電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)的實現(xiàn)方案與應用研究

2013-12-02 14:48:13 電力信息化　點擊量：評論 (0)

摘要：簡述電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）發(fā)展的基本現(xiàn)狀，提出了電廠SIS總體設計方案，對SIS的系統(tǒng)功能、硬件構成、軟件開發(fā)、功能實現(xiàn)以及系統(tǒng)安全等方面作了探討。并對SIS在工程應用中的網(wǎng)絡架構方案、實時數(shù)據(jù)

摘要：簡述電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）發(fā)展的基本現(xiàn)狀，提出了電廠SIS總體設計方案，對SIS的系統(tǒng)功能、硬件構成、軟件開發(fā)、功能實現(xiàn)以及系統(tǒng)安全等方面作了探討。并對SIS在工程應用中的網(wǎng)絡架構方案、實時數(shù)據(jù)庫軟件選型原則、接口實現(xiàn)方式與數(shù)據(jù)采集范圍等關鍵技術進行了分析和總結。以便為我國新建電廠和老廠改造的SIS設計、選型、規(guī)劃提供一定的參考經(jīng)驗。

1．概述
隨著電力行業(yè)改革的深入和市場經(jīng)濟的發(fā)展，為爭創(chuàng)一流、提高自身的競爭力，越來越多的電廠在規(guī)劃階段就將廠級信息監(jiān)控系統(tǒng)(SIS)納入到全廠的自動化系統(tǒng)中，同時，已經(jīng)投入運行的一些大型火電廠也紛紛在增配SIS和功能,而很多老廠為挖掘降低發(fā)電成本的潛力，也在積極上SIS項目。在2000年國家經(jīng)貿(mào)委頒發(fā)的《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程》第l2.10條“廠級監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)”中明確規(guī)定，“當電廠規(guī)劃容量為l200 MW及以上、單機容量為300 MW及以上時，可設置廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)。”

SIS是電廠自動化系統(tǒng)中的一個嶄新領域。SIS之所以被作為一項重要的應用項目提出來，除了需求的因素外，還在于它的技術基礎計算機技術的發(fā)展和電廠分散控制系統(tǒng)（DCS）應用的日益成熟。從目前應用情況看，國內(nèi)外均處于起步階段，國內(nèi)有能力開發(fā)這類軟件的單位較少，大多數(shù)處于開發(fā)研究和試驗階段，真正成熟的、能應用于市場的產(chǎn)品很少，這與DCS推廣應用階段時國內(nèi)沒有經(jīng)驗、但國外早已有成熟應用經(jīng)驗的情況不同^[1]。值得慶幸的是，目前國內(nèi)部分科研院所和高校對電力市場需求反應很快，及時地投入SIS的開發(fā)研究和工程應用，其中，熱工研究院為石咀山發(fā)電廠開發(fā)了SIS，華北電力大學為大唐盤山電廠開發(fā)的SIS也已研制成功。盡管從當前情況看，幾套系統(tǒng)都還不太完善，但這仍會對我們的工程設計提供許多有益的借鑒。

2． SIS的設計方案
2．1 SIS的架構
一般 SIS由通信網(wǎng)絡、SIS接口機、SIS實時/歷史數(shù)據(jù)服務器、SIS功能站和建立在數(shù)據(jù)服務器上的各種應用軟件組成。如圖1所示為一種典型的電廠SIS網(wǎng)絡結構。
（1）通信網(wǎng)絡：該網(wǎng)絡采用了分層分布式設計，整個SIS分為上下兩層，上層為SIS應用層網(wǎng)絡，掛接SIS層各應用服務器。下層為SIS接口層網(wǎng)絡，采用獨立接口機連接各個獨立控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集。通過分層式設計，一方面便于分散通訊負荷，最大限度地減少系統(tǒng)間的通訊連接，平衡服務器和不同客戶機之間的數(shù)據(jù)流量。提高各層通訊效率和網(wǎng)絡可靠性；另一方面也可以通過數(shù)據(jù)服務器進行技術和通訊協(xié)議，上層技術選擇強調(diào)開放性，而下層則更強調(diào)與下層各控制網(wǎng)絡的互通性。實時/歷史數(shù)據(jù)服務器可以根據(jù)重要性考慮冗余配置。在技術實現(xiàn)上兩層獨立網(wǎng)絡既可通過物理網(wǎng)絡實現(xiàn)，又可以通過VLAN(虛擬網(wǎng)絡)實現(xiàn)^[2]。當然，結合具體電廠的工程實際，如果SIS層的應用軟件不多且數(shù)據(jù)通訊量不大，則可以考慮上下兩層合并成一個網(wǎng)絡。

（2）SIS接口機：SIS作為廠級自動化系統(tǒng)的核心，其所需的所有生產(chǎn)過程實時信息和參數(shù)均從下層控制網(wǎng)絡中以通訊方式獲取。接口機作為實時/歷史數(shù)據(jù)服務器與控制系統(tǒng)之間的橋梁具有十分重要的作用。采用分布式接口機方案后，一方面利用接口機的緩沖功能，防止數(shù)據(jù)服務器故障時丟失數(shù)據(jù)：另一方面單個接口機的故障不會影響到其它控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集。更為重要的是，通過在接口機上進行合理配置，可以保證下層控制網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可靠性不受SIS層網(wǎng)絡干擾。　　
在SIS和電廠管理信息系統(tǒng)（MIS）的互連上，鑒于MIS和生產(chǎn)控制系統(tǒng)在可靠性、安全性等方面存在顯著差異，因此直接將各控制系統(tǒng)與MIS耦合是不恰當?shù)摹２捎弥苯釉趯崟r/歷史數(shù)據(jù)服務器與MIS關系數(shù)據(jù)服務器之間建立高速雙向連接，SIS和MIS分別采用獨立的網(wǎng)絡，期間通過SIS和MIS各自的數(shù)據(jù)服務器之間互連和交換信息，這樣SIS網(wǎng)絡上的應用只需與實時/歷史數(shù)據(jù)服務器連接，而MIS的應用只需與MIS關系數(shù)據(jù)庫服務器通訊，二者可以實現(xiàn)有效隔離，相互影響很小。從而減少通訊的復雜性，提高了網(wǎng)絡的獨立性、可靠性和快速性。