智能电厂信息一体化平台建设研究

智能电厂信息一体化平台建设研究

国新毅1卢伟2张辉3

(山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013)

摘要：本文针对分散控制系统（DCS）、厂级监控信息系统（SIS）和电厂管理信息系统（MIS）的功能和配置，提出了将信息系统进行整合，建立一体化数字管理平台的设想方案，并对此进行论述，以期达到系统配置优化、降低工程造价、提高系统可靠性和信息共享有效性、提升电厂管控一体化水平的目的，为智能电厂全厂信息一体化平台的建设提供多系统数据融合，全面实现基建期、生产运营期数字化管理、数字化决策要求。

关键词：SIS、MIS、智能电厂、一体化

0引言

近年来，随着能源结构改革，电力能源企业纷纷向智能化、智慧化转型，电厂智能化将是未来的发展方向，开展智能电厂建设将提高新建工程的智能化水平和技术含量，提升项目核心竞争力和安全保障能力。智能电厂是适应我国电力改革的产物，电厂信息一体化建设顺应智能电厂发展趋势,必将成为今后发电企业发展的重要方向。

1全厂信息系统一体化设计的可行性分析

DCS、SIS、MIS是电厂主要的生产管理系统。DCS实现电厂自动化控制，SIS实现机组性能指标计算，MIS实现电厂运行管理。目前国内新建电力项目厂级监控信息系统（SIS）主要实现厂级\机组级性能计算、小指标考核等基本功能。而《火力发电厂厂级监控信息系统技术条件》中规定的其他功能，如运行调度指导、设备状态监测与故障诊断、在线性能实验等功能，在目前已实施的SIS系统中并没有完全实现或实现效果不佳。电厂管理信息系统（MIS）是电厂运行管理支撑系统，包括设备管理、运行管理、检修管理、物资管理、燃料管理等功能。随着集团管理的集中化、节约化，集团将通过实施集中部署的企业资源管理系统（ERP）逐步替代电厂侧MIS系统。

国外虽然没有SIS的概念，也没有把电厂管理系统划分为和SIS和MIS，但根据电厂提高经济性和管理水平的需求，在提高DCS性能的同时，提供一系列模块化的优化控制和管理软件，供用户自行选择。这些应用软件有些可在DCS中运行,有些可在标准的PC机和WindowsNT平台上运行。例如SIEMENS公司的电站信息技术解决办法包括了机组控制回路优化软件、实时/历史数据库、电厂生产管理系统软件、电厂运行优化软件、高层协调管理软件等，这些软件已经在国内火电厂中得到应用。又如ABB公司的OPTIMAX，它包括了机组性能计算和分析软件、预测检修软件、锅炉寿命计算和监视软件、汽机寿命计算和监视软件、电厂生产优化软件、基于模型的诊断专家系统软件、设备测试软件等。其他DCS厂商也大都有类似的应用软件。近年来，随着DCS技术的发展，DCS的存贮容量、运算能力和运算速度己经大大提高，可完成更复杂的运算和功能，并己具备许多先进控制算法模块，上述许多过程优化和管理软件也可在DCS平台上运行。而通讯技术的发展，使DCS可以和许多第三方计算机控制系统方便地实现无缝的连接，从而将DCS系统延伸到厂级管理层。因此，引导和促使DCS系统提高和完善应用软件设计水平，采用本身或第三方的过程优化和管理软件，将加速火电厂过程优化和管理软件的应用，更有利于电厂综合自动化水平的提高。

因此，在规划和实施火电厂综合自动化过程中，如果淡化“SIS”的系统概念，根据采用的生产过程优化和管理软件，灵活地选择计算机平台和通讯网络，将降低投资并加速过程优化和管理软件的推广应用。如果借鉴国外的作法，不追求完整的系统，而是根据电厂的需要，采用已经取得成功经验、安全经济效益明显的优化和管理软件，并配置相应的计算机平台,将会更容易地取得希望的经济效益。SIS、MIS一体化系统的建设，就是要通过管理信息系统，利用先进的管理方法和技术手段，获取信息资源、优化业务流程、提高管理水平，实现动态经营分析、即时成本管理，从而辅助经营决策，最终达到降低运营成本，提高经济效益的目标。

2智能电厂信息一体化平台架构

2.1网络架构

智能电厂网络架构包括控制层(包括单元机组及公用设备分散控制系统、电气一体化监控系统、远动RTU等)、接口层（包括核心交换机、数据服务器、各种应用服务器及接口站等）、管理应用层（主要包括内、外网的管理客户端）。

2.2功能架构

智能电厂从整体架构上由七部分组成，包括智能化基础、数据中心、数字化工程、智能控制、智慧管理、辅助系统、决策辅助。如下图所示。

2.3信息安全防御架构

智能电厂将现代信息通信技术与发电厂运营紧密结合，构建高速宽带的信息通信系统，在“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”指导下选用信息安全策略及措施，合理设计、建设、维护、管理网络通信系统，保证信息高效交互，实现具有在线监测与主动防御能力。

智能电厂横向划分为生产控制大区（包括安全区I、安全区II）和管理信息大区（安全区III、安全区IV）。生产控制大区由控制区（安全区Ⅰ）和非控制区（安全区Ⅱ）组成。控制区指具有实时监控功能，纵向连接使用电力调度数据网的实时子网或专用通道的各业务系统所构成的安全区域；非控制区指在生产控制范围内由在线运行但不直接参与控制，纵向连接使用电力调度数据网的非实时子网的各业务系统所构成的安全区域。管理信息大区指生产控制大区以外的电力企业管理业务系统的集合。安全区Ⅰ与安全区II之间采取逻辑隔离，生产控制大区与管理信息大区之间采取单向物理隔离。

3一体化信息平台优势

全厂一体化信息平台能够为电力企业提供一个高度集成、工作协同的一体化工作平台,主要具备以下优势:

1)实现管、控一体化，强化生产运营管理，生产设备实时与生产经营结合，加强企业生产经营的管控。

2)生产设备实时状态与设备检修工作紧密结合，在设备实时监视的同时融合设备管理的策略，生产设备运行过程与结果可控、在控。

3）支持设备的不断优化。实时数据库与管理数据库相结合，形成集团设备知识库，以知识库知道设备可靠、经济运行，不断优化设备运行。

4）生产实时数据与经营绩效相结合，实时反映生产绩效和运维成本，实现绩效成本控制，强化经营风险管控，提升企业绩效管理水平。

4结论

综上所述，建设智能电厂已成为当前发电厂自动化领域主要发展方向，合理设计SIS和MIS平台对于发电企业建设智能化电厂至关重要。厂级信息一体化技术，消除了MIS与SIS之间的信息瓶颈，提高了企业的管理效率，为建设智能化电厂创造有利条件。

参考文献:

[1]张冰.火电厂厂级监控信息系统(SIS)设计规范化研究[D].企业技术开发2016(7).

[2]王聪生.电厂信息系统的规划与设计[D].中国电力2005(6).