建设真正意义上的数字化电厂

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1、建设真正意义上的数字化电厂（FCS的作用）摘要：本文简介数字化电厂，介绍SlS在数字化电厂中的作用，重点介绍数字化电厂的基础FCS。论述FCS用于机组级控制的设计原则及用于1000MW等级火电机组的全数字现场总线控制系统的研发。关键词：数字化电厂SISFCS机组级控制设计原则一、概述“信息化带动自动化，自动化促进信息化”，信息化的基础是数字化，全面建设信息化电厂的第一步必须首先建成数字化电厂。当前我国火电厂厂级和机组(车间)级这二级已经实现数字化，而现场控制设备级绝大部分尚未实现数字化，其信息化也就无从谈起了。现场总线技术有望解决这一难题。数字化电厂的概念是二十世纪末期才开始出现，是在

2、引进国外电厂设备和技术的过程中，伴随信息化技术革命和网络化技术的普及而引入，国内工程技术人员开始认识并进行研究。数字化电厂的概念，是一个动态发展的概念，目前并没有形成完善的统一体系，其实现过程仍处于研究和摸索阶段。有一点是明确的，即：建设数字化电厂的目的是使发电企业效益最大化。数字化电厂是在传统的火力发电厂的基础上发展起来的，它通过应用一系列先进的科学技术、融入现代化的管理思想，旨在解决火力发电厂管理粗放、水平低下、发电能耗高、污染物(气、水、渣)排放严重、辅助系统运行不稳定、设备故障率高、控制与保护系统投入率低、运行人员多的现状，最终实现火力发电厂现代化的运营和管理，达到企业运营成本

3、最小、发电能耗最低、污染物达标排放、设备可用系数高、人均产值高的目的。数字化电厂结构模型可以划分为三个层次，两个支持系统，具体是：三个层次分别是直接控制层、管控一体化层、管理决策层；两个支持系统是数据库支持系统和计算机网络支持系统。三个层次，两个支持系统有交叉与渗透，分别在电厂内下列五大系统中体现。①DCS(控制系统一大型电厂基本都采用DCS系统(含：FCS)，故以DCS作为炉、机、电及辅助系统控制系统的“代表词”)②SIMU(电站仿真系统)③SIS(厂级监控信息系统)④MIS(管理信息系统)⑤DSS(决策支持系统)电厂内五大系统中，重点论述SIS的作用与发展瓶颈。二、SIS一厂级监控

4、信息系统为说明SIS作用，先介绍MIS,MIS(ManagementInformationSystem管理信息系统)是数字化电厂建设中的关键系统，主要为全厂运营、生产和行政的管理工作服务，完成设备和维修管理，生产经营管理(含：电力市场报价子系统)、财务管理等功能。MIS包括两个层次的内容：第一是数据传递、汇集的自动化：第二是以成本核算和资源集成为出发点，对管理数据进行加工、整理、发掘和分析，是企业实现利润最大化的最佳决策管理平台。而SIS(SupervisoryInformationSystemforPlantLevel)可理解为MIS的一个重要生产过程管理功能模块。SIS是火电厂建立

5、全厂生产过程实时／历史数据库平台、为全厂实时生产过程综合优化服务的实时生产过程监控和管理的信息系统。SIS系统一端是底层控制系统(DCS／PLC／机组仿真系统)，另一端是MIS系统。SIS系统它是数字化电厂达到其最终目的重要“桥梁”。SIS通过下列一些应用模块的运行来实现其功能。2.1SIS的应用模块应用模块主要有：(1)实时数据分析与处理模块，这是SIS应用的基本模块。(2)性能计算与能损分析模块，是SIS高级应用功能中最有代表性的模块。(3)工况分析模块，是一种独特的优化运行方法。(4)运行故障诊断模块，代表了一种智能化运行故障诊断方法。(5)吹灰优化模块，是一个实用的优化运行模块

6、。(6)参数劣化分析模块。(7)实用化的负荷优化分配模块。(8)机组运行状态评估模块。2．2SIS的瓶颈上述SIS模块应用效果如何。目前业内对SIS有一种说法：SIS投资高，效益低，是锦上添花。甚至说SIS纯粹是赶时髦、浪费。支持这说法的依据是：上述SIS应用模块不起作用，SIS目前的功能完全可以分散给DCS与MIS去完成，投资SIS完全没有必要。这一说法是有点偏激，但从另一个角度来看，似乎有点道理。上述SIS应用模块，即应用软件目前是有不尽人意的地方。原因是多方面的，笔者以为有一点是十分重要的，作为应用软件应该是由关键的两部分组成，一是专家系统，二是实时信息，其中实时信息是基础。没有

7、足够有效的实时信息，任何一个有经验的优秀工程技术人员也很难编制出实用而有功效的应用软件。SIS是一个准实时监控系统，SIS侧重点是实时生产过程管理和监控，对实时性要求高，SIS的实时性要求比MIS高，比DCS略低。对实时性要求之所以比DCS略低，其原因是SIS应用功能目前大多数是开环的，如果实施闭环，例：电厂负荷非直调方式一中调把全厂负荷发给电厂，电厂按优化分配算法把负荷分配给每台机组。如果SIS中的这一功能真正实现闭环，将取得明显的经济效益。