1廠級監控信息系統的提出
　　
　　為實現全廠實時、安全管理，就需要一套能綜合機組、輔助車間有關實時信息并對各機組、輔助系統的運行提供基于優化分析或計算的在線的運行指導或控制的計算機系統，該系統即為廠級監控信息系統SIS（SupervisoryInformat*temofplant）。
　　
　　廠級監控信息系統（SIS）與管理信息系統（MIS）組成廠級自動化系統。
　　
　　目前我國電廠的全廠監控自動化水平、廠級值班人員（值長）對各臺機組的監視、指揮方式并未隨單元機組控制水平的提高得到同步發展，國內多數電廠的運行監控方式仍停留在機組級和車間級自動化階段。電力生產從安全管理到安全、經濟并重的管理方式的轉變，就促進了相關技術的發展。隨著計算機技術的發展，近來一些控制系統廠家已將其DCS由原來的機組級發展為全廠級，即在DCS上擴展建立廠級通訊網絡，為提高全廠的監控水平，滿足高層次的生產管理需要創造了條件。
　　
　　技術與管理是互相影響與促進的。DCS進入單元機組控制，引起了機組運行體制的變化，可以預見，建立廠級監控信息系統，也將促使電廠運行監控模式的變化。
　　
　　2建立廠級監控信息系統的優點
　　
　?。?）由于采用了計算機與通訊網絡技術，使全廠各生產部門的實時信息即時上網傳送，全廠共享。全廠運行總值班可全面了解情況，平時保持全廠的安全經濟運行，一旦出現異常狀態或事故，能及時做出分析決策，統一指揮有關部門迅速處理。
　　
　?。?）全廠計算機監控網絡總體設計，使系統合理配置，避免重復設置，節約投資及工程量。
　　
　?。?）可使全廠計算機系統的硬件接口、通信規約規范化，有利于系統應用軟件開發。
　　
　?。?）可改變電網總調對電廠負荷控制方式，總調不再直接控制機組，而改為對全廠監控系統發出負荷指令，由后者對各臺機組分配負荷，有利于電廠的經濟運行，也有利于實行廠網分開、競價上網的商業化運行方式的實現。
　　
　　（5）為各種電廠運行、管理優化軟件包的應用提供運行平臺。
　　
　　3廠級監控信息系統功能
　　
　　廠級監控信息系統是全廠的實時監控和信息管理的中心，通過將各個控制系統聯成一體的通信網絡，能zui有效地提高電廠的安全及經濟管理。
　　
　　廠級監控信息系統應有如下主要功能：
　　
　　（1）全廠各生產系統實時信息顯示。
　　
　　該功能以畫面、曲線、棒狀圖等形式，顯示鍋爐、汽機、發電機及其輔機，以及輸煤、除灰渣、化水等輔助生產系統的設計運行狀態、參數、系統圖，為廠級生產管理人員提供實時信息。
　　
　?。?）生產報表生成
　　
　　該功能記錄生產過程的主要數據，生成各職能部門需要的全廠各類生產、經濟指標統計報表。
　　
　?。?）生產設備故障診斷、預測和缺陷管理
　　
　　該功能通過對設備的監測，如鍋爐壽命、汽機壽命及管道金屬疲勞的計算和分析，汽機及輔機的振動故障分析等，掌握設備的健康狀況，預測哪些設備需要進行維護，并對發生故障的設備發出消缺指令。
　　
　?。?）廠級性能優化計算、分析和操作指導
　　
　　該功能以獲得*發電成本為目標，對機組及其主要輔機的當前效率與理想（優化）效率進行計算機比較，給出每項偏差造成的費用損失，并指導該采取何種運行或維護措施，以提高機組效率。
　　
　　與目前DCS中所配的機組性能計算功能zui大的不同在于：現在的計算僅給出計算結果，不具偏差分析和指導運行功能，而SIS具有的廠級性能優化計算、分析和操作指導功能將提供多種供生產管理人員分析、管理生產過程的手段和工具。
　　
　?。?）求得全廠zui大的經濟效益
　　
　　該功能根據總調來的預測負荷曲線，結合機組負荷響應性能（機組煤耗的微增率），求得使熱耗率及可控損耗zui低條件下，向電網提供所需負荷量時各機組的負荷*分配，以獲取全廠zui大的經濟效益。
　　
　　4廠級監控信息系統（SIS）與全廠各控制系統的關系
　　
　　廠級監控信息系統對全廠的生產設備（單元機組、輔助車間、配電網絡）的運行全面實施監控，總覽各生產設備的運行工況、參數及設備狀態；從電廠指揮的高度進行生產監視、分析判斷并做出決策。
　　
　　為此，廠級監控信息系統應位于各部門生產設備控制系統之上，其與全廠各控制系統的關系描述如下：
　　
　?。?）單元機組DCS：廠級監控信息系統需集中各單元機組的參數及設備狀態信息，分析、判斷機組的工況，做出決策，指揮機組運行。廠級監控信息系統應有全廠的負荷管理功能，通過遠動通信接口接受電網總調的負荷指令，根據本廠各臺機組的狀態進行負荷*分配，向各單元機組發出給定負荷，以求得*的經濟效益。
　　
　　廠級監控信息系統（SIS）要與DCS進行雙向通訊，DCS將機組的信息送給SIS，同時SIS將基于這些信息的分析結果傳給DCS并在操作員CRT上顯示。
　　
　　（2）電氣網絡控制系統：管理廠內輸變電線路，廠級監控信息系統需集中其有關信息。該系統與SIS為單向通信，將廠內輸變電線路的信息送給SIS。
　　
　?。?）輸煤控制系統：廠級監控信息系統僅需對其進行監控，集中其主要的參數及設備狀態。該系統與SIS為單向通信，將主要的參數及設備狀態的信息送給SIS。
　　
　　（4）燃油控制系統：較簡單，規模小，但對單元機組運行有實時性影響，監視與操作少。當現場不設就地的控制室，且由DCS實現監控時，燃油系統主要的參數及設備狀態就單方向地由DCS送給SIS。
　　
　?。?）化學補給水控制系統：由于管理的專業特點，單元機組的凝結水精處理系統、水汽取樣分析裝置、化學加藥裝置的實時參數與設備狀態信息皆集中到化學補給水控制點，可由此單方向地轉送廠級監控信息系統。
　　
　?。?）除灰渣控制系統：主要參數與設備狀態送廠級監控信息系統。
　　
　　（7）壓縮空氣站、制氫站控制系統：設備少且工藝過程較簡單，操作少，當現場不設就地的控制聲，而由DCS實現監視控制時，系統主要的參數及設備狀態就單方向地由DCS送給SIS。
　　
　　以上分析是基于不設全廠輔助系統監控網絡或公用系統DCS。當設立全廠輔助系統監控網絡或公用系統DCS時，SIS要與其進行通信并獲取有關的信息。廠級監控系統與各生產部門關系見圖1。

　　
　　5廠級監控信息系統應用情況
　　
　　5．1廠級監控信息系統的開發
　　
　　廠級監控信息系統是電廠自動化系統中的一個嶄新領域。SIS之所以被作為一項重要的應用項目提出來，除了需求的因素外，還在于它的技術基礎計算機技術的發展和電廠DCS應用的日益成熟。從目前情況看，已有一些國外的DCS生產廠商開發了類似于SIS的系統，并開發了一些優化軟件包，但是應用的業績不多。
　　
　　西門子公司基于電廠的、經濟管理要求，提出了一整套解決方案。建立廠級計算機網絡，在次網絡上設不同服務器和PC機，完成實時和非實時的管理任務。用于非實時管理的系統稱之為BFS++；用于實時管理的系統包括在Sienegy（SiemensEnegy）中。Sienegy用于火電廠的軟件包主要有：
　　
　　（1）SienegyNBRNewunitcontrol：解決本生爐蓄熱少，在負荷擾動時經常跳機問題。
　　
　?。?）SienegyVFRLoadmargincomputer：解決機組快速啟動與熱應力的矛盾。
　　
　?。?）SienegyKOSCondensatethrottling：與VFR軟件包一起使用。機組在參與調峰、調負荷的過程中，利用除氧器水箱的蓄能，減少汽機調門參與調節所需的節流，即減少節流損失，提高機組效率。
　　
　?。?）SuebegySR2Optimizationfortotalenergyplant：計算實際運行工況與理想（優化）運行工況之間的偏差，并確定運行設備的薄弱環節；以交通燈的顏色，向運行人員指示電廠何處需要采取操作或維修措施，以提率；顯示各偏差、效率，以及造成的小時損失；提出優化自動吹掃要求。
　　
　?。?）SienegySR4Unitanalysis／unitoptimization：通過計算汽水循環熱動態模型，為運行人員提供整個工藝的熱動態模型，為運行人員提供整個工藝的熱動態情況與理想情況的比較，提供兩者的偏差，在此基礎上提出導致偏差的原因，提供維修的建議。
　　
　　ABB公司開發了在線的電廠效率軟件包Optimax，該軟件包主要有：基于于電廠的數據庫的故障診斷、設備評估的專家系統（MODl）和用于優化鍋爐吹灰的軟件包（BoilerCleanliness）。
　　
　　5．2廠級監控信息系統的應用
　　
　　5．2．1SIS硬件配置應考慮的原則及軟件包設置方案
　　
　?。?）由于SIS是全廠實時監控和信息管理的中心，其安全性應放在*，建在SIS中的實時數據庫容量要足夠大，同時還應冗余配置。除了對安全有較高的要求外，對其與其它系統通信接口也要有較高的要求。由于SIS與DCS之間有大量的信息交換，為解決好接口問題，對于新建項目，DCS和SIS均由DCS廠家提供為宜。
　　
　　（2）全廠自動化網絡應分三個層次：zui下層是實時控制層，包括各單元機組的實時控制網絡和輔助車間的控制網絡；第二層是全廠實時監控和信息管理層，負責機組和電廠的優化運行和管理，對象是值長、生技部門各專業專工和總工等；zui上層是經營管理層，負責電廠經營和行政管理，對象是廠長、財務人員、各種職能部門人員等。
　　
　　優化軟件包在內容上應區分SIS或DCS應用范圍，但也不排除在不影響實時性的基礎上運算軟件包的計算機系統允許多臺機組（設備）參數同時運行，為節省投資，若干臺機組共用。如本特利公司提供的汽機振動故障分析系統，美國以kY公司提供的在線性能計算系統（OPM）等，均可若干臺機組共用。
　　
　　優化軟件包總的設置原則是：機組的實時優化控制軟件一般安裝在DCS的服務器或控制器上，每臺機組一套；優化管理軟件包包括能量管理、性能計算、優化分析、設備管理軟件，應安裝在實時監控和信息管理層；而人事、財務、采購和辦公自動化等軟件安裝在經營管理層。實時監控和信息管理層、經營管理層的軟件包全廠只設一套。
　　
　　（3）SIS在國內的應用才剛剛起步，對該系統重要性、必要性的認識還未*統一，有很多技術問題還待應用期間解決。
　　
　　（4）在華東院設計的引進項目外高橋電廠二期工程中，擬設全廠實時監控和信息管理系統SIS。該工程將建兩臺900MW超監界機組，除機組DCS外，還將設公用系統DCS。
　　
　　全廠自動化網絡系統見圖2。

　　
　　該網絡是將整個電廠的自動化系統統籌考慮，網絡的信息基礎是機組DCS、公用系統DCS、升壓站監控系統及輸煤控制系統、電量計量系統、電網調度系統等。為保證實時系統的安全性，電網調度系統來的負荷曲線指令是單方向的數據通信，SIS與同步招標的MIS也采用單方向的數據通信，將機組實時參數、主輔機的狀態、用于計算上網電價的煤耗等信號送給MIS。
　　
　　DCS側網調負荷指令可以直接調機組，也可能調度到廠級，通過SIS的*負荷分配再到每臺機組，運行人員可以根據要求進行切換選擇。廠級調度可以是直接的指令信號（從升壓站監控系統硬接線傳到SIS），也可以是96點／天曲線通過通信方式到SIS。從SIS到機組DCS的負荷指令采用硬接線。
　　
　　SIS、MIS將放在ILC島中一起招標。SIS的功能主要有：
　　
　　（1）通過與機組和公用DCS、升壓站監控系統的雙向通信收集用于實時管理的信息，并向MIS提供機組實時信息。SIS的功能主要包括：全廠時數據庫的管理；機組在線性能計算和監視系統；電廠負荷經濟分配系統等。
　　
　　（2）在線性能計算和監視系統的主要目的，是通過收集和分析有用的、實時的運行數據，實現對電廠運行條件的優化，以增進電廠的性能和經濟性，并包括電廠高可靠性的、*的預測和預防性維護程序。SIS系統計算結果應能通過與DCS的通信，在所有DCS的操作員站CRT上顯示并能被查閱。操作人員就能夠在SIS的終端上調看DCS或升壓站監控系統的所有畫面和參數
　　
　?。?）電廠負荷經濟分配系統與升壓站監控系統接口，通過對機組及其它有關系統的經濟分析，實現全廠的*負荷分配。電廠負荷經濟分配系統如需要MIS的有關信息，這些信號應通過硬接線或使用獨立的通信設備將這些信息從MIS送入SIS為實現全廠的*負荷分配功能，SIS與MCS的接口信號應包括：
　　
　　1）負荷指令（應有三副模擬量信號，三取中。從升壓站監控系統到SIS的模擬量輸入信號）
　　
　　2）全廠總負荷和每臺機組負荷（從SIS到升壓站監控系統的模擬量輸出信號）
　　
　　3）全廠負荷上限（從SIS到升壓站監控系統的模擬量輸出信號）
　　
　　4）全廠負荷下限（從SIS到升壓站監控系統的模擬量輸出信號）
　　
　　5）調節方式（手動、96點負荷曲線方式、AGC）（從SIS到升壓站監控系統的開關量輸出信號）
　　
　　6）Runback（從SIS到升壓站監控系統的開關量輸出信號）
　　
　　7）MFT（從SIS到升壓站監控系統的開關量輸出信號）
　　
　　8）調頻或調峰模式（從升壓站監控系統到SIS的開關量輸入信號）
　　
　　9）就地調節系統故障（從SIS到升壓站監控系統的開關量輸出信號）
　　
　　10）負荷分配系統到每臺機組的負荷命令（從SIS到MCS的模擬量和脈沖量輸出信號）
　　
　　11）每臺機組的功率（從MCS到SIS的模擬量輸入信號）
　　
　　12）AGC手動或自動狀態（從MCS到SIS的開關量輸出信號）
　　
　　13）閉鎖增（從MCS到SIS的開關量輸入信號）
　　
　　14）閉鎖減（從MCS到SIS的開關量輸入信號）
　　
　　15）Runback（從MCS到SIS的開關量輸入信號）
　　
　　16）MFT（從MCS到SIS的開關量輸入信號）
　　
　　17）每臺機組的煤量（從MCS到SIS的兩副模擬量輸入信號）
　　
　　18）每臺機組的電耗（從MCS到SIS的兩副模擬量輸入信號）
　　
　　19）每臺磨煤機運行狀態（從MCS到SIS的開關量輸入信號）
　　
　　20）MCS接受SIS負荷指令的允許信號（從MCS到SIS的開關量輸入信號）
　　
　　21）負荷分配系統故障（從SIS到MCS的開關量輸出信號）
　　
　　22）向上調頻（從SIS到MCS的兩副開關量輸出信號）
　　
　　23）向下調頻（從SIS到MCS的兩副開關量輸出信號）
　　
　　（4）通過SIS的在線診斷功能來判斷特殊問題的根源，可以充分發揮降低發電成本的潛能，也可以提出改進運行的建議。這些智能化的、*的軟件的提供將為運行人員提供新的深入了解電廠性能參數和降低生產成本的方法。
　　
　　外高橋電廠二期工程SIS設置總的目標是為集中運行管理、安全經濟運行提供條件，是直接與運行相關的實時系統。而同步建設的MIS主要任務是提供設備檢修管理、上網電價的計算及完成OA的功能。MIS需要實時信息但就其要完成的功能來說是非實時系統。
　　
　　6結束語
　　
　　建立廠級監控信息系統將有力地支持值長等廠級生產管理人員的生產管理，以提高運行的安全性與經濟性。
　　
　　由于這是一個嶄新的領域，其系統功能、監控方式、管理范圍等尚需在實踐中不斷總結經驗，以逐步形成一個成熟模式。從國外開發、應用的經驗看，還沒有清晰完善的SIS定義，國外老電廠的改造往往偏重于增加專家系統，而新建機組應用不多。同時有些公司并不區分SIS和MIS，如西門子只設全廠的管理理信息網絡，其上既有BFS++系統，也掛接運行Sienegy軟件包的PC機，兩者共享同一個電廠數據庫。
　　
　　用于電廠經濟運行的專家系統，不能盲目引進。國外開發的專家系統，有些是結合某廠或某機組的產品，是該廠或該機組大量經驗的積累，若要移置到國內機組上，就需做大量的工作。所以在引進類似的專家系統合理的做法是在對其充分了解的基礎上，還要對外方完成的工作進行充分的論證，以避免不必要的浪費。
　　
　　新建電廠均將設立全廠的MIS，但在廠級監控系統與MIS在功能上如何劃分，如何互相構成一個全廠統一的監視控制管理信息系統，系統的安全性如何保證等問題上，有待進一步探討。