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1、精选优质文档-倾情为你奉上智慧电厂设计方案信息系统部分2017年 6月 目录专心-专注-专业1. 综述智慧电厂是通过采用先进的信息技术，实现生产信息与管理信息的智慧，实现人、技术、经营目标和管理方法的集成，是企业管理思想的一个新突破。智慧电厂信息系统管理是将信息技术贯穿于电厂的整体管理流程，可为管理者及时提供过去和现在的数据，并能够预测未来和引导企业人员的工作，使信息技术与电力工业技术、现代管理技术有机融合，全面提升电厂的生产技术和经营管理水平，提高企业经济效益，增强电厂的核心竞争能力。电厂信息化系统可以定义为：综合利用计算机技术、网络技术、软件技术等现代信息技术，融入先进的管理思想和技术策略
2、，建立贯通发电企业生产经营管理各环节的信息网络，对企业各环节产生的信息数据进行采集、分析、处理、控制和反馈，通过生产实时系统与管理信息系统网络、集团信息网络相联，实现信息资源共享与管控一体化，为整个发电企业或集团的生产管理与经营管理服务。实现电厂生产经营管理的智能化和自动化。信息系统在智慧电厂中起着举足轻重的作用。一方面，生产信息系统采集并长期存储生产过程实时数据，建立了全厂统一的生产信息平台，为实现智慧电厂奠定了基础。同时，生产信息系统的性能计算与分析、故障诊断等功能为优化机组运行提供技术支持。另一方面，管理信息系统对电厂的设备状态信息、检维修过程信息、经营管理信息等数据进行整合挖掘和智能分
3、析，实现对电厂的生产、经营和发展规划提出决策支持。2. 建设思想与原则智慧电厂信息系统建设总体思想与原则：统一规划、融合设计、分步实施、控制造价。在具体设计当中，注重以下方面要求。2.1.1. 标准性原则本方案在总体设计、规划上严格遵守国际、国家、电力行业及集团制定的有关规范和标准。系统能够满足在未来一定时期信息化发展要求和扩大升级的可能性，能够最大限度地利用现有应用系统，从而保护既有投资，节约信息化建设的总体成本。2.1.2. 先进性原则信息系统是先进的管理思想、管理手段与软件系统的有机集成，融合了信息技术、设备管理理论、现代物流理论等先进的管理思想。系统架构方面系统采用国际领先的多层技术构
4、架，全面集成生产信息、管理信息业务。实现在设计思想、系统架构、采用技术、选用平台上均要具有先进性、前瞻性、扩充性、开放性的总体目标。l 符合J2EE规范，支持中间件技术，实现了“服务器端控件”的思想，并贯穿了工作流技术，实现了系统快速开发、敏捷定制的特点，确保系统始终处于同类产品领先地位。l 主体程序采用多层纯B/S体系架构，对软件的升级与修改只在应用服务器端进行，对用户透明，保证用户随时享有最新版本的软件产品。l 系统在设计思想、系统架构、采用技术、选用平台上均要具有先进性、前瞻性、扩充性、开放性。尽可能采用当代先进、成熟和具备发展潜力的基础架构平台，采用模块化组件技术、面向对象开发技术及基
5、于Web的门户技术等，实现企业应用及电子商务的灵活部署与扩展，可以全面集成系统内部及外部各系统，既要保证系统满足现在的要求，又要适应未来技术的发展。采用现代管理思想和理论，吸收国内外成功经验，帮助企业管理水平上一个新台阶。2.1.3. 完整性原则智慧电厂信息系统规划设计遵循系统性和完整性原则，把整个电厂信息系统看作一个有机整体，全盘考虑，统一规划，避免信息孤岛的产生，避免局部系统优化时对总体目标的损害，争取达到整体最优化。功能模型全面覆盖智慧电厂业务需要，生产信息、管理信息充分融合设计，业务信息的重新整合，实现业务逻辑的统一和畅通。2.1.4. 实用性原则遵循实用性原则，在硬件和系统软件平台的
6、建设规划方面充分考虑电力企业特点，适合电力企业组织形式、业务要求和工作习惯，将生产信息与管理信息融合设计，便于数据信息的收集、存储、维护与更新，便于软件系统的升级维护。为适应电厂不同层次人员，使用简单、实用、人性化，提供灵活、方便、高效的工作平台。2.1.5. 开放性原则遵循开放的设计思想，符合各种形式通讯标准及通用开发平台的接口标准，具有良好的可移植性、可扩展性、可维护性和互连性。按照分层设计，实现软件模块化实现。一是系统结构分层，业务与数据分离；二是以统一服务接口规范为核心，使用开放标准；三是模块语意描述要形式化；四是提炼封装模块要规范化。2.1.6. 安全性原则遵循安全可靠性原则，硬件网
7、络系统方面的安全防护规划设计，同时，在软件系统方面有一套完备的安全体系，切实可行的安全技术。l 数据库和网络具备跟踪功能，能根据记录追查到非法访问者；l 系统在数据级别上的权限分配和控制；l 提供可靠的数据备份策略和方案；l 基于日志的安全审计。2.1.7. 经济性原则统一规划、分步实施的前提下，充分考虑经济性原则。最大限度地控制项目实施风险、节约投资。可以在当前条件下实施满足当前需求的功能模块，随着管理水平和管理素养的不断提高，在条件允许时再跟进实施扩展功能模块，而后续的功能模块可以无缝地与前期实施的功能模块进行集成，最大限度的保护了既有的费用投资和数据投资。软件功能融合设计，避免投资过度，
8、有效使用信息投入资金，明确软件建设的目标方向，提高投资的效益。3. 信息系统设计方案3.1. 信息系统总体功能结构智慧电厂信息系统总体功能结构展示了功能设计的主要思想，指明了建设的具体内容、各个组成部分之间的关系以及它们在应用体系框架中的位置。功能结构如图所示：信息系统总体功能结构图总体功能是在“统一规划、融合设计、分步实施、注重实效”指导思想下，基于统一的硬件网络规划设计，搭建大集中的过程控制系统层，集成生产实时数据和管理关系数据库的数据层，在满足系统安全策略的前提下，应用功能分为以下五大部分： 生产管理部分包括：运行工况监视与查询，运行统计与考核，性能计算，耗差分析，运行优化，负荷优化分配
9、，控制系统优化，应力与寿命管理，设备状态监测与故障诊断，数据归类统计，设备可靠性管理，机组在线性能试验，参数劣化分析， 短消息中心，机组运行故障诊断，控制系统故障诊断，金属安全监督，系统管理，氧化锆氧量分析，锅炉承压管泄漏在线检测，烟气排放连续监测，汽机振轮动在线监测与故障诊断，飞灰含碳在线检测，磨煤机CO监测系统， 火焰检测系统，运行管理系统， 安全监察管理系统，技术监督管理系统， 班组管理系统。资产管理部分包括：设备管理系统，维修管理系统，工程项目管理系统， 物资管理系统。 经营管理部分包括：财务管理系统， 计划统计管理，预算管理系统，燃料管理， 综合查询。 行政管理部分包括：办公自动化系
10、统， 企业网站，党群管理系统， 人力资源管理，档案管理。 其他部分包括：仿真研究系统，视屏监控，视屏会议，门禁管理系统，信息安全。3.2. 信息系统硬件网络拓扑结构考虑全厂信息共享和网络安全的要求，采用两级或多级交换模式，将控制系统、厂级监控信息系统、仿真研究系统、管理信息系统分别设置成单独的局域网络。各个网络之间通过不同的网络安全防范机制确保网络安全与数据安全。网络系统支持数据、语音、视频等，提供短信、传真、电话、移动办公等的支持。电厂信息化总体网络拓扑如图所示。首先，控制系统在电厂中处于安全等级最高的层面，生产信息系统通过与各个控制系统分别设立接口机的方式实时采集生产数据；以确保各控制系统
11、之间不发生相互影响，同时，接口机还可完成数据缓存功能，系统维护及故障时，保证实时数据完整不丢失。相对管理信息系统而言，厂级监控信息系统通过安全网络隔离装置，将实时生产信息发送至管理信息系统中相应的镜像服务器中。管理信息系统中所有关于生产实时信息可从访问镜像服务器处获取。仿真研究系统从生产系统中获取机组实时数据。最后，管理信息系统中设置必要的Web服务器，可将必要的信息在Internet上发布，以便于某集团对电厂生产经营情况的掌握，实现信息资源共享。视频监控系统采用数字IP技术，运行在MIS网络上。具体硬件及网络组成如下。(1)控制网络接口设备（采集接口机）提供信息系统采用的与下层控制网络（DC
12、S、水、煤、灰渣、脱硫等）的数据接口设备，这些接口设备对于下层控制网络数据的读取应有严格的授权。信息系统不应对下层控制网络进行修改、组态或对工艺过程进行直接控制，不应影响下层生产控制网络的控制功能。(2)网络单向隔离装置为全厂过程控制计算机网络的安全，信息系统中的生产实时数据可按完全单向的由实时历史库流向生产管理信息系统原则设计方案，设置单向物理隔离装置(网闸)。 （3）交换机生产信息部分：2台具有高度稳定性和可扩充性的核心交换机，具有全对称多处理器的硬件体系结构的交换机，交换机结构形式为机架式工业交换机，路由交换机具有IP优化的网络性能设计和优秀的网络划分功能，通过多条负载均衡的独立的并行总
13、线互连，在任意一个处理器和网络接口模块出现故障时都不影响其它模块，所有的功能部件(电源、系统总线、处理器模块、风扇、网络接口模块等)均冗余热备和可热插/拔。管理信息部分：2台具有极高的性能和可靠性的网络核心交换机，交换机应支持1000MB和100MB双绞线、1000MB和100MB光纤模块。具有1000MB交换机所要求的高性能，高可靠性和组态灵活性。交换机可支持冗余引擎、冗余路由、冗余端口和冗余电源。 （4）数据库实时数据库： 保存电厂所有生产过程实时信息和计算、分析结果数据（2300MW机组点数按6万点）的保存时间至少达到6年，经压缩的数据恢复的扫描时间应不大于15毫秒。数据包括与OPC定义
14、相同的数值(V)、时间标记(T)与质量标记(Q)，其时间标记必须是数据在DCS或其他实时控制系统中原始采集的时间，而不是生产信息接受到数据的时间。实时历史数据库软件可通过分布式结构支持50万甚至更大的标签点个数，以满足集团级需求；支持网络中断时的数据缓冲功能；实时数据的读取可达2.5万/秒（单客户），并发访问时可达更高。关系型数据库：关系型数据库有一个很好的安全性。一个关系型数据库的访问权限，允许数据库管理员的实施需要为基础的权限来访问数据库表中的数据。关系型数据库支持的概念，用户和用户权限，从而满足数据库的安全需求。关系相关的特权，如创建权限，授予特权，选择，插入，删除权限，授权不同的用户对
15、数据库的相应的操作。（5）服务器和工作站要求管理信息系统数据库服务器：配置两台UNIX或LINUX服务器（小型机）做数据库服务器，双机集群，配置高可靠性光纤存储、冗余电源，用于管理信息核心应用系统。应用服务器：配置六台PC服务器，用于办公自动化系统和业务系统等应用系统，2台作为关键应用服务器，4台作为普通应用服务器。存储系统：采用SAN存储体系，具有数据保护、高可用性、多平台支持等特性，利于投资保护；可进行RAID存储方式的设置，支持36 drives(1.3TB)的存储。实时历史数据库服务器配置：方案1：配置2台服务器组成实时数据库服务器集群，共享一台普通外置磁盘阵列或设置存储局域网（SAN
16、）系统，磁盘阵列做RAID5，磁盘阵列的容量至少能满足存储3年或者一个大修周期历史数据的要求。方案2：配置1台容错服务器，采用全硬件容错结构的机架式容错服务器，所有部件包括冗余的CPU及内存模件，冗余的I/O及硬盘模件，冗余电源和风扇，均应支持在线插拔。可靠性不低于99.999%。过程管理功能站服务器：功能站应采用安全、可靠、先进的机架式服务器，它们应可作为数据库服务器的客户机，从接口设备或数据库服务器中获取过程信息进行分析、计算和显示，并将计算分析结果存入数据库，供其它客户机或系统调用。Web应用服务器：从网络中获取实时过程数据和从数据库中获取过程信息和计算结果，对客户端服务请求进行响应，为
17、生产运行管理人员提供过程画面监视、工艺参数查询、历史趋势、考核统计、报表生成等基本功能，采用B/S结构。镜像服务器：由于生产实时历史数据库与管理信息之间存在单向物理隔离装置，因此设置一台安全、可靠、先进的机架式服务器，用于向全厂信息系统提供生产过程实时数据（6）工作站要求网络管理维护工作站：提供网络管理维护工作站为网络管理和开发人员专用，在功能站上应可对生产区信息管理系统网络上的设备进行配置、管理和监视；设备故障报警和诊断；对网络的安全进行监视；生产信息用户权限管理；对实时信息数据库进行维护和备份； 对生产信息功能软件进行维护、修改、升级和二次开发。值长工作站：为全厂运行总值长专用，它应是连接
18、生产与管理的纽带，在值长站上不仅可浏览全厂工艺过程参数，还应可对各功能站的计算分析结果进行调用，功能站上产生的优化运行建议和电厂领导的运行指令可以显示到值长站上，作为值长向运行人员发出指令的参考。（8）防火墙及路由器在网络出口，配置两台UTM设备，采用双千兆与核心交换机连接，提供高通信带宽。分别采用千兆与电信和网通连接。（9）机房建设要求l 综合布线：应就整体个信息系统的计算机网络结构化布线提出统一方案。数据通讯系统应通过网络将系统设备连接起来，并保证可靠和高效的系统通讯。在进行结构化布线设计规划的时候，应根据电厂的建筑布局、环境条件、网络规模、信息流量和安全要求，在统一布线的基础上对系统布线
19、各子系统进行具体描述。网络布线中，中心机房以外千兆线路必须采用铠装光缆。远距离线路应采用铠装光缆，集中控制室附近线路可采用超五类双绞屏蔽线。在网络系统中，应考虑在主要设备或设备部件的输入端进行防雷处理，防止感应雷对系统的入侵。l 设备布置：方案1，设立信息通信中心机房，将所有设备置于机房内，在生产集中控制室布置二级交换机，需要通信的各生产区域中的控制系统通过超5类屏蔽双绞线或是光缆汇集于此，在信息通信中心机房与集控室之间敷设单模铠装的光缆，连接至控制网络接口设备；用户终端分别放置于各相关生产部门办公室内（综合办公楼等）。方案2：管理信息网络接口设备、机柜、服务器等放置在综合办公楼机房；用户终端
20、分别放置于各相关生产部门办公室内（综合办公楼等）。采集生产实时历史信息的系统网络接口设备、机柜、数据库服务器等放置在集控楼生产信息机房。4. 信息系统功能方案4.1. 生产管理部分功能方案是在“统一规划、融合设计、分步实施、注重实效”指导思想下，对智慧电厂的生产信息与管理信息进行再思考、再设计，打破传统信息化系统的人为数据分割，根据应用功能的关联性和管理的需要，进行融合设计，形成以下五大功能部分。4.1.1. 运行工况监视与查询应包括：数据采集、过程监视、事件记录、实时趋势显示、历史趋势显示和数据查询、实时报警、数据回放、自动报表六个部分。数据采集对底层控制系统生产过程数据进行采集，统一时标、
21、描述、量纲，在实时/历史数据库中记录生命周期的运行过程信息。功能如下：l 该模块提供API、OPC、ODBC、COM、TCP/UDP、RS232/485等丰富技术的通讯接口功能，采集各类型生产控制系统实时数据；l 数据库标签编码方式、描述、测点量纲等均采用与电厂一致的方式； l 数据采样间隔时间为秒级，以满足过程监视和分析计算的要求为准；l 数据采集的测点范围应满足过程监视和分析计算的要求，可实现灵活组态；l 应提供数据接口的采集状态监视、测点配置等维护功能，便于系统管理和维护；l 应提供完善的数据缓存功能，以保证数据的完整性和连续性；l 应支持多种标准通讯规约、私有通讯协议及常用关系数据库；
22、l 数据采集平台软件应提供开放式的 I/O 驱动程序接口开发包，可以供用户自行开发 采集驱动程序以进行接口功能扩展，且开发过程简单，代码标准、易调试，开发周期短，开发的驱动程序稳定、可靠；l 采集系统数据应支持多种实时/历史数据库的数据写入，包括PI、eDNA、VeStore、iH、Agilor、Insql、InfoPlus、PHD等。另外，采集系统数据转发平台也提供了转发驱动开发包，用户可以针对特定数据库快速开发出适合自己的数据转发模块。过程监视对全厂生产状况进行实时监视，通过生产流程监视图、趋势图、棒状图和参数分类表等多种监视方式实时显示各单元机组及辅助车间的主要运行参数和设备状态。可以在
23、各终端上对各生产流程进行统一的监视和查询，实现生产数据信息的共享。针对运行操作、生产管理及设备管理人员的不同要求，提供了多种完善、灵活的显示方式，对生产过程进行有效的监控，指导相关人员完成生产过程、系统或设备分析，更好地进行操作调整与管理决策。功能如下：l 提供B/S模式的Web画面展示功能，且画面的切换和刷新速度很快；l 具备丰富的过程画面显示功能：包括流程图、趋势图、棒状图、饼图、参数列表、实时仪表盘、实时动画、等功能强大美观的显示方式，以形象、直观地显示生产运行工况。l 提供过程画面灵活高效的导航组织功能；l 通过鼠标可点击画面的任何测点形成趋势。l 在过程画面浏览的同时可方便查看测点的
24、相关信息；l 能实现过程画面的历史回放，从而协助进行事故过程的分析。l 可定义用户关心的主要画面进行巡视。l 可以通过用户自定义的编程实现各种复杂的显示效果。l 图形、曲线及数据打印功能。l 能实现统一的界面展示方式，对所有工况监视画面，提供完善的权限管理、配置管理功能；制作的画面具有统一的界面风格，美观大方。l 应具有极强的扩展性、开放性。画面可随意放大、缩小、旋转且不会失真。l 需提供灵活的画面绘制与组态功能，提供丰富的基本图元及绘制操作功能提供专业的图元库。l 需提供功能强大的后台脚本引擎，可以根据需要灵活配置各种动作和效果，脚本库能够根据需要扩充，可以实现用户丰富的图形展示和交互需求。
25、l 需具有图形组态功能和图形库，可方便生成各种内容丰富、界面友好的图形画面；l 能与国内外各种主流实时/历史数据库无缝连接，通用性强，节约投资，方便系统扩充；事件记录该软件实现如下主要功能：l DCS操作员站事件记录的保存l 事件记录的浏览l 事件记录的查询l 过程报警事件l 操作员站操作事件及其它系统事件l SOE事件l 事件记录打印机接口方式l 操作员站事件记录文件下载方式实时趋势显示趋势分析模块从数据库系统获取实时及历史数据，可以根据标签号、标签描述等进行精确查询（模糊查询）实现方便快捷的参数趋势调用，还具有参数的历史回放、参数曲线生成比较、多种趋势显示方式等功能。功能如下：l 系统可实
26、现多种形式的趋势显示和功能，能满足不同的层次人员的应用需求；l 支持各种复杂的组合计算；l 支持将多个趋势灵活组织在一起进行分析的能力；l 模块具有很好的组态性和开放性，功能灵活、方便；l 系统预定义的趋势：提供了趋势预定义功能，以趋势组的方式将重要的、各层管理者共同关心的数据点趋势进行组织，放在公共区域中，授权用户均可访问这些事先定制好的趋势；l 即点即得趋势：提供在监视画面上直接利用鼠标点击产生趋势的功能，可不同画面中的多条趋势组合到一副趋势图中；l 用户自定义趋势：授权用户可以根据自己关心的信息测点进行组织，并保存到自己的工作区域内，测点的组织允许用户按树形方式进行；l 支持完善的趋势显
27、示、分析功能，可满足快速查看趋势的要求，也可以对数据进行深入细致的分析。数据查询以列表、曲线等方式查询实时/历史数据库中的归档数据，并可方便地按时间/标签检索某一时间段内有关参数的变化情况，譬如生产指标、设备状态、操作记录等。功能如下：l 应可按一定时间间隔检索各机组全部或部分数据，包括过程参数、设备状态、报警信息、操作指令等；l 归档数据应可以从任意一台客户机上授权后检索，检索方式应包括按时间段、按数据标签、按报警情况、按数值、按状态等，以及上述各项的组合（与、或）。 报警管理通过一体化平台后台脚本引擎，实现按照预设规则定期自动判断告警触发条件，当符合条件时生成告警信息，通过不同的方式如对话
28、框、短信等方式提示用户。从而将实时/历史数据转化为运行管理相关的告警信息。功能如下：l 所提示的信息应包括告警内容、告警时间、告警责任人、责任人联系方式等必要的信息，便于用户及时处理故障；l 报警功能依托于后台脚本引擎，分析算法能够实现方便的扩展；l 报警的发布方式具有多种方式，包括对话框、短消息等，并且可以针对每一个告警设定权限，方便告警责任到人；l 提供历史报警信息历史查询，方便查询历史告警记录；l 一体化平台架构，纯B/S方式访问。8.3.1数据回放数据回放部分能实现历史某一阶段的快速回放，从而帮助用户分析设备运行情况和查找故障发展和演变过程。功能如下：l 能够结合系统内任一过程画面展示
29、的内容，查询其中各参数历史某一时间段的演化情况，真正实现运行快照连续再现。l 能够认为调整回放数据精度，最细可以实现每秒取样的精度；回放播放能够实现快放、慢放、定格等操作；能够随时看到历史回放的具体时刻，为用户分析提供了最大便利。l 能够将取样的数据导入/导出为文件，便于拷贝、转移以及后续分析时使用。自动报表针对现代电力企业的管理特点和需求，根据需要灵活方便地生成各种统计报表。该模块的主要功能包括：l 报表配置功能：通过Excel报表模板文件，定义报表的样式，通过xml配置文件，对Excel报表单元格进行测点信息的配置。l 报表发布配置：可以对报表进行分组、分类，然后发布到B/S和C/S。l
30、定时报表生成服务：可以灵活配置自动生成报表的时间和策略，支持日报（每天生成一次）、月报（每月生成一次）、年报（每年生成一次）。l 支持多种报表，包括：运行报表、班报、日报、月报和年报、经济指标报表、考核指标报表等类型的报表。l 报表发布功能：可以通过B/S进行发布，方便用户浏览、查询、下载、生成、删除和修改报表。l 具有强大的报表组态功能：可以定义报表的计算类型、样式、计算模式等，从而形成各种不同需求的报表。l 强大的后台脚本引擎的支持，可以实现复杂的报表统计算法。l 制作的报表美观、实用。4.1.2. 运行统计与考核该模块应该具备使运行人员在监盘调整的同时能清晰地看到自己所管辖机组和所在单元
31、各项指标的完成情况，以及各岗位人员在此指标下的个人收入状况。同时各级管理人员随时可看到运行机组的参数及奖罚情况，以其指标得分情况分析判断各运行值别的工作质量。把运行人员-机组主要参数-个人收入之间通过运行考核系统紧密地结合在一起。 具体功能如下：l 应具有灵活多样的设置功能，可以满足不同现场情况对于该功能模块的不同要求。在绩效考核的内容、方式、方法设置方面，提供完善的前端界面和灵活的设置手段。可以满足多个机组、多个指标、多种方式近乎随意的设置，最大限度的保证系统应用的简便、快捷。l 能对每个测点数据进行验证，以校验测点数据是否有效，从而确保考核结果的准确无误。l 根据指标考核周期，系统自动进行
32、数据采集与处理，并实现指标计算、考核评分，最后保存指标考核数据。l 支持免考时段设置和手工录入数据，能对任意指标任意时间段进行重新考核，确保考核数据的正确 。l 采用实时考核的方式，实时计算指标最优运行区间，达到实时指导的效果；支持定时（每月）和动态考核模型调整(如指标目标值)，及时反映机组当前所能达到的最佳工况l 支持不同工况（如负荷）下指标目标值的计算，算法包括经验公式法、插值法和定制的任意算法 。l 支持批量和单个考核条件的设置（如负荷率大于50%），支持考核区间划分评分和得分公式评分等 。l 支持指标实时值、平均值、最大值、最小值、增量值、积分值等多种考核数据类型，支持自定义算法 。l
33、 能够根据倒班表和值班时间表进行统计查询，实现各个指标、指标总分的排名，包括每个机组的各个值次的排名、每个单元各个值次的排名、所有机组各个值次的排名等。l 能根据月度奖金和奖金分配规则，按指标考核的排名先后分配各部分奖金到各个岗位，最后分配到各个运行人员。结合指标的实时考核与实时排名，可以实现奖金的实时计算和展示。l 支持全面的精细统计查询。（2）考核内容要求：l 安全性考核：基于安全性的考核，如为防止设备受损的参数（主汽温、汽压、炉膛负压等）越限情况（次数、强度、极值等）考核；可以按值、天、月、季、年等方式分别查询，形成各种报表，方便对运行的监督管理；也可以根据用户需要，可将其转换为量化考核
34、指标。l 经济性考核：基于经济性的考核，如运行小指标考核、经济指标考核等；将标准煤耗、厂用电率等大的计划指标，按工种、设备、岗位层层分解成具体的技术经济小指标， 并将其落实到车间、班组及个人，定期检查与评比。4.1.3. 性能计算性能计算模块利用高效有序的数值计算引擎，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。性能计算主要包括机组级指标计算和全厂指标计算：机组级性能计算指标包括：反平衡锅炉热效率、排烟热损失、化学未完全燃烧热损失、机械未完全燃烧热损失、散热损失、灰渣物理热损失；空气预热器漏风率、空气预热器效率；给水泵汽轮机用汽量、
35、辅汽用汽量、轴封漏汽量、汽轮机的各段抽汽流量；正平衡和反平衡的发电标准煤耗、正平衡和反平衡的供电标准煤耗；汽轮机热耗率、汽轮机内效率、高压缸效率、中压缸效率、各加热器上下端差、机组补水率、凝结水过冷度、凝汽器端差等；厂用电率；主要辅机电耗率；主要辅机的单耗。对于供热机组，计算指标还包括：供热量、 供热比、 热电比、 供热煤耗等。厂级性能指标包括：全厂发电量、全厂厂用电量、全厂负荷率、全厂热耗率、全厂汽耗率、全厂供电煤耗、全厂发电煤耗、全厂厂用电率、全厂补水率、全厂锅炉效率等。对于供热机组，计算指标还包括：全厂供热量、供全厂热煤耗等。4.1.4. 耗差分析耗差分析模块针对热力系统设计、设备状况、
36、运行环境（负荷和背压）、运行方式及控制水平五大类原因造成的煤耗偏差做出精确分析。耗差分析包括可控耗差和不可控耗差指标计算。可控耗差包括：主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热汽温度、锅炉排烟温度、烟气含氧量、飞灰含碳量、给水泵汽轮机用汽量或者电动给水泵用电量、厂用电率、凝汽器真空、锅炉给水温度、各加热器端差、过热器减温水流量、再热器减温水流量。不可控耗差包括：再热器压损、燃料发热量、高压缸效率、中压缸效率、辅助蒸汽用汽量、机组补水率、凝结水过冷度、轴封漏汽量等。4.1.5. 运行优化应包括：工况分析、吹灰优化、锅炉燃烧优化、凝汽器冷端优化、启停优化五个部分。（1）工况分析该模块能记录典型工况下主要参数、
37、设备状态及效率等；典型工况分析与建模；通过工况分析模块对各机组运行情况进行查看、分析，以数据、图表的形式向用户展示查询、分析的结果，从而辅助运行人员进行最优的运行操作指导。具体功能如下：l 自动建立机组在不同煤质和环境下的，负荷40MCR、50MCR、60MCR、70MCR、80MCR、90MCR、100MCR的典型工况数据库；l 实时运行工况与历史最优工况进行全方位地对比分析，找出当前工况与历史最优工况的差异，找出经济性、安全性、环保性指标最优的情况，从而作为运行优化的辅助指导；l 方便地查询历史的最优工况情况；l 提供很强的工况趋势分析功能，可以对不同的工况进行深入分析，以掌握机组运行的各
38、种规律；l 可以和试验工况和设计工况进行差异对比和分析；l 软件使用方便，提供很强的配置和组态功能。l 对于运行优化的决策有指导和辅助决策价值。（2）吹灰优化对各主要对流受热面的积灰结渣，锅炉炉膛出口温度进行在线监测和分析计算，并实时显示分析结果。同时以机组设计和正常运行工况为基准，从炉膛清洁度对机组效率影响的角度定量查找机组运行能耗率高于设计能耗率的原因，从而为系统设备的维护，检修以及运行参数的调整提供指导和决策，实现锅炉受热面的优化吹灰和锅炉炉内燃烧工况运行指导，最终达到节能降耗、提高机组运行经济性和安全性的目的。具体功能如下：l 能实时监测准确显示热效率及各项热损失；l 能实时监测准确显
39、示各受热面的污染率；l 提供的吹灰优化指导，避免该吹时不吹、不该吹时继续吹扫的不合理吹灰方法能对现场减少爆管，提高安全运行性能有很好的帮助；l 能实时监测准确显示锅炉内部的烟气温度分布；l 能实时监测准确显示不可信测量参数显示；l 能准确显示实时数据和历史图形、曲线；能够实时对机组运行、监测参数和计算结果等进行储存，查询及统计报表。l 提供对锅炉受热面：锅炉炉膛、屏过、高过、高再、低再、低过、省煤器、空气预热器等全面的锅炉污染率监测；l 实现各受热面污染程度的量化和“可视化”。通过提供受热面“污染率”界面显示，能够根据受热面积灰特性和运行状况，实时准确反映炉内各受热面污染状态并对实时对运行人员
40、提出优化吹灰指导；（3）锅炉燃烧优化可从机组硬件测量设备、优化模型和闭环控制三个方面进行综合开发。对煤粉管道进行相应改造，在磨煤机出口煤粉管道上加装煤粉分散器和相应的控制阀门装置或者加装煤粉流量平衡阀，优化煤粉从磨煤机到燃烧器的分布，准确地平衡煤粉和空气流量，改善煤粉分配，提高锅炉性能；引进国外先进的测量器件对风、粉、煤、灰等参数进行精确测量，为燃烧优化控制系统的成功运行奠定坚实的基础；可采用基于工况划分的数据建模方法建立锅炉燃烧模型，通过最佳运行模式规则的数据挖掘，寻找最优化工况（低NOx燃烧工况），智能地选择合适的锅炉控制参数的组合模式，以此为基础优化现有DCS控制逻辑，采用规则控制替代现
41、有的反馈控制，达到NOx排放与锅炉效率二元优化目标的最优化闭环控制。（4）凝汽器冷端优化在凝汽器真空耗进行综合分析，在分析机组冷端总耗差值的基础上，对汽轮机冷端系统，包括凝汽器、冷却塔、循环水泵、汽轮机低压末机组等子系统的数学建模的基础上，实现各子系统的运行状态监测、定速循环水泵运行方式、最佳真空的定值优化等功能。（5）启停优化 能对机组启停参数及操作过程的分析，对照有关设备和系统标准曲线参数进行启停评估，建立不同工况下的启停优化方案，指导运行人员以最经济最安全的方式进行操作。主要功能包括：l 可以实时对比当前启停过程和历史最优、标准启停过程存在的差异；l 可以分析历史启停和历史最优、标准启停
42、过程存在的差异；l 提供完整的启停过程各项消耗的统计结果；l 可提供启停过程的评估，包括机组启动时间、辅机启停时机、曲线、燃油、厂用电、金属超温等。4.1.6. 负荷优化分配传统的自动发电控制（AGC）是根据中调负荷指令来调整单元机组的出力。随着电力市场的发展，发电企业在机组负荷分配方面将有一定的自主权，以利于全厂整体效益的提高。在此背景下，中调下达的负荷指令将不是针对单个机组，而是针对全厂的总负荷指令。负荷优化分配模块在保证机组安全和满足电网负荷要求的前提下，通过综合分析进行负荷二次分配。最大限度地减少机组主、辅机设备的寿命损耗，降低全厂供电煤耗，以提高全厂的运行效率。主要功能包括：l 负荷
43、指令的接受功能：支持操作员输入指令模式、96/288点负荷曲线模式和NCS、AGC或其他生产调度指令三种运行模式。l 能对信号判断与故障处理功能，避免出现错误的负荷调度；l 具备准确实用的煤耗特性曲线确定方法，通过优化统计方法实现机组煤耗率特性曲线的准确评估方法；l 充分考虑机组出力限制，实现多约束条件下极值求解问题；l 多种约束条件下的动态规划负荷优化分配算法。l 结合机组主、辅机运行状况及其他安全因素，利用科学的分配方法，在保证机组安全和满足电网负荷要求的前提下，通过综合分析进行负荷二次分配。l 自动生成各台机组的运行负荷曲线和负荷分配建议，以直观、友好的界面反馈给用户（值长站、监控站）；
44、l 分配结果可以进行显示打印，也可以经过值长确认后传送到机组协调控制系统。4.1.7. 控制系统优化随着机组自动化程度的不断提高，控制系统的调节品质对机组安全、稳定、经济运行起到越来越重要的作用。尽管近年来现代控制理论发展很快，而且计算机的迅速发展为复杂控制器的实现提供了必要的硬件基础，但在工业控制中广泛采用的仍是PID控制器。但是，实际工业过程控制中PID控制器的参数常常处于非“最优”状态，这些参数通常是凭经验整定出的，因而控制效果不能达到最佳。尽管目前已有很多整定方法，但大多局限于理论研究，还不为调试人员采用。具有的功能如下：l 提供过程模型辨识方法，可以很方便地获得系统模型并进行验证；l
45、 给出整定方法的自动实现，用户只需输入所辩识的过程模型，即可实现参数整定；l 能实现PID参数和实际控制系统DCS的PID参数进行快速转换；l 可比较各种整定方法优劣，从而为整定实际PID控制器参数提供参考；l 提供的算法理论应先进且实用，算法应通过了反复的理论和实际数据的验证；l 闭环辨识可以在不切除自动的情况下可获得过程的传递函数数学模型，便于进行控制系统的优化调整；l 具备数据采集与存储功能；l 具备传递函数开环辨识功能；l 具备传递函数闭环辨识功能；l 控制器参数整定功能。4.1.8. 应力与寿命管理能根据工艺系统和设备本体参数的变化，对工作在恶劣环境下的重要部件和设备进行应力计算、分
46、析和预测；也可按一定周期对过程的历史数据进行评估并将计算结果存储、积累起来，以便从中推导出总体损坏因数，为机组（设备）状态检修提供参考。设备应包括汽包、管道、换热面（过热器、再热器、省煤器、除氧器）、转子、汽缸、螺栓等。具体功能如下：l 实时转子温度场计算；l 实时汽缸温度场计算；l 汽轮机部件寿命评估；l 汽包应力与寿命计算；l 联箱应力与寿命计算；l 实时转子温度场和应力计算。4.1.9. 设备状态监测与故障诊断提供基于数据库和专家系统的主机和主要辅机以及辅助系统故障诊断功能，通过实时分析出主机设备的故障原因、故障点，并提供排除故障的处理办法，通过诊断软件，能够实时分析出主、辅机设备的故障
47、原因，故障点并提供排除故障的处理办法。通过对设备参数的全过程监控与故障诊断，为设备状态检修提供决策支持。具体功能如下：l 应进行设备启/停统计，累计运行时间；监测设备参数变化情况，应包括：历史记录、参数曲线等，应根据累计运行时间、劣化状况，提供状态检修决策支持，设备检修提示。l 设备性能预测，应进行安全余量计算以及劣化分析，结合各主要部件的原始资料、历次缺陷情况、有无返修情况等设备基础资料，分析主机和主要辅机设备的故障原因，并能通过设备基础资料的分析预测可能出现的故障情况，通知运行操作人员。并进行设备故障预报警；l 主机和主要辅机故障诊断，应监视主、辅设备运行参数，当运行参数偏离正常值时，分析其原因，以此为基础进行在线运行故障的诊断，提供具体对策和处理措施，指导运行人员进行运行调整和处理；l 将某电厂已具备的功能如锅炉炉管（包括水冷壁和过热器、再热器炉管）检漏，汽机推力瓦磨损，汽机振动分析（TDM），空气预热器冷端温度分析等整合到系统中。l 故障诊断系统至少应包括锅炉、汽轮机及发电机