辛耀中:融合需要理性
CIT:您如何看待自動化與信息化的融合這一提法?
辛耀中:在電力系統,自動化是指電力生產過程的自動化,泛指電力系統中的變電站、發電廠及各級調度中心的各類自動控制系統,屬于自動化控制技術領域。信息化主要指企業管理系統的信息化,泛指企業的經營管理,政府機構或事業單位的綜合管理,如辦公自動化(OA)、管理信息系統(MIS)等。所以,自動化和信息化這兩個概念的內涵是完全不一樣的,不能混淆,也不宜講融合。
CIT:您如何理解電力行業的管理信息化與生產自動化之間的關系?
辛耀中:電力生產自動化與企業管理信息化的共同點是都基于計算機技術和通信技術,將計算機和通信技術用在生產控制過程中稱為自動化,用于企業經營管理稱為信息化。一般也將計算機技術和通信技術統稱為信息技術,廣義的講,只要用計算機、通信、IT技術的領域都可叫信息化,所以廣義的信息化可以包含自動化。然而,從安全角度考慮,信息化與自動化不能融合。電力生產控制自動化系統(如電網調度自動化、變電站自動化、發電廠監控系統等)直接涉及電網控制,直接影響電力系統安全穩定運行,其安全等級較高;而管理信息系統不直接影響電網安全,安全等級較低,大多與外部因特網有聯系,即使有安全隔離設施,其安全強度也不高。為了確保電力生產控制系統的安全,國家電監會頒布5號令《電力二次系統安全防護規定》,明確提出了“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”的總體安全策略,要求生產控制系統與管理信息系統之間必須采用有效安全隔離措施,而且生產控制系統必須采用與部完全隔離的專用數據網絡,橫向和縱向邊界必須采用高強度安全設施。因此,需要高強度安全隔離的自動化系統怎么能夠與安全強度較低的信息化系統融合呢?生產控制系統和管理信息系統之間的強安全隔離,被有些人說成信息孤島,這完全是誤解。
我一直不同意“孤島”這個說法。臺灣、海南稱為島,亞洲大陸、美洲大陸還叫島嗎?與信息孤島相對應,電力系統有兩個“大陸”:一個是生產控制系統的大陸,另一個是管理信息系統的大陸,電力系統所有的應用,要么屬于第一個大陸,要么屬于第二個大陸。這兩個大陸之間需要非常強的安全隔離措施。為什么這樣強調安全?因為生產控制系統直接涉及電網安全,電網直接影響國民經濟、人民生活和社會穩定,電網安全是國家安全的一部分。生產控制系統弄不好就會造成大面積停電,非常危險;管理信息系統出問題,可能影響也很大,但不會直接造成大面積停電事故。這兩類系統的性質和意義,以及對國家和社會的作用完全不一樣。因此,自動化和信息化融合的提法不太確切。
CIT:為什么信息化與自動化的融合這個提法不太確切?
辛耀中:自動化和信息化的概念本質不同,適用領域各異,安全等級差異很大,如果要強行融合到一塊,會出現怎么樣的結果呢?如果把管理信息系統的安全防護等級提高了,則增加了總體成本,喪失了方便性和靈活性,沒有意義。反之,如果把生產控制系統的安全防護等級降低了,則會引起很多安全問題,違反國家有關安全規定,可能造成嚴重安全后果。
IT技術是可以通用的,但是這說不上融合。用于生產控制的IT技術和用于管理信息的IT技術,本身都屬于計算機、通信技術,都采用服務器、操作系統、數據庫、路由器和交換機等,但是這些技術應用的特點大不一樣。
生產控制系統有三個重要特征:第一個是實時性,指秒級或毫秒級的實時性,管理信息系統不需要這樣的實時性;第二個是安全性,安全防護等級很高,比管理信息系統的安全等級高。第三個是可靠性,社會要求電力系統連續可靠供電,一年365天都不能停,萬一停電就是事故,所以生產控制系統也必須連續可靠運行;而其他行業,如制造業的自動化系統,可以在生產的間隙進行檢修,銀行金融領域的計算機系統,可以晚上或節假日停下來檢修。電力生產控制系統的實時性、安全性、可靠性,與管理信息系統的特點完全不同。如果辦公自動化系統也達到這么高的實時性、安全性、可靠性,不是不可能,實在是不必要,即使能夠提高安全性,就要犧牲系統的靈活性和方便性,而這恰好是管理信息系統的顯著特點和追求目標。安全性和方便性是一對矛盾,生產控制系統強調安全性,不惜犧牲一定的方便性以確保安全,管理信息系統則更強調方便性,要求在一定的安全程度下應盡可能方便。比如,你使用的筆記本電腦,可以無線上網,可以收發郵件,可以移動辦公,的確很方便,因為這是應用在管理信息領域。但是生產控制系統中絕對不允許這么用,因為這太危險,很容易受到病毒等惡意攻擊,存在嚴重安全漏洞。辦公自動化系統需要讓人感到方便靈活,其對安全性和可靠性的要求就相對較低。從技術角度看,IT技術是可以通用的,自動化和信息化都采用,但因此就說二者技術融合不確切。這只是個人觀點,可以廣泛討論。
CIT:您如何評價目前熱議的電力電子這一概念?
辛耀中:電力電子是把電子領域的基本概念和技術引入到電力領域,電力電子也是一個矛盾的整合體。電子領域的半導體技術,是計算機和通信技術的基礎,是整個IT技術的基礎,也是當今信息社會的重要基礎技術。電力系統要求降低輸電損耗,如研究超導技術,將導體的電阻降低到零,但超導技術目前的成本還太高;現有輸電線路為降低導線的電阻和電抗,一般50千伏采用四分裂、1000千伏采用八分裂導線,同時減少了電暈損失和噪聲。我們知道,半導體的電阻比導體要大得多,將半導體技術用于電力系統,主要是用它的可控性。電力電子技術近些年發展很快,在低壓領域主要用于整流濾波、開關電源、變頻調速等方面;在高壓領域主要用于直流輸電、無功補償、固態開關等方面。目前高壓電力電子設備需要將成千上萬個二極管串并起來才能適應高電壓和大電流,成本較高,損耗較大,故障率較高,但它為電力系統提供了快速、靈活控制方式,對現代大型電力系統的動態穩定控制非常重要。電力電子技術確實是電力技術和電子技術相融合產生的新技術,這與信息化和自動化技術相比,雖有相似之處,還不完全一樣。電力電子是用弱電的概念,來解決強電的問題;自動化和信息化均采用通用的計算機通信技術,分別解決生產控制的問題和管理信息的問題,還不是兩類技術的融合。
CIT:您怎么看待電力企業管理信息系統和自動化系統各自的價值和意義?
辛耀中:電力企業管理信息系統和電力生產自動化系統從業務的角度看,它是有關聯的,但不是融合。因為自動化技術是為了解決電力生產控制環節的問題,如調度自動化、自動發電控制、自動電壓控制、繼電保護、安全自動裝置、DCS系統等,都是整個電力生產過程中的必要環節,從發電廠的鍋爐、汽機,到發電機組,從變電站、配電所,直到最終用戶,自動化技術已經融入電力生產的各個環節,各類電力設備都采用基于微處理器自動控制,現代大電網已經不是僅靠人力就能保證安全穩定運行了,自動化已經成為電力生產過程中不可須臾或缺的重要組成部分。管理信息系統主要解決企業經營管理方面的問題,如財務管理、設備管理、資產管理、人力資源管理、營銷客戶管理、辦公自動化、工作流管理、企業門戶等。雖然自動化和信息化兩者性質完全不同,但還有數據聯系。自動化系統的大量實時數據,主要用于生產控制,但對企業經營管理也很寶貴,尤其是涉及全局性的統計分析數據,需要按一定周期導出到管理信息系統,管理信息系統不需要的秒級實時數據,兩類系統之間必須進行有效的安全隔離。
電流每秒鐘跑30萬公里,看不見又摸不著,只能用自動化技術來控制,電力系統從70年代開始將計算機用于自動化,到現在已經發展到第四、第五代。信息化是從90年代才開始普及,還走了一些彎路,前些年多在搞辦公自動化、電子商務、電子政務等,與生產過程基本沒有關系,花了好多錢,看不到效益,形成惡性循環。
CIT:您如何看待電力行業的信息化和自動化二者的未來發展方向?
辛耀中:自動化從初期應用發展到現在電力生產的必要環節,經歷了很長時間的實用化過程,只有把基礎自動化和基礎數據搞好了,自動化系統功能才能真正實用,才能真正形成良性循環。信息化開始重視實用化了,基礎數據是實用化的關鍵,電力企業管理若能夠將財務賬目、資產卡片、設備物資等真正搞準,確實非常不容易,若實現賬、卡、物一致,則可以產生巨大的經濟效益。企業管理出效益,財務管理直接出效益,管理信息系統能夠帶來效益,并可逐步形成良性循環。這就是信息化的出路和發展方向。自動化技術的發展方向在系統方面是分布式一體化平臺技術,在廠站方面是基于IEC61850標準的智能設備。電力自動化系統涉及五級調度(國調、網調、省調、地調、縣調),以及眾多的變電站和發電廠,都是實時連起來的。現代大電網的運行,要求全網各個環節能夠高效、安全的互聯,共享實時數據和應用功能,這就要求發展符合標準的平臺技術,在統一的技術基礎平臺上,將有關應用系統自然的、安全的聯成一個整體,從而確保整個電網的安全穩定經濟運行。這就是自動化技術的重要發展方向。
從對辛耀中先生的采訪中我們不難看出,電力企業對于融合的理解還存在著各種不同層次、不同層面的理解與思考。雖然融合代表了未來的某種趨勢,但理性的態度和方法才有可能真正推動電力企業從生產優化到企業管控的整個信息化進程。
責任編輯:何健
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