SIS在发电企业中的应用

　　【摘要】SIS是MIS和DCS的桥梁，是电力企业用信息化带动工业化的良机。它通过强大的工业数据库平台，将海量的生产实时数据进行存储，并在此基础上结合电力企业管理和生产的需要，对数据进行处理，可以为管理、决策、分析提供无可比拟的优越条件。通过将电力企业的专业经验和需求与前沿的信息技术相结合，将会大大提高企业管理和生产的效率，为企业的数字化建立打下了坚实的基础。
　　【关键词】SIS 厂级监控信息系统 电力 实时数据 分析决策

　　面对电力行业重组和市场化变革，电力企业迫切需要优化生产运营，提高自身的竞争力。在信息化推动工业化的时代浪潮下，信息化已然成为电力企业实现跨越发展的高速公路，而在这条高速公路的建设过程中，谁来充当信息化的引擎呢？厂级监控信息系统SIS（Supervisory Information System in Plant Level）被信息化的大潮推上了浪尖。本文就正在进行建设的华能大连电厂SIS来对发电企业的SIS建设和应用作一探讨。

1、SIS简介

　　仅仅几年间，SIS，一个全新的系统信息化概念，进入了人们的视野。所谓SIS，是介于底层控制系统和管理信息系统（MIS）之间的“中间件”。火电厂自动化的发展可以分为4个阶段：分散控制系统时代、网络化时代、数字化时代和信息化时代。目前我国火电厂正处于数字化阶段，DCS分散控制系统已经得到大规模的普及。SIS系统就是一座DCS系统联接管理信息系统（MIS）的桥梁。厂级监控信息系统（SIS：Supervisory Information System）正是应这些需要而提出的，旨在实现全厂过程数据集成，优化生产运营的目的[1,2]。

　　SIS的建设原则是以市场运营为目标，突出信息的完整性、准确性和及时性，实现广泛的信息共享，形成以SIS和DCS互为依托的全厂“自动化”生产过程，全面支持安全、稳定和经济运行。SIS以经济控制为中心，以生产数据的知识化管理为主线，强化运行与管理的联系，它可以降低发电成本、提高安全水平，从而增强电厂的整体效益。SIS系统主要是处理实时数据，完成生产过程的监控和管理，故障诊断和分析，性能计算、分析和经济负荷调度等。运行发电时， SIS系统将用来整合全厂各机组、辅助系统的实时生产信息，为运行管理提供基于优化分析的实时生产指导。

　　SIS系统的核心是一套强大的实时数据库（RTDB），RTDB具有可靠、高效的接口，包括与控制系统的接口和与用户系统的接口。电厂生产过程中每一秒都在产生成千上万的数据，RTDB通过可靠的接口和高效的实时压缩算法，用较小的存储空间就可以存储大量的数据。同时，一套成熟的RTDB还具有强大的数据统计、分析功能、函数、算法包和针对行业应用的算法包（例如热力计算使用的水蒸气计算包）。通过建立稳定可靠的数据库平台和网络平台，结合电厂的实际需求和热力系统的计算方法和流程逻辑，就可以开发出大量的应用来解决生产管理问题和需求。

　　国内SIS研究尚处于探讨阶段，规范性的、关键性的问题尚没有定论。国外类似功能的系统由STEAG的SR4系统、ABB的OPTIMAX系统、 BSK的REAL-PRODUCTION等，在国外电力行业有广泛的应用，在其相应的背景下均以获得较好的经济效益。

2、发电企业构建SIS的必要性

　　厂级监控信息系统（SIS）概念的最早提出者、我国著名电力规划专家、清华大学教授侯子良如此推断：“在电厂信息化从MIS时代向MIS& SIS时代演进的过程中，预计每年将会产生出3亿～5亿元商机，并且这个市场容量还将以加速度膨胀。”。这种观点已经被广泛接受。2000年国家经贸委颁发的《火力发电厂设计技术规范》（DL5000-2000）明确规定：“当电厂规划容量为1200MW及以上、单机容量为300MW及以上时，可设置厂级监控信息系统。”考虑到安全性、可靠性、对DCS的影响。以往DCS海量的数据难以得到很好的应用，生产管理难以实现数字化管理，更多的依靠人为的经验。而SIS系统具有强大的实时数据库，可以实时采集DCS等控制系统的数据，可以长时间保存（根据磁盘空间和压缩设定），轻松达到10年的存储设计，灵活简单的数据利用方式，快速的查询速度，这些都为生产管理提供了强大的支持，以往很多难以进行的工作现在突然变得简单起来。管理能力的巨大提升必然带来可观的直接和间接效益，根据国内外同类软件或系统的应用效果来看，降低2~3克煤耗是完全可能的。SIS系统潜在的巨大功能和其所产生的效益和竞争力是一种强烈的诱惑，在具备条件的基础上进行SIS建设是非常必要的。

3、华能大连电厂SIS建设的思路和应用

　　目前华能大连电厂装机规模为4×350MW机组，自动控制系统采用美国西屋公司的WDPF和OVATION系统。辅助控制系统包括：除灰、输煤、电气、化学水处理等系统，除化学水系统测点直接进入机组DCS外，其余均为独立的控制系统。

　　大连电厂SIS系统配备了先进的硬件平台和PI实时数据库。系统的结构见图1：
　　如图所示，SIS网络为千兆冗余以太网，与MIS网络之间通过硬件防火墙隔离[3]，系统的硬件平台设计力求先进、可靠、稳定、具有良好的扩展性。在此基础上，系统的数据平台运转良好，截至目前，已经采集了约25000个数据点，数据采集频率1S左右，并随之进行了一期的应用开发。应用模块采用浏览器 /服务器(B/S)结构和客户/服务器（C/S）模式，以B/S模式为主。用户通过浏览器可以查看几乎所有的关心的内容。

　　大连电厂SIS的建设目的就是集成各种生产控制系统的数据，建立统一的过程数据平台，以便及时了解和分析现场工作情况，为运行优化、设备维修提供数据支持。目前，已基本完成的基础应用包括：生产过程监视，生产报表自动生成和查询、电厂指标体系、电厂关口电量体系、厂级和机组级性能计算、能损分析、值际考核、机组起停指导、机组可靠性分析、电网信息分析、发电决策等功能。这些应用的开发，极大地提高了生产和管理的效率和水平，取得了明显的经济效益。在项目建设的同时，就对生产管理人员进行了相关的培训，使其能够熟练使用一些基本的数据分析工具，可以自主的对生产数据进行统计与分析，提高了SIS的应用面，降低了应用难度，其强大功能在生产和管理人员中产生了很好的反响。