1 概述 电厂厂级生产管理监控信息系统(简称SIS:Supervisory Information System)是一套以电厂生产过程中所涉及的各种控制、监测、计量等系统为基础,集实时数据采集、加工、显示、存储为一体的完整的解决方案。其目的是为了更好地实现发电企业安全、经济运行,提升企业的整体效益和在未来竞价上网中的竞争优势。 监控信息系统(以下简称SIS)可以为发电企业管理决策层提供更真实、可靠的生产实时和历史数据,为市场运作下的发电企业提供科学、准确的生产经济性指标。SIS所管理的数据很多都是与发电企业生产成本和报价信息相关的重要基础资料。从管理的角度来看,SIS首先为企业的安全稳发、控制企业成本、提高企业的生产力提供了真实而重要的现场实时数据,同时又能高效、准确地保存企业生产的大量珍贵的历史数据。配合先进、科学、有效数据发掘工具,精确、专业的计算分析模型,SIS所保存和管理的历史数据将会成为企业安全、经济运行的宝贵资源。
2 SIS实现的目的及应用价值
SIS系统以火力发电机组为服务对象,通过对机组各项经济指标、热经济性影响因素偏差对供电煤耗率定量分析的在线监测,为专业技术人员提供机组运行经济性水平、偏差环节信息,指导运行人员及时调整机组运行状况,使机组始终运行在较为经济的状态下,从而使机组的供电煤耗在原有基础上有所下降;通过故障报警发现故障,通过故障诊断找出故障原因,为故障原因的消除指明方向;通过机组在线优化试验优化机组运行方式,使得机组在调峰运行、季节变化、煤种变化的情况下有一个经济的主、辅机运行方式,达到节能降耗的目的;通过对机组运行经济性指标的统计为日常的运行经济管理提供数据支持。 SIS系统要实现的主要目标是:为火力发电企业提供了一个具备在线监测机组运行经济指标、供电煤耗率偏差;在线优化机组运行方式、指导运行调整;在线预报机组热经济性故障,故障原因诊断;机组运行经济性管理等功能的实用、高效的平台。 系统的应用价值体现在以下几个方面: ①为专业人员提供了详尽的机组运行各项经济指标的实时、历史数据,使专业人员能够清楚掌握当前机组运行经济性水平,并通过历史数据的比较得到热力循环中各环节性能变化趋势,及早发现问题及时解决。 ②在线分析出机组各热经济性影响因素偏离基准值引起的机组供电煤耗率偏差值及相应工况下能够达到的供电煤耗率最好水平,为运行人员和生产管理人员指出当前机组热经济性的差距和努力方向。 ③实现了机组热经济性故障在线报警与故障原因诊断,为查找经济故障原因提供分析工具及详细专家知识、检查建议,使专业技术人员通过该模块能够查找出造成经济性影响因素偏差的更深层次的根本原因、预测故障发展的趋势、提供综合信息为故障消除提供决策支持。 ④‘锅炉氧量优化试验、机组滑参数优化试验、凝汽器最佳真空优化试验、锅炉效率试验、汽机热耗试验等5种在线热力试验,为试验人员提供了一个贯穿试验工作整个过程的、自动化的、高效的试验平台,使得机组运行方式优化调整工作能够顺利的、经常的进行,得到较佳的运行方式,进而使机组能够长期稳定地运行在经济点。并且使得火力发电企业依靠自己的专业技术人员即可进行优化试验工作,节省了试验费用。 ⑤为生产管理人员提供实时及历史的机组运行经济性信息,便于决策层及时掌握机组运行情况,为领导决策提供数据支持。
3 SIS实现的功能
3.1 实现全厂生产过程监视和管理 通过采集电厂各生产过程控制系统包括DCS,输煤辅助系统控制网络,辅助公共控制系统,除灰辅助系统控制网络,电气网络监控系统(SCAD),电网远程发送单元(RTU),电能计量系统及老厂单元机组DAS信息,锅炉检漏控制系统,连续烟气监测系统,汽轮机诊断管理系统TDM,AGC等的实时生产数据,对各生产流程进行统一的监视和查询。对生产数据进行综合处理以形成全厂生产报表。同时建立全厂实时和历史数据库,以满足MIS和各相关管理部门快速、高效地对现场过程数据进行查询和处理的要求。 负荷分配和调度功能 根据发电厂与电网电力交易中心所签订的合同,及电厂所制订的各机组中、长期以及近期检修和运行计划,按照对日负荷的预测,以最优方式安排次日的运行机组的组合及各运行机组的运行方式,并安排相应的备用容量。同时根据电网调度中心日负荷实际变化情况,结合本厂主、辅系统当前的可用情况和各主、辅机运行的经济特征值,进行负荷优化计算,为实时优化各机组的经济负荷分配提供参考。 a、在全厂运行总值长站上根据远方AGC指令和其它生产调度指令结合本厂各主、辅系统和设备的运行情况进行负荷优化计算,为生产管理者优化负荷分配提供决策参考。SIS系统提供优良的信息处理软件,以帮助值长有效地利用大量的过程信息,迅速、准确地掌握全厂生产过程运行情况,正确下达指令。值长下达的每一条指令都有记录,并进行打印。 b、负荷分配和调度功能建立在厂级性能计算分析和设备状态分析的基础上,以保证电厂安全经济运行。 3.2 实时处理生产现场中与生产成本的相关信息 通过对各单元机组的DCS及全厂辅助车间控制系统的数据采集,实时的将相关的生产成本信息送入SIS的实时数据库,为电价计算提供依据。 3.3 厂级性能计算和分析功能 SIS将完成厂级性能计算,在电厂的商业化运营中,为发电成本核算提供依据。 a、系统将提供专用的厂级性能计算和分析模块,并且模块将具备在线计算能力,模块的主要功能是计算整个电厂的各种效率(锅炉、汽轮发电机组及其辅助系统等)、损耗(煤、水、电、热耗等)及性能参数等,这些计算值及各种中间计算值有打印记录并能在显示器上显示,大部分的计算采用输入数据的算术平均值。 b、所有的计算均有数据的质量检查,若计算所用的任何一点输入数据发现问题,告知有关人员并中断计算。如若采用存储的某一常数来替代这一故障数据,则可继续进行计算。如采用替代数据时,打印出的计算结果上有注明。 c、性能计算有判别机组运行状况是否稳定的功能,使性能计算对运行有指导意义。在变负荷运行期间,性能计算根据稳定工况的计算值,标上不稳定运行状态。 d、系统提供性能计算的期望值与实际计算值相比较的系统。比较得出的偏差以曲线和百分数显示在计算站和值长站的显示器上,以便值长所显示的结果进行分析。系统还具有分析偏差产生原因和提出改进措施的功能。 e、除在线自动进行性能计算外,系统还为工程研究提供一种交互式的性能计算手段。 f、性能计算将遵守ASME“电厂试验规定”的最新版本。 设备状态(泄漏、磨损等)检测 系统中将提供设备状态检测模块,该模块将根据生产工艺系统和设备本体热工测量参数的变化自动地对主机和主要辅机设备的重要部件进行检测,并将检测结果加以显示,以便运行和检修人员能够及时掌握设备的运行状况,有利于保证电厂的安全、经济生产。 数学模型的建立和维护 对于系统中的各项计算、分析所用到的对象模型和分析方法,系统具有友善的模型建立、修改、更新等维护功能。
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