孟宪鹏 郝浚杰
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摘要：在电厂信息化与安全监控领域，厂级监控系统是介于底层系统和管理信息系统之间的“中间件”。据统计，国内从事这一行业的公司已达数百家。经过多年的努力和建设，国内的电厂基本上都已经建成了各自的信息管理系统，有的还建立了维修管理系统以及更高应用的数据库管理系统，从而实现了整个电厂信息的网络化与集成化，对整个电厂的运行效率的提高和安全状况的改善起到了决定性的作用。然而，由于数据接口、管理体制等原因，使得系统各子模块不能共同协作，从而使得操作员无法发挥软件应有的作用，这也是很多电厂信息化和监控系统建设不成功的主要原因。本文主要分析了当前电力企业实现电厂信息化的必要性，然后分析其监控系统的构成和建设，以其为电力事业的发展做出一点贡献。
关键词：电厂；信息化；监控系统。
1、电厂信息化系统
1.1功能简介
1.1.1生产过程信息监视、统计和分析功能
厂级监控信息系统（以下简称SIS）应实现对电厂各机组DCS和各辅助车间的实时生产数据和生产过程进行统一的监视和查询；同时，还应能对这些实时数据进行统计和分析处理，使管理者能够以这些基于过程数据的分析结果，实时地了解全厂生产状况，为管理决策提供有力的依据。
1.1.2全厂调度和机组负荷优化分配功能
SIS通过与调度部门进行信息交换，接受调度端对整个电厂下达的日负荷曲线，根据系统中各机组、辅机设备的运行状况、性能和效率等信息，自动合理地制定各台机组的运行负荷曲线，使整个电厂运行处于最佳效率状态。
1.1.3厂级及机组性能分析和计算功能
SIS可从全厂各个生产控制子系统中获得丰富的过程数据，利用针对全厂热力系统的数学模型进行仿真，从整个电厂的角度进行在线性能计算和经济指标分析。主要包括锅炉、汽机和各换热器性能与经济指标计算及厂用电计算。
1.1.4机组寿命管理、设备状态检测以及故障诊断和维修指导功能
SIS对设备状态及故障进行检测、诊断和维修包括:锅炉过热器、再热器、汽包等的金属寿命;汽轮发电机轴系、叶片、推力瓦以及汽缸壁等的金属寿命;其他生产过程主要设备和仪表的状态分析等。
1.2信息技术的应用
信息技术的快速发展为电厂的信息化建设创造了条件。信息技术的基础是网络和数据库技术，利用计算机网络和数据库技术对电厂的生产和经营进行管理，使企业的所有资源处于最佳配置，并获得最大利益。网络技术主要是用来解决通信问题，而数据库是为了保证系统间的数据共享。信息技术在电厂中的应用可划分为5个层次：1)设备运行层：实时数据的主要来源；2)过程控制层：实时数据的主要采集和处理系统；3)信息事务层：非实时数据的主要来源；4)信息管理层：对数据进行综合加工，生成各方面管理需要的信息；5)经营决策层：生成经营决策的支持信息。
1.3信息化系统建设
1.3.1电厂ERP系统简介
电厂ERP，企业资源管理)系统作为电力企业信息化建设的主体，是一个贯穿了电厂整体生命周期的集计算机网络技术、自动控制技术、通信技术以及数据库技术为一体的系统体。它是西方工业发达国家按照市场经济、竞争机制和生产经营管理的科学方法设计的，是将现代管理思想和方法、计算机技术、现代制造技术融为一体的计算机辅助企业管理系统。
1.3.2电厂基建信息化系统
电厂基建信息化系统属于电厂整体ERP建设的一个重要的构成部分，是电厂ERP建设的第一步工作，其时间范围涵盖了从电厂“三通一平”到电厂所有机组通过试生产，正式投产移交的全过程。其涉及到的用户范围包括：电厂、监理部和所有的相关施工单位。
电厂基建信息化建设具有以下特点：(1)涉及范围广；(2)管理对象具有较强的复杂性和动态性；(3)项目内容不断变化；(4)目前没有非常完善的管理模式，处于探索阶段；(5)工期短，要求系统能较快部署；(6)应该考虑与生产期ERP的关系；电厂基建信息化建设包括硬件系统建设和软件系统建设两个构成部分，硬件系统建设以电厂的企业内部网建设为核心，包括对一些与之相关的辅助结构的构建；软件系统建设以工程、成本、安全和质量为核心，包括进度管理、投资管理、合同管理、材料管理、设备管理、人力资源、质量管理、安全管理、财务管理、图档管理、办公自动化、生产准备管理和基建企业门户(EIP/C)系统。
电厂基建信息化系统的实施在整体的基建信息化建设中起着关系成败的作用，因为基建信息化牵涉的单位和部门包括电厂、监理和施工单位，构成相当复杂，所以评价基建信息化建设好坏的一个非常关键的点，就是看基建信息化是否贯穿到了各个部门之中，是否通过基建信息化将各个单位和部门的管理进行了整合，是否提升了各个单位和部门的管理水平和效率，而这些就必然依靠一个有效的、有力的基建信息化系统的实施。
2、火电厂监控系统的发展
火电厂监控系统未来的完善和发展，将基于市场需求的驱动、技术的发展、管理理念的转变和高度细化的专业分工。当前，信息技术正向大数据时代发展，控制技术向智能化发展，节能减排和发电机组竞价上网已成为研究主流。
2.1硬件系统及结构
火电厂监控系统的硬件设备将逐步成为结构紧凑、低功耗、无污染、接口标准化的开放型通用平台，使得专业公司开发的高级应用软件能够方便地在此平台上运行；电气系统控制将全部纳入ＤＣＳ；机组级的控制系统将逐步采用炉、机、电、热、辅一体化硬件结构。
2.2机组控制系统调节品质
随着风力发电、太阳能发电装机容量的不断增大，火电机组调峰任务越来越重，电网对机组响应调度指令的速度要求更加严格，这就要求不断提高火电机组控制系统的调节品质。
2.2.1对于煤质稳定、设备可控性较好的机组，基于在运机组的ＤＣＳ组态工具，采用自适应技术、优化前馈信号、参数精细调整等方法提高调节品质。目前，对火电机组的调节系统多采用传统的前馈＋反馈的控制模式。其中反馈系统由ＰＩＤ控制器构成；依据工艺系统特点合理设计前馈信号，按照机组不同负荷或不同运行工况，分段设计不同的前馈控制策略。
2.2.2采用先进控制理论及人工智能技术提高机组控制系统的调节品质。预测控制、自适应控制、模糊算法、遗传算法、神经网络等先进控制技术已开始在火电机组的控制系统中进行应用，并取得了较好的效果，基于机组控制系统较好的调节品质提高其响应电网调度指令的速度。对此，需要ＤＣＳ提供标准的通信接口和高级应用软件运行平台。
2.3节能降耗
通过采用先进控制理论、人工智能和数据挖掘等技术开发相应高级应用软件，实现锅炉燃烧优化、吹灰优化控制及循环水泵、汽轮机调节阀和空冷岛冷却风机等设备的优化运行，以提高电厂经济效益。随着物理科学与现代工业技术的最新结合，使得难以测量的关键参数测量成为可能，例如采用激光、放射等原理在线检测煤质，采用声学原理、激光光谱分析、光学辐射等技术测量炉膛温度等技术已开始试应用，并将逐渐完善。
结语：总而言之，随着电力工业和信息、通信技术的发展，以及国家信息化战略的落实，使得电力信息化随之得到发展，也促进了电厂信息化及监控系统的建设，为电力企业的经营生产和管理提供很大的助力，也提高了电力企业的综合竞争实力。
参考文献：
[1]王东伟.电厂信息化和监控系统建设探讨[J].工程技术:全文版.
[2]马明金,赵晓彤.火电厂厂级监控信息系统应用功能建设的探讨[C]//电力行业信息化年会会议.
[3]电厂电气监控系统组网模式及其与分散控制系统接入方式的研究,电网技术.