火电厂厂级监控信息系统（SIS）的应用研究

火电厂厂级监控信息系统（SIS）的应用研究

青春

上海大屯能源股份有限公司热电厂 江苏徐州221611

摘  要：火力发电厂厂级监控信息系统(SIS)是主要为火电厂建立全厂生产过程实时和历史数据库平台、为全厂生产过程综合优化服务的生产过程实时管理和监控的信息系统。SIS 为电厂运行、管理以及其他系统提供生产管理层面的数据支撑，为火电厂的运行管理人员的分析和决策提供支持。SIS系统是一个包括网络设备、数据库服务器、接口机和应用软件在内的信息集成系统。文章对火电厂所使用的厂级监控信息系统功能及应用等方面进行介绍。

关键词：SIS；厂级监控；应用研究。

1 研究背景

随着经济发展步入新常态化，面对电力需求增长放缓、新能源装机比重不断提高的电力发展环境，电力企业面向这种挑战需要转变企业增长方式与生产经营理念，以增强企业管控活力、提高效率为中心，利用先进的信息化技术手段提升生产经营管控力度，固化先进的业务流程，控制企业整体运营成本，强化安全管控手段，深化环保监控方法，促进降本增效，提高企业核心竞争力。

厂级监控信息系统（SIS）顺应发电企业的需求，完美融合发电企业安全生产、节能降耗、经营管控等特点，从企业的规范化业务流程管控出发，落实生产、安全、环保、经营等重点管理要素，解决生产经营中的各种关键问题，提升企业竞争能力和综合管控水平。

2 系统简介

厂级监控信息系统是主要为火电厂全厂实时生产过程提供综合优化服务的生产过程实时管理和监控的信息系统”，属厂级生产过程自动化范畴，以分散控制系统DCS为基础，以安全经济运行和提高电厂整体效益为目的，是实现从DCS系统到管理信息系统MIS的桥梁，从而在全厂范围内实现信息共享和管控一体化。

简单来说从系统架构上讲，SIS系统主要由下层数据采集、实时/历史数据库，以及基于数据库之上的各种功能模块组成。

图1：SIS系统架构图

3 系统功能模块

3.1实时监视与查询

该功能能够对机组运行及相关数据实现在线采集、压缩存储与定期备份，将其作为机组历史文件归档保存。所展示的画面能够与分散控制系统（DCS)画面保持一致，并能够准确展示电厂设备的运行状态、参数、测点信息。用户可以通过浏览器访问SIS系统监视与控制系统相同的绝大多实时监控画面，在系统画面上可以通过移动鼠标，动态显示测点的中文描述，上下限值，报警限值等信息，可直接查看选中测点的历史数据，可以按任意时段进行查询。

3.2历史曲线

趋势分析模块完全基于Web的可视化分析工具，提供精确、及时的生产过程信息。用户可以通过定制组合测点来显示历史趋势，辅助分析。在一个图形上可以定义任意多条曲线显示按任意时段进行查询。历史趋势和实时趋势自动定位，可以精确到秒级。可自由缩放，不遗漏每个细节。丰富的曲线显示手段。X-Y、散点图显示功能。等间隔/非数据的处理功能。曲线的打印和打印预览。原始值、平均值、最大值、最小值等数据导出到EXCEL。数据的统计功能。显示数据的统计信息。

3.3综合报表

综合报表模块对全厂生产实时数据进行综合处理、统计分析，形成机组或全厂生产运行报表，并能监视、查询和打印。

（1）综合报表模块基于实时数据库中的实时/历史数据和性能计算、生产运行评估等其它功能中的数据，同时可采集各种外部数据，如手工输入的数值型和文本型数据。

（2）综合报表模块提供日报、周报、月报、季报和年报等各种报表类型。

3.4耗差分析

耗差分析模块实现比较当前运行工况、应达工况及最优工况的能损偏差,评估设备的运行效率以及机组经济状况,定量分析能量损失分布情况和原因,帮助运行人员有目的地调整参数,使机组运行指标达到或超越设计值。

3.5设备启停

对机组主要设备进行状态统计分析，可获得任一时间段内的设备启停次数、启停时间、投入率及扣分情况。

3.6性能计算

从全厂的角度将机组设备与系统性能密切相关的参数和经济指标实时动态计算并以量化直观的形式呈现出来,通过性能计算及分析功能,企业运行人员和技术管理人员可以随时查看全厂各相关机组的综合性能指标,可以迅速对各相关机组的经济指标和重要热力参数进行比较,发现差异,从而为机组的优化运行调整提供依据。

3.6.1锅炉性能计算

锅炉性能计算主要指锅炉效率计算，计算方法通常有正平衡法和反平衡法两种，正平衡法是用已知燃料消耗量及有效利用热量来计算锅炉效率；反平衡法是通过锅炉各项热损失来计算锅炉效率。由于正平衡法在线计算分析时需要准确及时地测量出入炉煤量，而反平衡法只需要计算各项热损失，不需要测量入炉煤量。反平衡法还能指导哪些方面损失较大，可以改进优化。因此，主要采用反平衡计算法进行锅炉效率计算。

3.6.2汽机性能计算

汽轮机性能计算主要包括汽轮机进汽和排汽参数（压力、温度、流量、焓等）、抽汽参数、轴功率、各缸循环效率、热耗率、轴封漏汽计算等。焓值利用计算引擎内嵌的热力计算函数求得；轴封漏汽量根据汽机厂家提供的典型工况及性能试验资料进行相关性分析和插值计算；低压缸排汽为湿蒸汽，其焓值缺乏有效的在线计算方法，但由于热耗的计算不需要计算低压缸排汽焓，因而可避开其计算。

3.6.3机组性能计算

机组性能计算要考虑到整个机组的所有设备，在各个设备效率和性能计算的前提下，计算整个机组的效率和厂用电等综合经济指标。机组的这些指标也是评价机组性能和运行水平的主要依据。

3.7绩效考核

运行绩效考核就是将“粗放管理、末端控制”变为“过程控制、量化管理”，从而实现对运行人员进行公正公平公开的评价。具体作用如下：将运行人员监盘、操控、调整的质量和工作数量和其个人收入紧密的实时的进行关联，从而最大限度的调动了运行人员监盘调整的积极性，使机组的可控参数在运行人员力所能及的情况下调整到最佳状态。

具体解决举例如下：图2是A和B两个运行人员分别对主汽温度进行调整的结果：

图2：运行人员A和B调整主汽温度结果图

采用粗放管理、末端控制的事后管理对A、B两种情况的统计分析结果是相同的，因此考评结果也是相同的。采用实时绩效考评系统进行考评由于A曲线始终在最优区间内因此考评结果是好的，而B曲线由于即有超温又有低温因此考评结果和A相比就要差。

4 结束语

SIS系统具备火电厂运行数据集成、优化经营等多方面优势，已逐步成为未来火电厂数字信息化的重要方向。借助SIS系统所提供的管控一体化平台，能够全面展示全厂各个系统运行的实时情况，以实时数据为内容进行数据挖掘和数据分析，展示客观真实的分析结果和决策依据。SIS系统能将信息和管理有机结合，真正实现管控一体化，有利于管理理念和思路的转变，必将提高电厂运营及管理水平。

参考文献：

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[3]张冰,张华,董建康.火电厂厂级监控信息系统(SIS)设计规范化研究[J].企业技术开发,2016,35(20):98-99.

[4]段少民.火电厂厂级监控信息系统（SIS）的设计与实现[D].山东大学,2015.