基于火电厂SIS系统的实时数据库应用研究

基于火电厂 SIS系统的实时数据库应用研究

常永亮 1 李振林 2

1京能秦皇岛热电有限公司 河北 秦皇岛 066000

2河北涿州京源热电有限责任公司 河北 保定 涿州 072750

摘要：随着网络技术和计算机技术的快速发展，我国的电力改革也逐渐深入，国内火电厂也对自身信息化建设逐渐重视起来。希望通过以此来满足电力市场的发展要求，推动企业的改革发展。在安全生产的基础上，是否能最大限度的降低发电成本、发挥机组性能、提高企业本身的市场竞争力和生产管理水平，将成为影响电厂发展的重要因素。在电厂企业信息化建设中，为了实现全场范围内的管理控制一体化和管理信息化，这就需要考虑各个生产控制系统的集成和管理信息系统，同时综合考虑原有的软硬件资源。因此为了优化电厂的经济运行，需要在统一的实时数据库平台上开发高效的高级应用软件来结合指导。

关键词：火电厂；SIS系统；实时数据库；应用；

前言：火电厂厂级监控信息系统（SIS）是主要为火，用以集成全厂的各种控制信息系统，并为管控一体化的实现奠定基础。根据系统功能划分，系统一般包括实时／历史数据服务器、数据采集前端和各种高级应用软件（性能计算、运行优化、故障诊断、负荷分配等）。

一、关于SIS的简单介绍

SIS 即为电厂厂级监控信息系统，其主要是指通过对全厂生产实时数据的采集和处理，来为厂级监控和电厂的高级决策实现现代化提供一种服务系统。SIS 主要是通过建立起一座联系桥梁，使得电厂中各种分散的计算机控制系统与管理信息系统相连接，来实现整个电厂的资源共享，从而为电厂的信息化建设奠定基础。按其功能不同可分为数据采集前端、实时/ 历史数据服务器和建立在数据服务器基础上的各种高级应用软件。就目前国内形势而言，我国的SIS 建设才刚刚处于起步状态，并没有太多可供选择的成熟经验，因此各电厂可根据原有的管理信息系统网络，同时结合电厂自身管理和生产的需要来进行规划。对于一般电厂而言，由于其个个控制系统是分散布置的，这时为进行数据采集就需要采用独立接口机将各个独立的控制系统连接起来，通过数据接口分布采集数据，使得数据库服务器能够进行集中管理实时和历史数据，同时数据接口机还可以缓冲存储实时数据，以保证在数据库服务器出现故障时实时数据不易丢失。工作站上只单独运行单个高级应用，因此一旦工作站发生故障，其对其他工作站不产生任何影响，只会影响本台工作站的高级应用。每台工作站将独立与数据库服务器进行数据通信，通过运算从数据库中读取的运行数据，然后又将运算结果返回保存到数据库中，提高了整个系统的稳定性。

二、基于火电厂SIS系统的实时数据库应用

1.SIS系统对实时数据库的要求。SIS系统作为电力生产过程的综合决策支持平台，要求数据库系统要有并发处理、在线组态查询、海量存储、即时开放等功能。对SIS系统中实时数据库系统的应用提出几点建议。SIS系统中的实时数据库服务器通常与电厂主干网相连，一般为千兆以太网来满足接口机与数据库服务器及客户端三者间大量实时数据传输的要求。为了提高实时数据库的实时响应能力，一般将接口机和数据库服务器划分在同一个虚拟网络(Vlan)内，保证网络通信的效率和安全。将接口机设置在现场控制系统附近，提高现场数据传输的实时性。SIS系统中，实时数据库系统要与多种复杂的控制系统相连接，选择数据库系统时要注意其开放性要好。要能够支持OPC(OLE for Process Controll)规范，用户可以方便地增加oDBC驱动程序，并通过多种应用程序接口(API)、DDE／sQL、现场控件等多种方式。安全性是火电厂实际生产运行中需要首要保证的指标之一。基于系统的实时数据库安全性包括数据安全性和网络安全性。实时数据库平台的数据可以从多方面提高安全级，如设定分级帐户管理、用户权限和数据约束。管理员通过访问数据库用户的级别类型对权限分类。对于高级管理人员开放全部数据和功能，而向一般用户开放部分数据和功能。例如，对于现场需要手工输入的用户，授权其有对手工输入点创建、修改和读取的权限。

2.实时数据库在SIS系统中的应用。SIS系统是全厂实时生产过程综合优化服务的生产过程实时管理和监控的信息系统。其系统构成按功能划分一般包括实时／历史数据库、数据采集前端和各种高级应用软件。(1)实时数据的统一管理(面向实时控制工程)。电力生产的实时数据种类繁多，来源也很复杂。以火电厂为例，从热控、气控到电气、辅机等，有的采用DCS进行生产控制，有的采用PLC或其他控制系统。实时数据库能够通过相关接口与其它控制系统或者关系型数据库相连，统一采集和管理这些数据，以满足全厂各个部门的不同使用需要，(2)实时数据的优化存储(面向实时数据应用)。生产数据的更新速度快，且数据采集点多。一般电厂数据采集可多达数万点，实时数据库能够实时采集数据并对其动态压缩长期保存，同时能够恢复历史数据用作管理分析，(3)实时数据的分析综合(面向管理控制需要)。对于火电厂庞大的生产数据，实时数据库允许用户根据生产需要，通过自带的客户软件开发出相应的二次应用软件，对生产信息作出分析判断，为管理信息系统提供决策依据。

3.选择实时数据库平台。实时/ 历史数据库是电厂厂级监控信息系统的核心，同时也是整个电厂的统一数据平台。由于电厂在生产过程中会产生大量的数据，同时还要求其较高的精度，因此就需要利用实时数据库中实时数据处理的功能，来对这些数据进行存储处理。首先由于数据量大，为了减轻数据的维护量、避免系统数据的不一致性和过度冗长、简化各个应用软件的开发实施，就需要与电厂具有统一的数据库平台，因此实时数据库平台的恰当选择对于火电厂SIS 建设具有重要的意义。选择数据库平台主要是结合以下几个方面因素进行综合考虑：(1) 数据库最大采集标签点数和存储效率。(2) 实时数据库的选择是否具有二次开发能力及其开放性。(3) 系统访问结构。(4) 为了防止潜在的数据丢失，实时数据库应具有数据的容错功能和缓冲功能。(5) 数据备份和安全机制。(6) 实时/ 历史数据库应该具有成熟的接口技术。(7) 可扩展性和可移植性。(8)实时数据库平台已有的应用软件。目前大多电厂已经投入使用一些管理信息系统软件或性能检测软件，但由于其各个应用单独拥有各自的数据库，缺乏统一的规划，使得数据维护存在很大的困难，所以在全电厂建立统一的实时/ 历史数据库平台就显得尤为重要，同时实时数据库平台的恰当选择是首要任务，应参考国外机组的数据库使用经验，在前期做好调研工作，同时结合数据库平台的性价比以及自身电厂机组控制系统的特点进行慎重选择实时数据库平台。SIS 主要有符合分配调度、实时监控和生产管理指导、竞价上网、成本分析、设备状态维修和寿命计算等功能，电厂可以根据自身情况并利用原有的各种应用软件对其功能进行深入开发，同时SIS 功能会在开发应用的实践和电厂的管理和实时生产监控中不断进行完善和充实，随着开发技术的逐渐成熟和应用经验的逐渐积累，SIS 功能也会越来越成熟和丰富，因此SIS 建设是一个渐进过程。

结束语：随着不断对厂级监控信息系统加深认识和了解，我国对SIS 的建设也将会在实践中得到进一步的完善。目前为止，许多电厂为了增强其自身的综合竞争力，及为了提高电厂的经济效益和运行可靠性，都在着手进行SIS 功能的完善和实现数据库平台的搭建工作，许多电厂已经充分意识到SIS建设对于实现电厂管控一体化的重要性。

参考文献：

[1] 火电厂实时数据库监控信息系统的应用[J]. 华东电力,2021,30(12).

[2] 灵武电厂实时监控信息系统[D].2019.

[3]实时数据库及其在电厂监控信息系统(SIS) 中的应用[R]. 电站自动化信息化学术技术交流会议,2018.