［摘  要］厂级监控信息系统（SIS）为电厂信息系统未来几年的主要发展趋向之一，文章站在信息系统视角解读SIS的特征，提出热电运行阶段SIS的硬件体系结构，阐述该系统在厂级运作流程、查询综合报表、设备设施管理、优化配置厂级负荷等诸多方面的应用，解读SIS系统实施阶段应注意的问题。希望更多的业内人员认识到SIS的优势特征，促进其推广应用过程，为火电厂安稳、有效运作提供更优质服务。

［关键词］火电厂；厂级监控信息系统；架构建设；实施分析

［中图分类号］TM764　　　　　［文献标志码］A　　　　　［文章编号］1001–523X（2020）10–0191–03

近些年，国内电力行业持续改革，电力企业，特别是电厂，为维持较强的竞争能力，在竞争日益激烈的电力市场大环境中占据一席之地，就需持续完善生产流程及管理模式，全面提升生产效率，延长设备设施使用年限，科学配置资源，力争将发电成本降至最低水平。信息化技术是促进电力企业现代化发展进程的重要支撑。国内众多电力专业在研讨和整体分析国内火电站信息化建设实况的基础上，做出建设SIS的提议，其宗旨是集成电厂生产程序相关信息，达成完善生产运营格局的目标。

1  SIS概述

SIS，主要是面向整个发电厂生产时进行动态化监管、提供综合优化服务的信息系统，其面向整个生产流程，整体处理全厂实时生成的数据信息，可以被看成是处于厂中单元机组分散控制系统（DCS）上一级别的系统，也是发电企业信息系统的重要构成。

和火电厂现行的管理信息系统MIS相比较，SIS的特别之处主要表现在如下几个方面：

（1）SIS处置厂内实时生产数据阶段，这些数据大多数隶属于时间序列，通常是一过性的，即持有一定的有效时间，超出时限便会产生新的数据信息，故而SIS持有的数据量通常比MIS数据量更为庞大。

（2）一些SIS应用过程表现出较强的时效性，即要求在限定的时间内务必被完全处理，若不能，则很可能造成即时测算结果或指导丧失现实价值。

（3）SIS应用阶段侧重点是分析数据，没有设计类似于MIS的“管理程序”。SIS每每运行一次需辅以成组的既往数据，但MIS执行过程通常只需些许的当下数据信息。

2  火电厂SIS架构

SIS属于一个囊括网络设备、接口机、服务器应用软件等的信息集成化系统。

收集数据信息是SIS运作的重要基础，实时数据库充当“信息中心”，功能是承载SIS内调度使用过程形成的各类数据信息。应用软件为SIS的核心与关键。图1为SIS的基本结构^[1]。
 
2.1  前端实时数据库采集系统

该系统的功能主要是以接口机为载体，经由DCS、ECS、NCS等调控系统收集生产实时数据，依照规范化流程与算法将其处理成管理者主观上所需的信息，经交换机传送给数据库服务器。

2.2  实时/历史数据库

这是构成SIS的重要基础，也是核心。火电站发电生产阶段会形成庞大数据，对准确度提供较高要求并且附带时间标识，故而不推荐选用常规的关系性数据库加以存管，应选用基于实时数据处理功能构建而成的实时/历史数据库。结合我厂实况，拟定选用南京科远SYNCBASE数据库，采集、过滤、压缩、储存实时数据是该类数据库的基本功能。还需满足电厂MIS收集各级报表数据的现实要求。

2.3  设备状态检修系统

SIS内附带了提供设备状态检测模块，该模块能结合火电厂生产工艺与装置自体热工测量参数变动情况，智能检测主机与重要辅机设备，实时呈现出检测结果，为运行及检修人员快速、全面、整体掌握设备运作实况创造便利条件，结合所测得的信息及现实正常运转值两者形成的偏差，预判断设备可能出现的故障，即实现预防性定检，构建了实时在线检修模式，从根本上扭转了过往以处理设备质量缺陷为主的检修模式^[2]。SIS投用阶段，将火电厂设备被动式检修化为主动检修，在设备检查、维修效果上有“质”的突破，使关键设备设施在较长时间内维持较优良的运作状态，延缓大、小修周期，减缩检修工作耗用的时间长度，压缩维修成本，延长设备使用寿命。

2.4  测算与分析设备运行年限系统

测算与分析设备使用年限，即结合工艺系统与设备自身热工测量参数变动情况，智能化测算、解析劣质工况中重要零部件或设备的使用年限，为运维人员开展检查、维修及养护工作提供较可靠的参照数据，力争保证电厂内设备设施内安稳、低成本运作。过热器、再热器、发电机组轴系以及叶片等金属均是常规的计算、分析对象。

3  火电厂SIS的实践应用

3.1  画面监控厂级运作流程

3.1.1  纵观整个电厂生产状况

即以曲线图和参数分类表为载体，清晰地呈现出各发电机组的机组负荷、主汽压力、主汽与再热汽温度等诸多实时数据。该数据能精准到秒级，画面整体被调出时间＜2s，画面数据刷新速度≤2s，能和控制系统之间维持同步性。

3.1.2  调用历史曲线/数据

该部分的功能以查询、阅览某一时段内各机组控制系统、主辅机的运行状况为主。用户可以结合主观需求制定需要查阅的时间段，仿真模拟某一时间段机组的运作状况，进行回访及数据探究，借用SIS的拟化手操功能，能够真切地呈现出DCS的手工操作流程。

3.2  查询综合报表

综合报表模块的功能是整体处理、统合及解读整个电厂生产实时数据，在此基础上产出基于机组或全厂生产的运行报表，有监视、查阅与印刷功能。综合报表模块以实时数据库内储留的实时/历史数据与性能测算、运行考评等多种功能模块内的数据为基础，能准确采集到人工输入的数值型和文本型数据等多样化外部信息。对外提供班报、日报、月报、年报和自定义时间段等多种报表类别。依照主观意愿整合、测算统计结果，采用常规数学函数、IFC函数计算，依照以上形式再次统计运算结果。

3.3  机组性能计算

3.3.1  性能计算总体说明

在SIS系统中，在线性能计算与分析是一个基础的应用功能，同时也是最重要的功能之一，SIS系统中的大部分高级功能（比如运行优化和操作指导、故障诊断、负荷分配等）都在它的支持下得以实现。也只有在线性能计算算准了，其他SIS高级功能才能得出可信的结果，才能正确地指导电厂机组的运行，在电厂的商业化运营中，为发电成本核算提供依据。

3.3.2  在线性能计算基础

性能计算的理论基础就是热力系统的能量平衡和物质平衡。对于一个稳定的热力系统来说，从外界流入的热量应该等于系统流出的热量，而从外界流入的质量也应该等于系统流出的质量。举例来说，在混合式加热器的热平衡计算中，在稳定的状态下（加热器水位保持不变），则热量是平衡的，抽汽与疏水的放热量应等于给水的吸热量，而物质也是平衡的，抽汽量、进水量与疏水量的和应等于加热器出口水量。对于汽轮机的热功转换过程来说，高温高压蒸汽在汽缸内做功，其热能转化为汽轮机转子的机械能，而机械能又通过发电机转换为电能，在转换过程中能量会损失，但总能量保持不变，因为能量是守恒的。

3.3.3  性能计算内容

（1）性能计算包括锅炉性能计算、汽机性能计算、机组级的性能计算和全厂级的性能计算。性能计算的计算结果为耗差分析提供了一些计算基础。

（2）性能计算指标主要有计算锅炉效率、汽机热耗率、高中压缸效率、主汽温度压力、再热蒸汽温度压力、主蒸汽流量、全厂发电供电煤耗率、厂用电率等。

3.3.4  经济指标分析

（1）经济指标分析是对设备经济技术指标的计算，加强对设备的管理水平，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，直接提高机组的运行品质。

（2）经济指标主要包括锅炉经济指标（锅炉蒸发量、锅炉反平衡效率、锅炉热负荷等），汽机经济指标（汽机汽耗率、汽机热耗量、高压缸内效率、中压缸内效率、汽轮发电机组绝对电效率、汽机绝对内效率等），以及机组经济指标（机组发电效率、机组综合厂用电功率、机组综合厂用电率、机组供电效率）。

4  SIS实施阶段应考虑的问题

4.1  整体方案阐释

构建专用型SIS硬件网络，其能使整个电厂信息系统层次分明，对现行信息系统运作过程基本不会形成干扰，从根本上维护了系统的安稳性。大体上将网络细化为接口层、数据层、应用层三个层次。接口层的职责是实时采集过程控制系统内的数据；数据层也被叫做实时/历史数据库，功能是长时间存留过程位点信息；应用层负责测算过程位点信息，并基于友好型界面反馈给SIS用户。

4.2  以Web为基础的发布形式

B/S模式的Web结构为研发SIS应用流程的重要基础。发布Web动态信息阶段通常依托于ActiveX组件联合活动服务页面（ASP）的方法。访问数据库的模块会基于ActiveX控件形式被嵌入到Web页内，为Web浏览器访问过程创造便利条件，Web服务器内仅存留静态HTML页面，客户端在Web服务器协助下获取静态画面与有关信息，本地ActiveX控件负责读获与呈现实时数据。

4.3  配置SIS的网络

因为SIS隶属于“电力监控系统”的范畴，MIS属于管理信息系统范围，结合网络安全防护相关规定，严禁出现SIS和比自身安全级别低的MIS直接衔接。SIS与MIS网络间可以设置防火墙，以实现有效隔离，其以各自的数据服务器互连与交互信息为支撑，最大限度地提升了网络系统运转阶段的独立性、安稳性。

5  结束语

SIS为电厂信息系统的重要构成，SIS建设阶段涉及范畴较为宽广，要认识到SIS建成绝非是一蹴而就的，系统功能、监控形式及管理范畴等的设定均要迎合电力市场发展趋向，逐渐归纳经验，持续优化与改良。系统实施阶段，也要及时采集电力用户反馈信息，有针对的研发系统功能，最大限度地迎合用户群体的主观需求，确保SIS投运阶段能产生较高回报率。

参考文献

[1]翟玥.电厂厂级监控信息系统网络安全存在的问题及对策分析[J].自动化应用，2019，47（4）：128-129.

[2]黄宏伟，李海军，史恒慧.火力发电厂厂级监控系统（SIS）研究与探索[J].国网技术学院学报，2017，20（1）：65-67. ［Abstract］Plant-level monitoring information system （SIS）is one of the main development trends of power plant information systems in the coming years. The application of many aspects such as factory-level operation process, comprehensive report inquiry,equipment and facility management, and optimized confi guration of factory-level load, etc., to interpret the issues that should be paid attention to during the implementation phase of the SIS system. It is hoped that more industry personnel will recognize the advantages of SIS, promote its application process, and provide better services for the stable and effective operation of thermal power plants.

［Keywords］thermal power plant;plant-level monitoring information system;architecture construction;implementation analysis