电厂厂级监控信息系统的实现方案与应用研究

2013-12-02 14:48:13 电力信息化　点击量：评论 (0)

摘要：简述电厂厂级监控信息系统（SIS）发展的基本现状，提出了电厂SIS总体设计方案，对SIS的系统功能、硬件构成、软件开发、功能实现以及系统安全等方面作了探讨。并对SIS在工程应用中的网络架构方案、实时数据

摘要：简述电厂厂级监控信息系统（SIS）发展的基本现状，提出了电厂SIS总体设计方案，对SIS的系统功能、硬件构成、软件开发、功能实现以及系统安全等方面作了探讨。并对SIS在工程应用中的网络架构方案、实时数据库软件选型原则、接口实现方式与数据采集范围等关键技术进行了分析和总结。以便为我国新建电厂和老厂改造的SIS设计、选型、规划提供一定的参考经验。

1．概述
随着电力行业改革的深入和市场经济的发展，为争创一流、提高自身的竞争力，越来越多的电厂在规划阶段就将厂级信息监控系统(SIS)纳入到全厂的自动化系统中，同时，已经投入运行的一些大型火电厂也纷纷在增配SIS和功能,而很多老厂为挖掘降低发电成本的潜力，也在积极上SIS项目。在2000年国家经贸委颁发的《火力发电厂设计技术规程》第l2.10条“厂级监控和管理信息系统”中明确规定，“当电厂规划容量为l200 MW及以上、单机容量为300 MW及以上时，可设置厂级监控信息系统。”

SIS是电厂自动化系统中的一个崭新领域。SIS之所以被作为一项重要的应用项目提出来，除了需求的因素外，还在于它的技术基础计算机技术的发展和电厂分散控制系统（DCS）应用的日益成熟。从目前应用情况看，国内外均处于起步阶段，国内有能力开发这类软件的单位较少，大多数处于开发研究和试验阶段，真正成熟的、能应用于市场的产品很少，这与DCS推广应用阶段时国内没有经验、但国外早已有成熟应用经验的情况不同^[1]。值得庆幸的是，目前国内部分科研院所和高校对电力市场需求反应很快，及时地投入SIS的开发研究和工程应用，其中，热工研究院为石咀山发电厂开发了SIS，华北电力大学为大唐盘山电厂开发的SIS也已研制成功。尽管从当前情况看，几套系统都还不太完善，但这仍会对我们的工程设计提供许多有益的借鉴。

2． SIS的设计方案
2．1 SIS的架构
一般 SIS由通信网络、SIS接口机、SIS实时/历史数据服务器、SIS功能站和建立在数据服务器上的各种应用软件组成。如图1所示为一种典型的电厂SIS网络结构。
（1）通信网络：该网络采用了分层分布式设计，整个SIS分为上下两层，上层为SIS应用层网络，挂接SIS层各应用服务器。下层为SIS接口层网络，采用独立接口机连接各个独立控制系统进行数据采集。通过分层式设计，一方面便于分散通讯负荷，最大限度地减少系统间的通讯连接，平衡服务器和不同客户机之间的数据流量。提高各层通讯效率和网络可靠性；另一方面也可以通过数据服务器进行技术和通讯协议，上层技术选择强调开放性，而下层则更强调与下层各控制网络的互通性。实时/历史数据服务器可以根据重要性考虑冗余配置。在技术实现上两层独立网络既可通过物理网络实现，又可以通过VLAN(虚拟网络)实现^[2]。当然，结合具体电厂的工程实际，如果SIS层的应用软件不多且数据通讯量不大，则可以考虑上下两层合并成一个网络。

（2）SIS接口机：SIS作为厂级自动化系统的核心，其所需的所有生产过程实时信息和参数均从下层控制网络中以通讯方式获取。接口机作为实时/历史数据服务器与控制系统之间的桥梁具有十分重要的作用。采用分布式接口机方案后，一方面利用接口机的缓冲功能，防止数据服务器故障时丢失数据：另一方面单个接口机的故障不会影响到其它控制系统的数据采集。更为重要的是，通过在接口机上进行合理配置，可以保证下层控制网络的稳定性和可靠性不受SIS层网络干扰。　　
在SIS和电厂管理信息系统（MIS）的互连上，鉴于MIS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耦合是不恰当的。采用直接在实时/历史数据服务器与MIS关系数据服务器之间建立高速双向连接，SIS和MIS分别采用独立的网络，期间通过SIS和MIS各自的数据服务器之间互连和交换信息，这样SIS网络上的应用只需与实时/历史数据服务器连接，而MIS的应用只需与MIS关系数据库服务器通讯，二者可以实现有效隔离，相互影响很小。从而减少通讯的复杂性，提高了网络的独立性、可靠性和快速性。