建設數字化發(fā)電廠需要具備的條件

2013-10-09 17:18:16 EP電力信息化網　點擊量：評論 (0)

數字化電廠是通過對電廠物理和工作對象的全生命周期量化、分析、控制和決策，提高電廠價值的理論和方法。

數字化發(fā)電廠的原理就是將所有信號數字化、所有管理的內容數字化，然后利用網絡技術，實現(xiàn)可靠而準確的數字化信息交換、跨平臺的資源實時共享，進而利用智能專家系統(tǒng)提供各種優(yōu)化決策建設，為機組的操作提供科學指導。數字化電廠是通過對電廠物理和工作對象的全生命周期量化、分析、控制和決策，提高電廠價值的理論和方法。其作用是可以降低發(fā)電成本、提高上網電量、減少設備故障，最終實現(xiàn)電廠的安全、經濟運行和節(jié)能增效。

　　合理化建設數字化發(fā)電廠要具備哪些要求：

　　數字化管理是指利用計算機、通信、網絡、人工智能等技術，量化管理對象與管理行為，實現(xiàn)計劃、組織、協(xié)調、服務、創(chuàng)新等職能的管理活動和管理方法的總稱。數字化管理有2層基本涵義：一是企業(yè)管理的活動是基于網絡實現(xiàn)的，企業(yè)的知識資源、信息資源和財富可數字化;二是運用量化管理技術來解決企業(yè)的管理問題，即管理的可計算性。通過對發(fā)電企業(yè)數字化管理的研究并結合公司實際情況,提出了按照2個平臺、3個管理區(qū)域的概念逐步建設數字化火電廠的初步想法。公司為大型發(fā)電企業(yè)，公司有8臺發(fā)電機組，總容量120萬kW。生產控制區(qū)(DCS、RTU、FAG)。指生產過程的直接控制和數據采集的區(qū)域,包括機組DCS、水、煤、灰(渣、塵)等輔助控制系統(tǒng)及RTU、FAG等信息采集系統(tǒng)。該區(qū)直接提供生產設備的實時運行信息，是生產實時數據的原始來源。

　　新建電廠普遍建立了SIS和MIS網絡架構，并配置了不少監(jiān)控和管理軟件。但這些軟件尚欠成熟，現(xiàn)場設備級自動采集的信息太少。建議盡快建設數字化電廠示范工程。電廠的數字信息化建設要合理定位。電力生產的目標要做到透明化，其核心是維護工作的科學有效。所以，在電力企業(yè)的數字化建設中應該注重維修過程這個核心，并擴展到運行、計劃等電廠管理的各個方面。這不僅要求數據有強大的共享性和準確及時性，更要求通過整合上升到管理信息水平，給管理人員及技術人員決策提供依據。近年來，盡管電力企業(yè)加大了對電廠數字化的投入，但是沒有真正與我國現(xiàn)狀相結合。由于國內的管理體制與國外差異很大，不能完全照搬國外管理模式。

　　應該在吸收國外先進管理經驗的同時，根據自身的實際情況選擇核心技術為我所用。另外，國外軟件價格昂貴，而且不能充分發(fā)揮軟件的功能。從長久利益來看，電力企業(yè)應該加大同軟件行業(yè)的聯(lián)系，提高自主開發(fā)能力，加快自主開發(fā)適合自己的軟件。網絡安全、軟件技術等問題也需要投入大量精力，才能保障數字化設計正常有效、持續(xù)健康發(fā)展。加強數據管理和數據系統(tǒng)分析。當前，很多企業(yè)在引進了國外先進的軟件和管理制度之后，只知道形式主義的使用，對數據的管理和分析缺乏有效利用。要重視數據的采集，強調定量和定性分析相結合，使數字化電廠的建設走上正軌。數字信息化系統(tǒng)的建立要以提高經濟效益為目的。在未來電力企業(yè)的競爭中，成本競爭和技術競爭將會是發(fā)展的重點。因此，在規(guī)劃信息數字系統(tǒng)時，應該從那些能夠顯著提高企業(yè)經濟效益的方面作為優(yōu)先解決的重點，把增加技術含量、提高核心競爭力作為降低成本和提高經濟效益的根本手段。

　　數據庫平臺。發(fā)電廠是一個復雜的系統(tǒng)，從設計、建設到運行的每個階段，都密切相關又有不同的規(guī)律，所以數據庫平臺的選擇要統(tǒng)籌考慮。發(fā)電廠的數據信息主要分2大類，非實時數據和實時數據。非實時數據來自設計、建設及運行階段的辦公信息，包含以設計、竣工技術資料為對象的圖檔數據、項目管理過程中產生的工程質量、驗收結果、費用等文件和日常辦公數據。實時數據來自發(fā)電機組及其輔助控制系統(tǒng)，包含各種設備的開關量、模擬量及設備狀態(tài)等信息。針對火電廠信息數據分類的特點，建立了存儲實時數據的PI數據庫及存儲非實時數據的關系數據庫(SQL)。對來自生產現(xiàn)場的實時數據統(tǒng)一進入PI數據庫。PI是一套基于C/S的軟件應用平臺，是用于過程工業(yè)全廠信息集成的數據庫平臺。它能夠以數據原型的方式長期在線儲存所有的生產數據，滿足快速、高效地數據采集、存儲和顯示的要求。同時為下一步開發(fā)SIS系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的數據庫平臺。對非實時數據，建立統(tǒng)一的SQL。同時通過PI-ODBC、PI-SDK等接口實現(xiàn)了PI與SQL的無縫連接，充分保證了數據的安全性和可靠性。廠級監(jiān)控區(qū)(SIS)。

　　是基于PI實時數據庫平臺的發(fā)電廠專用的一種信息系統(tǒng)，用以整合電廠各機組、輔助車間的實時生產信息，并為運行管理提供基于優(yōu)化分析的實時生產指導，是介于機、爐、電、熱等底區(qū)系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)之間的“管理控制中間件”。簡單說，SIS系統(tǒng)是實現(xiàn)DCS系統(tǒng)到管理信息系統(tǒng)MIS的橋梁，一般包括5大核心功能：過程監(jiān)視、性能計算、優(yōu)化分析和操作指導、事故診斷、負荷分配。它可以降低發(fā)電成本、提高安全系數，從而提高電廠的整體效益。SIS系統(tǒng)對于中國電力來說是一個嶄新的課題，目前大部分火電廠都持觀望態(tài)度?；谶@種情況，公司一直積極收集多方資料，認真考察各種優(yōu)化計算的數學模型及應用效果，力爭尋求最佳的解決方案。

　　數字化發(fā)電廠的網絡平臺的建設及完善。公司網絡系統(tǒng)始建于1998年，采用的是主干100M快速以太網，中心交換機為BayAccelar1200。隨著網絡應用的日益擴大，網絡信息量迅速增加，大部分網絡設備達到了滿負荷，百兆骨干網已經形成瓶頸，嚴重制約了整個信息系統(tǒng)的發(fā)展。針對以上情況，公司于2002年下半年開始進行網絡改造。為了保證網絡的實用性、先進性與一致性，在改造工程中，主干網絡升至1000M，100M到桌面。根據國家電力監(jiān)管委員會2004年12月公布的《電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定》的要求，建立了獨立的電力調度數據網。該網基于MPLSVPN技術、采用獨立網絡設備和專用物理通道組網，并與其他網絡實現(xiàn)物理隔離。由于火電廠存在個別辦公地點較分散，邊遠設備及邊遠值班點較多等問題，如污水泵房、換熱站及部分三產公司等;同時基于無線網絡方便靈活的特點，綜合考慮性價比后，于2003年10月架設了無線局域網，作為有線網絡的補充，用以解決信息孤島的問題。隨著網絡應用的逐步深入，生產區(qū)域的網絡安全問題日益重要，為進一步完善網絡管理，充分保證生產控制區(qū)域的絕對安全，于2005年單獨隔離生產區(qū)域網絡，做為SIS網絡的基礎。SIS系統(tǒng)是由網絡通訊系統(tǒng)、服務器、工作站、存儲設備、網絡安全設備、接口設備、操作系統(tǒng)、數據庫系統(tǒng)等集成起來的一個獨立網絡，為實現(xiàn)SIS各項功能建立的一個專用網絡運行平臺。至此，公司所有信息點全部實現(xiàn)分類聯(lián)網，信息交換速度有了極大的提高，網絡運行安全可靠，為建設數字化發(fā)電廠搭建了穩(wěn)固的網絡硬件平臺。

　　數字化發(fā)電廠的建設是一個形成系統(tǒng)的過程，但在開發(fā)過程中，許多出于局部利益的問題影響了系統(tǒng)的統(tǒng)一性。隨著企業(yè)的不斷發(fā)展，管理理念發(fā)生了變化，企業(yè)的管理信息系統(tǒng)也隨之改變。最初的MIS系統(tǒng)僅僅是企業(yè)的一個管理業(yè)務的模擬，而現(xiàn)在的管理信息系統(tǒng)要對企業(yè)的生產和管理的全過程實施管理，包括：物資信息、管理信息以及資金信息等，它包括生產過程管理的優(yōu)化、人才資源和資金的管理優(yōu)化、物資資源的合理利用、成本核算等。同時根據企業(yè)的實際情況,對經營目標、生產目標和發(fā)展規(guī)劃提出管理要求，對整個企業(yè)形成閉環(huán)管理，尋求整體最優(yōu)管理。該區(qū)是建設數字化電廠的始點，也是終點。隨著公司現(xiàn)代化管理水平的提高，部分原有的信息應用系統(tǒng)已經不能適應公司發(fā)展的需要。根據發(fā)展規(guī)劃，我公司重新組織開發(fā)了管理信息系統(tǒng)，并對原有子系統(tǒng)進行了整合，包括：設備管理、物資管理、財務管理、人事管理、運行管理、班組管理、生產日報、計劃管理、圖庫管理等模塊，大大提高了公司的綜合管理水平，促進了企業(yè)新的機制的形成，真正把信息化建設與企業(yè)經濟效益緊密地聯(lián)系在一起。