1、电厂信息化管理的研究和设计EquipmentManufactringTechnologyNo.11,2009电厂信息化管理的研究和设计魏三清(漳泽电力公司河津发电分公司,山西河津 043300)摘要:通过笔者在实际工作中的亲历,对数字化电厂的研究应用及现状进行了描述 ,并对电厂信息化管理的目的,手段进行了总结,完整提出了电厂信息化的设计思路.关键词:电厂;数字化;管理;研究中图分类号:F406.14 文献标识码:B随着我国电力体制改革的深化,电力行业市场经济的逐步形成,发电企业必将加速进入信息化时代.电力市场有秩竞争将更加激烈,追求投资效益最大化,已成为投资主体的内在动力.可以断言,再过若干年
2、就会看到,有的电厂用大力气扎扎实实抓好信息化,实现生产过程高度自动化和管理现代化,企业的安全和经济效益将遥遥领先;相反,如果一个电厂没有通过信息化实现生产过程高度自动化和管理现代化,则必将在电力市场竞争中处于十分被动的境地.因此,要对党中央提出的“ 信息化带动工业化,工业化促进信息化 “的方针 ,进行深刻领会和坚决贯彻,一定要从企业生存的战略决策高度,来看待火电厂信息化.国内外的成功实例已经证明,采用先进的软件建立一个综合优化控制和数字化平台,仅从直接经济效益计算,每年为电力企业节约上千万元是完全可能的.如果考虑故障预测和诊断等提高安全性,防止重大设备损坏或不必要的非计划停运,其经济效益将更加
3、可观.而且,如果进一步提高生产技术的数字化,实现电脑化操作和运行,还可以进一步提高生产的安全可靠性,适应现代化管理的要求,减少运行维护成本,降低工程费用.1 数字化电厂的研究及应用现状数字化电厂的信息范围包括较广,涉及到外部情报信息,内部管理信息.而内部管理信息,又包括电厂资源信息,过程控制信息,电厂设计信息.目前,国内商家提供的一个所谓完整的“ 数字化电厂“ 概念模型 ,主要是“5S“模型,即:DCS,SIS(厂级监控系统),MIS(信息管理系统),SIMU(电力仿真系统),DSS(决策支持系统).数字化电厂“5s“系统各自独立运行于支撑自身的网络系统,通过公用的统一数据平台实现五个系统的无
4、缝集成,从而达到全厂数据的共享.而这五个系统中又以“3S“系统DCS,SIS(厂级监控系统),MIS(信息管理系统)的建设最为迫切,可以说是关键之所在.1.1 分散控制系统(DCS)分散控制系统(DES)t:2 微型计算机为基础,融合了计算机文章编号:1672545X(2o09)11 一 o09202技术,控制技术,通信技术和图形显示技术,实现集中管理,分散控制.它根据火电厂的工艺特性,将控制系统分成若干独立子系统,由相应的分布式处理单元独立完成.DCS 的各子系统分工协作,并行工作,并通过系统通信网络进行数据交换,共享系统资源.DCS 已成为火力发电厂重要的组成部分之一.DCS 完成对设备运
5、行层实时数据的采集,转存储,控制设备生产运行,是一个过程控制系统.据发掘技术和历史数据的保存都存在相当大的运行人员通过 DCS 实现对设备的控制功能,它强调的是运行的准确,以稳定性和安全性为首要目标zl.1.2 电厂监控信息系统(SiS)SIS 是集过程实时监测,优化控制及生产过程管理为一体的电厂管理信息系统.它是建立在 DCS 网络和 MIS 网络之间的一个高速,高可靠性,超大容量的全厂生产过程实时/历史信息网络系统31.依据目前我国电厂的实际情况,SIS 系统应包含如下的功能模块:(1)全厂实时数据显示.全厂实时数据显示功能,一般由过程信息管理软件实现.该软件建立在 SIS 系统功能强大的
6、实时分布式数据库基础上,覆盖整个电厂,电厂的工作人员在任何一台联网的 PC 机上 ,都可以观察甚至创建实时的过程图形,趋势和报告.f2)厂级性能计算和分析.能够为性能计算和能耗分析提供充足的数据资源和灵活的软件平台,具有提供在线性能计算和能损分析,提供全厂的各种效率,损耗以及性能参数等能力.(3)全厂负荷优化分配和调度.监控信息系统应能根据电网调度指令和其他生产调度指令,同时结合本厂主,辅系统和设备运行状态,按照一定的经济性指标,根据一些性能计算和分析的结果,在确保机组安全运行的基础上,实现对全厂负荷的优化分配和调度.(4)主机和主要辅机的故障诊断.监控信息系统可提供基于数据系统的故障诊断功能
7、,通过诊断软件,能够实时分析出主机和辅机设备的故障原因,故障点,并提供排除故障的处理办法.(5)运行优化控制.运行优化系统的设计,是一种符合管收稿日期:2009-0819作者简介:魏三清(1974 一),男,山西长治人,助理工程师,研究方向为电机,变配电电气一次设备故障分析.92装备制造技术)2009 年第 11 期控一体化思想的前沿设计方法,这种方法,不但可以充分利用监控信息系统完备的全厂实时数据库,能够使自身的控制信息在全厂范围内实现共享,更重要的是把运行优化控制从回路级,机组级扩大到厂级,从而给电厂带来更加明显的经济效益,提高电力企业的运行管理水平.(6)设备寿命计算和分析.设备寿命计算
8、和分析系统,可根据工艺系统和设备本体热工测量参数的变化,自动地对恶劣环境工况下工作的重要部件和设备的寿命进行计算,分析和预测;也可定期或按用户要求的周期自动对过程的历史数据进行评估.2004 年 6 月,大唐盘山电厂的 SIS 率先鉴定.第 1 个电力行业的 SIS 标准火力发电厂厂级监控信息系统技术条件已经过审批,将由国家发改委颁发.已形成了一支 SIS开发和应用队伍,这为进一步发展 SIS 的应用及数字化电厂建设打下了良好基础嗍.1.3 信息管理系统(MlS)厂级管理信息系统(MIS)的建设目标,是建设覆盖全厂的计算机网络系统,形成一个安全可靠,数字化的传输网络,实现信息资源共享.MIS
9、根据业务情况,可划分成生产业务系统,企业资产管理系统(EAM),综合信息查询系统,报价辅助决策系统(商业运营管理), 办公自动化系统,系统维护子系统.MIS 子系统的划分,涉及全厂生产,经营,管理的各个环节,可根据功能要求进行不同划分.2 建设数字化电厂的关键问题探讨2.1 设备级数字化问题由于受部分老机组自动化程度的限制,部分设备尤其是辅助设备的数字化水平有待提高.如各辅机的轴承振动,润滑油温,电度等数据均未能进入 DCS,仍然靠人工定时测量并抄录,无法满足设备实时性能计算,故障诊断及状态检修的要求.解决方法:(1)通过软件接口(PIManualIJ0 觯 r)由相关专业运行人员定时将设备数
10、据手工送入 PI 数据库.逐渐发现该方法虽然可以暂时解决问题,但实时性差,不符合数字化电厂实时性能计算的要求.(2)辅机系统作为一个单独的小型控制系统,通过标准接口.直接将实时数据送人 P1 数据库,避免了 DCS 过于复杂,又保证了小型控制系统的简单,可靠及设备的数字化控制.2.2 运行优化技术的不成熟从总体看,火电厂运行优化技术还不十分成熟.由于涉及设备较多,各电厂运行方式不同,优化指标不尽相同,优化目标值及修正系数的确定与个人经验有很大关系,故寻求统一的优化算法有一定困难;另一方面,运行优化技术与厂级监控区域的建设水平相互制约,厂级监控系统的建设,可提供高效的在线试验手段,从而推进运行优
11、化技术的进步.2.3 扩大现场总线控制系统的应用现场总线是用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备,或现场仪表互连的通信网络,是现场通信网络与控制系统的集成.其本质是全新的第 5 代自动控制系统,是开放式的控制网络.现场总线系统有三大特点:(1)全数字.现场级的测控设备都有各自的处理器,输出全是串行的数字码.(2)全开放.以统一标准来规范系统部件的接口,外部连接和相互通信,实现即接即用,不同品牌的同类设备可互换,实现设备供应通用化.(3)全分散.常规控制功能下移给智能化的现场级设备,实现彻底的分布式控制.由于公司老机组及小容量机组较多,要部分或全面实现现场总线控制还需要进一步全面论证.3 结
12、束语电力企业数字信息化建设是一个持续的,不断改进的学习过程,是我国电力企业发展在较长时间内的重要任务.但在建设的过程中,我们必须要摆脱旧的思想模式和管理文化,艰苦努力,坚持与时俱进,改革创新的精神和文化,才能适应信息化的挑战,使电力企业的数字信息建设规范化和科学化,达到效益最大化.参考文献:【1】黄增宏.数字化电厂设计实现的探讨【J】.吉林电力 ,2004,6(12):27-29.【2】章政海.发电厂信息化规划设计研究J】.电力设计 ,2006,(1):414_4.【3】艾进才,房方,王东,等.电厂 SIS 系统的体系结构及应用问题分析J】.工业控制计算机,2007,2O(1):37_42.4
13、】侯子良 ,潘钢.建设数字化电厂示范工程加快火电厂信息化进程【J】.中国电力,2005,38(2):78-80.AStudyandDesignofPowerPlantInformationManagementWEISan-qing(HejinBranchCompanyofShanxiZhangzeElectric,HejinShanxi043300,China)Abstract:Inthepaper,withtheauthor.spersonalexperiencesinpracticalwork,thedigital 印plicationsanditsstatusofpowerplantsaredescribed.Meanwhile,thepurposesandmeansofinformationmanagementofpowerplantareconcludedandthecompletedesignideasofpowerplantarepmposed.Keywords:powerplant;informationmanagement;digital;studyanddesign93
