梅县电厂的SIS设计与实施

SIS (Supervision Information System) 系统, 即厂级监控信息系统, 是一个电厂生产过程信息治理系统, 用以确保电厂机组设备的安全、高效运行。它是一个相对独立的系统, 与各种生产控制系统直接进行数据通讯, 从这些生产控制系统中提取实时数据, 来完成电厂生产过程信息治理所需的各种功能。我厂SIS系统采用的是OPENPLATN实时/历史数据库产品。我厂根据的实际情况, 购买了50000点的实时数据库、厂级性能计算模块及事件治理模块。系统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、分析结果数据的保存时间至少达到4年 (一个大修期) 。下面我将主要从SIS系统网络、SIS系统结构、SIS系统功能等三方面阐述我厂SIS系统的设计与实施。

1 SIS系统网络

梅县电厂采用1台接入Cisco 3750交换机作为SIS网络核心交换设备, 通过网线和光纤分别连接SIS网络的所有本项目的服务器与存储备份等设备。另一台Cisco 2940接入交换机与CISCO 3750G核心交换机间连接, 普通电口用超五类屏蔽线与接口机和物理隔离互连。在整个网络中, Cisco3750G交换机将做为核心设备、CISCO Catalyst 2940将作为接入层设备接入到网络中。在核心交换设备上我们将按客户需求划分VLAN, 以及做必要的三层交换和静态路由以保证设备连通性。在接入层设备上, 我们将配置VTP和TRUNK, 保证核心设备和接入设备之间的可互联性。各接口机在之前通过隔离网闸后采集的数据经采集交换机后, 通过光纤传至核心交换机, 再到数据库服务器, 所有的历史数据储存于磁盘阵列。

2 SIS系统结构

我厂接入的生产实时控制系统包括:DCS、输灰、化水、污水、除渣、输煤、RTU、负荷等系统。其中, 输灰、污水、除渣、输煤组成一个BOP网络。具有控制功能的系统与本系统必须以物理网闸进行安全隔离, 部分已经接入DCS的系统, 其实时信息可以从DCS直接输入, 而无需与本系统连接。接入本系统的方式应根据现场实际情况, 采用专门的接口机、运行终端, 或其它合适的方式。上述控制系统的生产实时数据及时、周期性写入到厂级数据库中, 由于系统较多、数据采集量较大, 因此厂级数据库采用实时数据库。在整个系统中, 实时数据的汇聚点主要二层: (1) 电厂生产实时控制系统层:该层系统直接采集生产现场的各类实时信号, 是生产实时数据有体系存储的源头, 生产工况信息和生产控制信号都经由该层系统开展。 (2) 厂级实时数据库层:由厂内各生产实时控制系统采集、整理各类生产实时数据, 并统一存储和综合分析利用。

3 SIS系统功能

3.1 基本应用功能

3.1.1 生产实时画面监视

(1) 实时负荷:以图、表结合的方式展现我厂机组的实时负荷数据和曲线。

(2) 实时电量:以图、表结合的方式展现我厂机组的实时电量数据和图形。

(3) 实时画面:包括机组系统总图、锅炉系统图、汽机系统图、电气系统图、环保系统图等主要系统图, 每幅图形中各关键性能指标参数需要及时刷新。

(4) 实时综合报表:机组最关键的性能指标构成实时综合报表并实时刷新。

3.1.2 生产异常报警

(1) 生产异常报警阀值根据业务规则制定, 系统接收到实时数据后, 与设定的阀值对比, 超过阀值正常区域时进行报警。

(2) 阀值的设定可以是绝对值、趋势值、比例值、开关值等。

(3) 报警方式可以通过画面闪烁、手机短信和邮件等方式发送给相关人员。目前, 厂的EIP上的短信网关已经可以使用。

3.1.3 生产运行分析

(1) 设备可靠性统计:对各主要设备的运行时间、启停次数、停运时间、检修时间等进行统计, 为设备维护检修提供依据。可以很方便地让用户知道各辅助设备当前的运行状况, 有效提高检修的针对性, 减少因设备故障所引起的事故和停机时间。

(2) 参数超限统计:对锅炉主汽温、汽压、再热汽温、锅炉金属温度等主要参数的超限次数、超限峰值、超限时间进行统计。可以按天、月、时间段查看各参数的超限情况, 并可生成相应的超限统计报表。

(3) 厂级性能计算:进行厂级在线性能计算, 计算后得到单元机组基本热力性能指标。这些通过一次数据计算得到的结果可以与电厂直接上报的二次数据进行对比确认。

3.1.4 报表统计汇总

(1) 本系统可以从实时/关系型数据库中调取数据, 生成各类生产报表, 包括年度、半年、季度、月度、周、日, 以及任意时段的报表。

(2) 本系统还可以在统计完成的机组报表基础上, 根据设定的汇总口径, 汇总成集团公司所需的各类, 口径的生产报表。

(3) 具体的报表内容在系统实施时确定, 其中各电厂由本系统产生的需上报集团公司的报表样式由集团公司统一制定。

3.1.5 与门户集成

(1) 本系统可以采用单点登陆方式, 全系统入口集成进入EIP。

(2) 本系统中的主要WEB页面集成进入EIP系统中, 其中带权限控制的页面需要将用户等信息以参数形式进行传递。

3.2 扩展应用功能

3.2.1 数据挖掘分析

(1) 耗差分析:耗差分析与操作指导模块对机组设备和状态进行实时监测与分析, 根据性能计算和耗差分析模块的计算结果, 将耗差分为可控和非可控损失, 可控损失中再细分为运行可控和维修可控。针对运行可控损失, 配合运行优化决策树及运行规程, 对操作人员进行运行优化的实时操作提示。

(2) 热力试验平台:热力性能试验的目的是了解汽轮机、锅炉等设备的实际性能。如对刚投产的新机组, 要做性能考核试验, 来检验机组是否达到制造厂家在技术合同上保证的热耗率;对机组大修前、后也要进行常规热力性能试验, 来检验大修的质量。

(3) 通用BI分析:利用通用的BI分析工具, 从时间序列、单元对比等维度, 发现实时及计算统计数据中的内在关联, 寻找一些潜在的问题和解决方法。

(4) 指标预测:采用合适的数学模型, 对负荷、电量等指标进行指标预测, 以指导电力生产的开展。

3.2.2 电力市场辅助决策分析

(1) 研究各机组的健康状况和反应效率, 根据电网负荷状况以及市场需要, 选择上网的时机。

(2) 实时成本分析、负荷优化分配。研究机组的发电成本利润最佳点, 统一协调上网机组及其报价策略。

SIS系统是电厂信息系统发展的方向之一。经过我厂的SIS实施, 我感到SIS系统在提高电厂经济性安全性方面确实有非常重要的作用, SIS系统的开发应用将成为今后电厂的一项重要工作。SIS系统涉及范围很广, 牵涉到热动、仪控、计算机及网络等专业, 我们必须清醒地熟悉到SIS建设不可能一蹴而就, 而是一个相对长期的、不断丰富与完善的过程。最后, 在使用过程中, 我们应及时收集用户反馈, 调整和二次开发用户最需要的功能, 保证SIS建设的投资回报率。

摘要：SIS系统是电厂信息治理系统的重要组成部分, 本文对梅县电厂的SIS设计与实施进行了总结, 以供大家参考。

关键词：网络,结构,功能