浅谈SIS系统在火电厂的应用与发展

摘 要 随着大型火电厂信息化和管理现代化的发展，一场全球化的“信息风暴”悄然来袭，电力行业对信息化的依存度愈来愈高，人们希望通过优化整合电厂资源，对生产力要素结构和管理理念进行改革，为电力生产、运营规划和实施提供一个内部使用的功能强、技术先进的管理平台，这个平台就是sis，它将MIS与DCS之间架起一座桥梁，将传统分离的管理系统和电厂自动化控制系统集成在一起。本文详细介绍了该系统的主要功能、实施过程及其在电厂生产过程中所发挥的作用。

关键词 火力发电厂 SIS电力优化

中图分类号：TM621 文献标识码：A

1 SIS系统建设的目的及意义

火电厂SIS系统立足全厂生产实时系统，整合全厂生产数据，从而贯通生产监控系统与管理信息系统，形成“信息生产化”的特色，紧贴电厂生产运行的实际过程，为指导电力生产服务、为管理的规范、标准、客观、统一化服务，使系统成为全厂生产过程数据平台、节能降耗平台、生产管理应用平台，成为“两化融合”的窗口。

2 SIS系统在火电厂的应用

2.1生产过程监视与回放

该功能是基于厂级的SIS系统，集成了全厂所有机组、车间、设备的运行状态参数，实现了对这些参数的监视，并且能够以系统图、趋势图、统计报表等方式表现机组运行参数、各个机组效率、公用系统及主要辅机出力与能耗等技术经济指标。显示的实时数据均是动态的，系统管理员可以根据数据的变化从而判断传输接口是否通信正常，而生产技术人员和管理人员则可以在办公室了解整个生产现场的实施状况，包括生产工艺流程使、设备报警状态等，从而便于及时发现问题，快速进行调整。

2.2厂级和机组级性能计算

根据电力行业性能计算标准，利用数值计算引擎，对面向具体设备、系统、机组搭建的性能数学模型模块进行在线计算，量化其各项性能参数，从而达到性能监测的目的，并且提供相应的手段对机组进行性能优化。将当前性能参数与基于数学仿真模型计算所得到理想的性能指标进行对比，给出每项偏差造成的损失，指导应采取的运行或维护措施，以达到期望的性能状态。

该功能使逻辑计算流程组态化，方便竞赛指标的追踪溯源。将SIS系统应用功能计算所需的一次测点（即原始测点），经过多选一实现取平均、取最小、取最大、取中值等逻辑判断功能，从而生成二次测点参与计算，提高了计算的可靠性。性能计算主要包括7项，分别为：厂级性能、锅炉性能、汽机性能、加热器性能、凝汽器性能、空预器性能、脱硫性能。

2.3机组耗差与经济性分析

为了让运行人员和管理人员了解和知道当前机组运行设备的运行经济性和在操作上和设备上存在的问题和解决问题的方向，必须对机组经济性指标进行科学分析，才能清楚地知道在整个机组复杂系统中各项单个设备、运行参数的偏差而带来的能耗增加，才能做到解决问题“有的放矢”。

经济性分析和优化的目的是降低机组运行可控损失，改进机 组热耗。其方法为将主要可控参数的实时状态参数与其目标值进行计算、比较、分析。这些可控参数由用户根据生产过程的需要进行选择，并能够人为地加以控制和调节。目标值 的计算主要基于设计数据、性能试验、运行历史数据等信息，利用数学仿真模型计算得到。这些信息可以由用户配置且在权限许可条件下进行修改。可控参数对热耗率的影响由实际值与目标值的偏差计算得到，常称为耗差分析。当耗差超出允许范围的损失，系统可以根据基于神经网络的专家系统工具诊断造成大偏差的原因，并给出可供选择的操作指导建议。

耗差分析能够基于机组性能计算指出实际性能值与目标性能值之间的偏差以及导致这个偏差的原因和参数，分析出偏差产生的原因和改进的措施，协助运行人员通过调节控制设备来减小这些偏差，以使机组运行在最佳状态。耗差分析子系统可以按锅炉、汽机、电气三类，分别显示各专业的指标实时值、目标值、耗差值；可以按可控耗差、不可控耗差进行分类显示；运行可控耗差所涉及的指标应纳入指标竞赛，不可控耗差作为机组检修和技术改造前后的对标检验指标。

2.4优化运行与调控操作指导

对于提高运行经济性，应对运行操作人员尤其是经验不足的操作人员提供有效的指导性操作方法。由于机组参数的优化和操作指导是对锅炉、汽机、电气、化学、热控、环保等专业技术的集成，是一项针对性非常强的技术，所设计的模块和内容必须应具有丰富的理论和实践经验相结合才能达到真正的效果，否则将成为“空中阁楼”。

在本机组运行参数优化及调整操作指导设计时，本着实用、可操作的原则，结合机组全面性优化调整试验结果和运行历史进程数据，尽可能最大限度提高机组的运行效率，目前本功能设计有三项主要功能：运行方式操作指导、优化运行指导曲线、优化参数列表。

2.5同步运行绩效监管与指标考核

同步运行绩效监管与指标考核是对全厂生产实时数据与耗差分析计算数据进行综合处理、统计分析，按电厂要求进行数据组合和计算生成报表，同步形成机组和全厂运行绩效及指标竞赛报表，并可转成Excel格式显示和打印，也可通过WEB方式以供查询。

指标是“同步绩效”的主要分析维度。指标绩效得分由基准分和附加分组成。基准分根据参数耗差制定，附加分由管理员根据机组具体情况确定。指标累计得分采用时段均分形式，不采用累加形式，并在同幅页面中列出本班和其它班组的月度得分，以便对比。各指标具备参赛、退赛功能。同步绩效页面中各参数具备链接到对应关联画面的功能。

该功能体现了运行绩效监管与指标考核在企业内部的闭环管理，将业绩以指标的形式量化，实现“用指标评价企业，用业绩考核企业”的目标。指标考核包括了安全性考核、经济性考核、机组启停考核。

2.5.1安全性考核

安全性考核的主要任务就是保证机组安全可靠的稳定运行，尽量保证机组在设计工况下运行。机组在设计工况下运行，安全可靠而且效率高。但是在实际运行中，由于电网负荷的波动、燃料品质的变化、供热负荷的增减等原因，机组常偏离设计工况运行，影响机组设计参数的变化，致使机组运行的安全性降低。这时运行人员必须用调整手段来保证机组的相关参数在允许值范围内波动。

安全性考核的关键就是准确及时的捕获到影响机组安全运行的各种参数和设备状态，并以只读的方式实时的反馈给运行人员进行调整，同时保存历史记录以便管理人员进行考核。安全性考核的参数值和设备状态通过实时数据库，实时采集数据并自动保存历史记录，同时根据参数上下限值自动判断越限情况，根据逻辑组态判断设备异常。

2.5.2经济性考核

经济性能指标考核竞赛的中心内容就是要求运行人员以机组供电成本最低为目标，及时动态调控机组运行方式和运行参数，实现机组经济运行。因此，把供电成本作为评价机组运行经济性的综合指标，更加直接地体现了经济运行的目的与发电公司的经营利润目标的一致性。

2.5.3机组启停考核

机组启停考核旨在减少开机用油量、耗电量，降低开机成本，其考核的内容主要由开机时间、耗油量、耗电量三项构成，同时区分冷态、温态、热态和极热态。而耗油量和耗电量根据启动时间实时数据库进行统计，或人工抄表录入。

2.5.4发电计划考核

对发电计划的考核分为两方面：

（1）日发电负荷不合格点数的考核。省电力调度通信中心能量管理系统每5分钟或15分钟为一个采样点，全天288或96个采样点。采样到的各发电企业发电负荷实绩与对应的日发电负荷计划曲线值比较，当误差超过？%为不合格点（最大单机容量≤5万千瓦的发电企业误差标准为？%）。

（2）发电量偏离计划电量的考核。对超发电量和欠发电量进行考核，同时区分不同的考核时段（高峰、腰荷、低谷）。

2.6 报表系统

报表支持自定义格式报表和固定格式报表，支持日、周、月、年报，支持人工录入数据。支持数值格式设定。支持当期指标数据实时计算显示。

3 SIS系统为火电厂带来的效益

SIS系统是一个融实时监控、优化运行、科学管理为一体的智能 系统，它的投运势必给电厂带来较好的经济效益，至少可以表现在以下几个方面。

（1）减人增效，SIS系统可以代替部分人的工作，如对全厂以及运行设备的记录、分析、计算等。减少人工的统计工作量，企业管理人员和工程技术人员不再花费大量时间进行计算分析，而可以直接利用这些计算分析的结果来支持决策活动，使决策更加科学、合理。

（2）降低煤耗，SIS系统可根据全厂各台机组主、辅设备的运行状况、性能、效率等综合情况，在几台机组之间合理分配负荷，还可通过判断锅炉燃烧状况，给DCS发出优化指令，使锅炉燃烧在最佳状态。

（3）降低厂用电，SIS系统可优化机组运行方式，通过对全厂水、电的合理分配，有效地降低厂用电。

（4）降低维修费用和检修成本，SIS系统能根据主机和主要辅机的运行状况，给检修提供指导性意见，做到合理安排生产和检修，节约大量的设备维护资金和停机检修时间。

4 SIS系统的发展前景

随着我国电力装机容量的不断增大、电力市场竞争机制的出现和电力体制改革的不断深入，“厂网分开、竞价上网”已成为现实，现代化电厂所承受的竞争压力较以往更加沉重，发电厂成为独立的发电实体。这些必然给整个能源市场带来巨大冲击，使竞争更加激烈。SIS系统的出现使全厂各控制系统有机地结合在一起，从以往仅局限于保证工艺系统的安全、正常运行的旧模式，逐步走向通过优化控制和加强管理使整个电厂运行保持在最佳、最稳定、最经济的新模式。SIS系统的建设必然能提高电厂的综合经济效益。

参考文献

[1] 王鹏.SIS在某火力发电厂的应用[J].机械管理开发，2011（6）：128-130.

[2] 王志新.火电厂监控信息系统SIS及应用[M].北京：中国电力出版社，2009：62-114.