廠自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互連工作。九十年代中期，隨著電廠現(xiàn)代化管理要求的日益迫切和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外企業(yè)管理信息系統(tǒng)技術(shù)迅速被已有電廠所采納，開始紛紛加裝MIS系統(tǒng)。但是，由于在基建階段沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)劃，大部分MIS系統(tǒng)基本上沒(méi)有生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，功能水平很低。但是，它在電廠中發(fā)揮的

4、作用和對(duì)推動(dòng)MIS發(fā)展的作用仍不可低估。1997年8月，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院向電力工業(yè)部上報(bào)的《關(guān)于建設(shè)2000年新一代燃煤示范(試點(diǎn))電廠的請(qǐng)示》報(bào)告的附件《2000年電廠儀表和控制(I＆C)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則》中提出應(yīng)“提高全廠綜合自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)全廠監(jiān)控和管理信息網(wǎng)絡(luò)化”。接著在基建工程中規(guī)劃設(shè)計(jì)廠級(jí)監(jiān)控信息和管理信息系統(tǒng)的要求，也正式納入了最近國(guó)家經(jīng)貿(mào)委頒發(fā)的《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL50002000)中。但是，應(yīng)當(dāng)看到，我們目前

5、對(duì)SIS和MIS的設(shè)計(jì)尚缺乏經(jīng)驗(yàn)，有些外國(guó)廠家可以提供的功能模塊，應(yīng)用效果及適用性也了解不深，因此，當(dāng)前一定要貫徹《規(guī)程》提出的總體規(guī)劃，分步實(shí)施的原則，以免付出過(guò)大的“學(xué)費(fèi)”。二、廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)和電網(wǎng)級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)系如前所述，廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)包括廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)和管理信息系統(tǒng)(MIS)兩大系統(tǒng)。SIS是為廠級(jí)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化任務(wù)服務(wù)的，它不僅要滿足全廠生產(chǎn)過(guò)程綜合自動(dòng)化的需要和向MIS提供全廠生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以支持MIS的需

6、要，而且還要滿足電網(wǎng)實(shí)時(shí)安全和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的需要，它是廠內(nèi)單元機(jī)組DCS和公用輔助車間級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的上一級(jí)系統(tǒng)；管理信息系統(tǒng)是為電廠管理工作現(xiàn)代化任務(wù)服務(wù)的，它不僅要完成內(nèi)部任務(wù)管理現(xiàn)代化的需要，還要滿足向電廠上級(jí)部門發(fā)送管理和生產(chǎn)信息，以及對(duì)外市場(chǎng)營(yíng)銷的需要。滿足電廠市場(chǎng)營(yíng)銷任務(wù)需要的就是人們熟知的電廠報(bào)價(jià)輔助決策子系統(tǒng)(PlantBiddingSystem，簡(jiǎn)稱PBS)。電廠自動(dòng)化系統(tǒng)向上則為電網(wǎng)調(diào)度中心、電力市場(chǎng)交易中心和電力(投資)

7、公司。設(shè)置在下一級(jí)系統(tǒng)中，但是，它在開發(fā)時(shí)必須充分考慮上一級(jí)的需要，以盡量減少上一級(jí)再加工的工作，但也不在上一級(jí)中重復(fù)設(shè)置下一級(jí)已設(shè)置的功能模塊，將大量原始數(shù)據(jù)全傳上來(lái)，重復(fù)在自己設(shè)置的功能模塊中進(jìn)行處理，造成數(shù)據(jù)通道擁擠和計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)。這在不同廠商分別承擔(dān)各子系統(tǒng)時(shí)，尤其應(yīng)有人作統(tǒng)一規(guī)劃的總體設(shè)計(jì)工作，并進(jìn)行互相協(xié)調(diào)配合工作。2)簡(jiǎn)化和提高單元機(jī)組級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性在出現(xiàn)廠級(jí)SIS前，單元機(jī)組級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)DCS，不僅完成機(jī)組直接

8、監(jiān)控任務(wù)，而且有逐步擴(kuò)大管理功能，或者具有實(shí)時(shí)監(jiān)控性質(zhì)的管理功能，例如，機(jī)組性能計(jì)算、汽輪機(jī)壽命管理、長(zhǎng)期歷史數(shù)據(jù)存貯、操作指導(dǎo)等。DCS中這些管理功能的增加，使DCS日趨復(fù)雜，往往也是造成數(shù)據(jù)阻塞和軟件“死機(jī)”的重要原因；此外，每臺(tái)機(jī)組重復(fù)設(shè)置同樣軟件，也造成投資的增加。廠級(jí)SIS的出現(xiàn)，電廠自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也應(yīng)隨之變革，本人認(rèn)為，今后應(yīng)盡量簡(jiǎn)化單元機(jī)組級(jí)DCS的功能，主要服務(wù)于機(jī)組的直接監(jiān)控，把實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的管理功能上移至廠級(jí)SIS，D

9、CS本身可以變成單層結(jié)構(gòu)，這樣必然大大簡(jiǎn)化直接監(jiān)控級(jí)而提高可靠性，還可以降低綜合投資費(fèi)用。我認(rèn)為這應(yīng)當(dāng)是DCS的一個(gè)發(fā)展方向。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，我們要正確理解管控一體化的概念，在吸收或引進(jìn)外國(guó)公司的各種高級(jí)軟件時(shí)，要作認(rèn)真的分析，根據(jù)軟件的性質(zhì)，合理的配置在各級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)中。2MIS的功能模塊分配如前所述，MIS有對(duì)內(nèi)管理和對(duì)外營(yíng)銷兩大功能，MIS中的對(duì)外營(yíng)銷功能是由電廠報(bào)價(jià)輔助決策系統(tǒng)完成的，它要收集電力市場(chǎng)交易中心的信息以及廠內(nèi)管理

10、和監(jiān)控信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)報(bào)價(jià)輔助決策軟件的運(yùn)算和分析，提供報(bào)價(jià)決策，PBS與MIS的其它子系統(tǒng)間有些功能模塊應(yīng)進(jìn)行合理配置。例如，發(fā)電成本計(jì)算和分析，燃料管理，檢修計(jì)劃和管理等不僅對(duì)外輔助報(bào)價(jià)決策需要這些資料，而且從加強(qiáng)電廠內(nèi)部管理以適應(yīng)外部報(bào)價(jià)要求和內(nèi)部自身管理規(guī)律，均需要設(shè)置功能模塊進(jìn)行計(jì)算和分析，而且其功能遠(yuǎn)比輔助報(bào)價(jià)決策的運(yùn)算要煩雜得多，因此，這些功能不宜放在PBS子系統(tǒng)中，而宜放在MIS的其它子系統(tǒng)中，PBS可調(diào)用其運(yùn)算結(jié)

11、果。當(dāng)然，它們的開發(fā)，包括具體功能、數(shù)學(xué)模型，乃至數(shù)據(jù)格式等均應(yīng)綜合考慮內(nèi)部管理和對(duì)外報(bào)價(jià)決策的需要，這樣可使MIS中的PBS簡(jiǎn)化二次加工的工作量和減少數(shù)據(jù)庫(kù)，防止每個(gè)子系統(tǒng)大而全，自成體系的資源浪費(fèi)現(xiàn)象。3SIS功能模塊分配SIS作為機(jī)組級(jí)DCS與廠級(jí)MIS間的中間層，起著承上啟下的作用，它屬于以實(shí)時(shí)監(jiān)控為主，同時(shí)兼有實(shí)時(shí)信息管理的作用，因此，在SIS中必須建立一個(gè)比較完善的和一定規(guī)模的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，并為MIS共享，這已被人們普遍認(rèn)同

12、。下面將就若干功能模塊如何配置談點(diǎn)看法：1)性能計(jì)算、分析及其操作指導(dǎo)全廠綜合性能計(jì)算、分析，是優(yōu)化調(diào)度所必須的，無(wú)疑應(yīng)放置在廠級(jí)SIS內(nèi)。問(wèn)題是機(jī)組級(jí)的性能計(jì)算、分析到底配置在那一級(jí)較好。過(guò)去人們習(xí)慣于放在DCS中，我認(rèn)為當(dāng)工程中配置完善的SIS后，將此功能上移至SIS中完成較為合理，這是因?yàn)椋欣趯儆趩卧獧C(jī)組級(jí)，提高DCS的可靠性；設(shè)置在廠級(jí)，經(jīng)濟(jì)上也是合理的；實(shí)時(shí)性也能滿足要求。2)全廠負(fù)荷(有功、無(wú)功)優(yōu)化調(diào)度實(shí)施電力市場(chǎng)，競(jìng)