电厂SIS系统简介

电厂SIS系统简介.....................................................................

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我国电力体制改革－网厂分开，竞价上网对电厂管理也提出了更高的要求，在电厂企业信息化建设中，需要高度重视整合企业软硬件资源，综合考

虑管理信息系统和各生产控制系统的集成，实现全厂范围内的管控一体化，如

下图：

当前MIS系统和生产控制系统在可靠性、安全性等方面存在显著差异，因此直接将各控制系统与MIS系统耦合是不恰当的，这就需要在生产控制系统和

管理信息系统之间建立起沟通的桥梁，同时需要搭建能够对电厂性能进行实时

监控的高级应用软件，以此提高发电企业的整体市场竞争力。

通过将各机组控制系统及相关辅助系统和公用系统等联成一体的通讯网络，组成厂级管控一体化的实时监控信息系统（SIS），同时在SIS的基础上

建立以降低发电综合运营成本的企业经营管理系统，可有效地提高机组运行的

安全性、经济性和可靠性，延长设备使用寿命，减少重大事故的发生，以提高

发电企业整体效益为目的，为管理层应用提供可靠的实时运行数据，为电力市

场运作下的发电企业提供更科学准确的成本信息和报价信息，从管理角度帮助

企业控制成本，使企业领导层的经营决策依据充分更具科学性。

SIS部分

火电厂厂级监控信息系统（Supervisory Information System，简称SIS）是为火电厂全厂实时生产过程综合优化服务的厂级监控管理信息系统，SIS将

成为电厂MIS（属于厂级管理现代化范畴）和各种分散计算机控制系统的桥梁，

它既是厂内单元机组DCS和公用辅助车间级自动化系统的上一级系统，又向

MIS提供生产实时数据以支持MIS的需要，它集过程实时监测、性能优化及生

产过程管理为一体，从而在整个电厂范围内实现信息共享，真正做到管控一体

化，全面提升发电厂的整体效益和现代化管理水平。

该系统的重要特点的是，在实现厂级生产网络互连和生产过程数数据集中管理

的基础上，通过智能化的数据挖掘和信息融合，开发出多种高级应用软件，如

厂级综合性能计算和生产成本实时分析软件、设备故障诊断和寿命评估软件、

机组和厂级优化软件、以及厂级负荷优化分配软件等。

该系统的实施，一方面实现了全厂生产过程控制网络的互连，实现各类设备和过程信息的实时集中管理，有利于电厂运行总值长和厂长、总工及各类管理人员随时随地查看全厂生产过程和运行工况，及时调度和处理有关事故或设备缺陷，提高了企业经济效益和管理水平；另一方面，通过基于数据挖掘和信息融合技术，研究开发的高级应用软件，智能化生成电力生产过程的专家知识，进行实时成本分析，指导电厂机组的优化运行，对设备进行检修诊断及相应关键设备寿命进行监测管理，这对于减少电厂机组的事故率、保证机组的安全经济运行所产生的经济效益无疑是巨大的。

SIS软件的组成

实时数据库

实时/历史数据服务器是整个SIS系统的软件平台，实时/历史数据库存放的是工业现场产生的采集频度为秒一级的采集密度高达数万点的带时间标签的实时及历史数据，这些数据来自于各类自动化系统，数据之间关联性不大但却反映着工业现场设备的特性和生产运行状况，因此一方面要求该数据库具有高速处理海量实时数据的能力，另一方面又要求该数据库具有较高的历史数据压缩存储能力，既能够将海量的历史数据以较高的压缩比和精度进行存储，同时又能够在需要时以极快的速度进行数据提取和历史数据恢复

高级应用软件

全厂生产过程网络互连和实时/历史数据库为高级应用软件的研究构建了理想的硬软件平台，SIS系统实现的成功与否主要取决于高级应用软件功能的实现，系统一般包括如下子系统：建立如厂级性能计算软件、机组运行能损实时分析软件、故障诊断软件、系统操作运行指导软件、设备寿命和状态分析软件以及厂级负荷优化分配软件等。其中包括运用模糊数学、神经网络理论与方法，建立设备状态（经济与安全）评价准则与方法；建立多扰动因素同时存在时反应机组动、静态特性的能损分析理论；使用数学优化理论，探讨运行应达基准的确定方法（机组最优工况的确定）；建立可调整、相对老化（检修能损）、绝对老化和不可调能损（如负荷率、环境温度等）的诊断模型；设备寿命分析与管理研究；运用人工智能技术，全面表现运行人员运行经验和专业技能，对运行参数的异常原因分析；参数异常原因自学习与自适应分析技术；运用现代

数学分析以及统计方法，根据运行实时数据，实现机组特性的自学习与自校正；人工智能技术在专家系统中应用等。

在SIS系统建成后，基于实时/历史数据库可以建立许多高级应用项目，实时/历史数据库不仅作为各应用软件的数据来源，而且还可以作为各应用软件的数据存储备份工具。由于建立在统一的数据库平台基础上，各应用软件的开发变得相对简单，不再重复与下层各控制系统之间的数据接口和自身的数据存储备份。

我们对系统挂接的高级应用软件主要由如下几部分模块组成：性能指标适时数据测算与分析、运行能损适时分析、运行统计分析、运行及故障诊断分析、优化分析。（参见下图）

机组性能监测与优化系统软、硬件平台完全建立在实时/历史数据库（图中椭圆所示，包括MIS时时数据/键盘输入数据、水及水蒸汽物性计算数据等）；其次将机组性能试验得出全厂每台机组在变负荷运行工况下各种关键指标的基准曲线在软件中反映出来；另外增加和调整了一些关键测点，建立了一系列数学模型，对实时信息进行处理，完成性能监测与优化软件系统。

SIS软件的主要功能

(1)机组性能指标测算与分析

机组性能指标测算与分析模块建立在机组主、辅机性能计算模型基础上，能够实时提供全厂各机组包括主辅机设备的能量转换效率及性能指标（如加热器端差等）的在线测算结果，为机组的优化运行和考核评价提供定量依据。(2)机组运行能损实时分析

机组运行能损实时分析模块建立在耗差分析模型基础上的机组运行能损实时分析模块，能够实时提供单元机组包括主辅机设备的当前运行参数与基准值的偏差以及相应的能量损失的在线测算结果，为指导运行人员的操作并将机组调整在其最佳的工况下运行提供定量依据。

(3)机组运行统计分析

机组运行统计分析模块，能针对全厂机组主辅机设备运行参数的历史数据进行分析，并提供相应的统计分析结果，满足运行管理人员对机组运行状况评价和对运行人员操作技能和水平考核的需要，亦可为确定机组的安全、经济运

行工况提供定量依据。

主要功能如下：主要运行参数的考核统计（按小时、班、日、周、月、年的时间间隔，提供主要运行参数的平均值、最大值和最小值）；主要运行参数的越限时间考核统计（按小时、班、日、周、月、年的时间间隔，提供主要安全监督参数的正、负越限统计值）；主要运行参数的超限数值考核统计（按小时、班、日、周、月、年的时间间隔，提供主要经济考核参数的正、负超差统计值）。

(4)单元机组运行及故障诊断分析

建立在专家系统基础上的单元机组运行及故障诊断分析模块，能够在机组性能分析数据、能损分析数据和统计分析数据的支持下，综合设备运行参数的异常征兆，对单元机组设备的异常或故障的提供诊断分析结果，为运行人员及时发现设备故障提供定量依据。主要功能如下：汽轮机真空系统故障诊断*1（对机组真空系统的相关异常或故障进行诊断），回热加热器水位异常诊断*1（对高、低压加热器的疏水异常、传热异常等进行诊断），锅炉汽水参数异常诊断*1（如主汽温度、主汽压力、再热汽温等参数的故障树分析），锅炉风烟参数异常诊断*1（如排烟温度、排烟氧量、飞灰含碳等参数的故障树分析）。

(5)机组优化分析

机组优化分析模块，能够在机组性能分析数据和统计分析数据的支持下，运用运筹学优化理论，对机组或辅机设备的运行方式和可控参数（主蒸汽压力、主蒸汽温度（再热蒸汽温度）、高压缸效率、小机耗汽率、排汽压力（循泵功率）、给水温度、过热器减温水量、（再热器减温水量）厂用电率、氧量、排烟温度、空预器出口CO、飞灰含碳量）提供优化解，指导机组或者辅机设备的经济运行。主要功能包括单元机组优化负荷分配；单元机组起停方式指导；（循环水泵的优化调度。）

作为后续功能，此系统还将包括更完善的建立在特种传感器基础上的锅炉燃烧优化指导模块；更完善的设备运行及检修状态的评价模块；设备运行安全性评价模块法；机组运行状况的分析与优化模块；机组重要设备疲劳及蠕变寿命分析与管理模块；运行参数的异常原因分析模块；机组运行性能的自学习与自校正实现优化指导运行的模块等。