基于多源异构数据的电厂远程诊断中心的设计与开发

黄宏伟,赵永强,李永耀(.国家电投河南电力有限公司 技术信息中心，郑州 45000; .郑州恩普特科技股份有限公司，郑州 45000)

基于多源异构数据的电厂远程诊断中心的设计与开发

黄宏伟1,赵永强1,李永耀2
(1.国家电投河南电力有限公司 技术信息中心，郑州 450001; 2.郑州恩普特科技股份有限公司，郑州 450001)

针对目前电厂系统不兼容,进行监测及诊断时需要打开不同系统的问题,提出了基于多源异构数据的电厂远程诊断中心系统.该系统所用到的TDM，SIS，EAM等系统中的振动动态数据及相关的工艺量集成到中心数据库中,将各个数据库有机地整合在一起,实现不同数据库之间的数据共同显示在同一系统中,降低了故障诊断时查看数据的工作量,提高了故障诊断的效率,在电力行业具有广阔的应用前景.

多源异构; 电厂; 远程诊断中心; 故障诊断

在发电厂机组故障诊断中,我们需要分析机组的振动动态数据及机组各种相关的工艺量.这些数据分布在TDM，SIS，EAM等系统相应的数据库中[1].进行监测及诊断时我们需要打开不同的系统,从不同的监测页面中来查看和分析相关数据,大大增加了诊断专家的工作量,给诊断工作带来了不必要的麻烦.为了解决此问题,本文将在线监测及故障系统所用到的TDM，SIS，EAM等系统中的振动动态数据及相关的工艺量集成到中心数据库中,将各个数据库有机地整合在一起,实现不同数据库之间的数据共同显示在同一系统中,降低了故障诊断时查看数据的工作量,提高了故障诊断的效率.

1 多源异构信息技术

在发电厂中,一般存在基于多种数据库管理系统,如基于PI数据库的SIS、基于Oracle的EAM系统等,这些系统的数据库一般都只在本系统内部存取,而不能被其他系统访问.这种状况导致了电厂不同层次信息孤岛的出现,严重影响信息传递的实时性,加大了信息维护的成本,增加了监测及诊断的工作量.这些现存的数据库系统的异构主要体现在以下几个层次[2]:① 操作系统的异构与网络平台的异构;② 数据模型的异构,查询语言的异构,事务管理、并发控制机制的异构和查询优化方法的异构等;③ 模式冲突、数据库和运行方法的异构;④ 数据库系统的开发环境和运行环境的不同,以及所使用的编程语言的不同.

我们所要集成的多源异构数据库系统是相关的多个数据库系统的集合.同时,各个组成部分具有自身的自治性,在实现数据共享的同时,每个数据库系统仍保有自己的应用特性、完整性控制和安全性控制.

2 电厂常用监测系统

(1) TDM(Turbine Diagnosis Management)系统即汽轮发电机组振动在线状态监测和分析系统[3].TDM的主要作用在于对机组运行过程中的数据进行深入分析,获取包括转速、振动波形、频谱、倍频的幅值和相位等故障特征数据,从而为专业的故障诊断人员提供数据及相关专业的图谱工具,协助机组诊断维护专家深入分析机组运行状态.

TDM一般对发电厂的汽轮机及发电机监测以下一些参数:振动监视、轴向位移监视、差胀监视、缸胀监视、转速监视、偏心度监视、相位监视[4].

(2) SIS(Supervisory Information System)即电厂厂级实时监控信息系统,主要功能为:以画面、曲线、棒状图等形式显示汽轮机及其辅助设备的运行状态、参数、系统图[5],为生产管理人员提供实时信息.同时记录生产过程的主要数据,生成各职能部门需要的全厂各类生产、经济指标统计报表[6].

3 远程诊断中心数据集成的关键技术

本文研究的发电厂在线监测及故障诊断系统是某电力公司远程诊断中心中的子系统.该远程诊断中心监测其公司下的各个电厂,数据从各电厂数据库经过广域网发至远程诊断中心服务器中.本文中的多源异构信息系统的集成方式通过数据仓库方式,在电厂端接口机中的TDM数据接口、SIS数据接口、EAM数据接口和Webmonitor,分别将TDM系统、SIS、EAM系统、ICS3000在线采集系统中数据提取到技术中心的数据库中.数据库集成结构如图3所示,各系统集成信息如图2所示.数据库集成具体方式如下.

3.1TDM数据接收接口

电厂端服务器中的TDM数据接口通过TDM系统开放商提供的监测数据集成接口文档,开发TDM数据接收接口程序,接收TDM系统发送的数据,通过广域网传送至远程诊断中心端,存入远程诊断中心服务器的数据库中.TDM系统的监测数据通过HTTP协议采用Post方式发送,TDM数据接口程序在收到HTTP请求数据包后根据文档说明拆分数据包组成对应数据,然后写入远程诊断中心服务器的数据库.

3.2SIS数据接口

电厂端服务器中的SIS数据接口通过PI-SDK访问PI实时数据库.在线监测系统信息组态中配置各测点的PI标签,SIS数据接口程序通过PI-SDK不停地从PI实时数据库中获取所需的PI标签的实时值,并由广域网传送至远程诊断中心端,存入远程诊断中心服务器的数据库中.把辅助诊断系统中所有的实时报警信息,通过PI-SDK写入到PI实时数据库的对应标签项中.

3.3EAM数据接口

电厂端服务器中的点检数据接口通过电厂提供的EAM服务器IP地址及EAM数据库(Oracle数据库)的用户名密码，直接访问提供的视图及在线监测系统信息组态中配置各测点的标签,通过直连Oracle数据库的方式读取需要的点检数据,并通过广域网传送至远程诊断中心端,存入远程诊断中心服务器的数据库中.

图1 数据库集成结构示意图Fig.1 Schematic diagram of databaseintegration structure

图2 各系统集成信息示意图Fig.2 Schematic diagram of each systemintegration information

4 远程诊断中心的实现

图3为远程诊断中心主监视界面.在主监视界面中,将不同系统的振动数据及相关工艺量都显示在同一个界面中,减少了监测人员的打开系统的个数,降低了监测的复杂度,提高了监测的效率.

图4为远程诊断多趋势分析界面.在该界面中,将不同系统的振动数据及相关工艺量的变化趋势都显示在同一个界面中进行对比.使对比不同系统的监测数据变化趋势成为了可能.减少了诊断人员的打开系统的个数,降低了诊断的复杂度,提高了诊断的效率.

图3 系统主监视界面Fig.3 System main monitor interface

图4 多趋势分析界面Fig.4 Multi-trend analysis interface

5 结语

针对目前发电厂系统不兼容的问题,研究了发电厂多源异构数据融合方法与技术,将TDM、SIS、EAM等系统中的振动动态数据及相关的工艺量集成到中心数据库中,将各个数据库有机地整合在一起,实现不同数据库之间的数据共同显示在同一系统中.该系统降低了故障诊断时查看数据的工作量,提高了故障诊断的效率,在电力行业具有广阔的应用前景.

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Designanddevelopmentofremotediagnosiscenterofelectricpowerplantbasedonmulti-sourceheterogeneousdata

HUANGHongwei1,ZHAOYongqiang1,LIYongyao2
(1. Technology and Information Center, SPIC Henan Electric Power Co., Ltd., Zhengzhou 450001, China; 2. Zhengzhou Expert Technology Co., Ltd., Zhengzhou 450001, China)

In view of the present system of power plant is not compatible, we need to open different monitoring and diagnosis system problems, puts forward the remote diagnosis of power plant based on multi-source heterogeneous data center system. Used in the system of TDM, SIS, EAM system vibration dynamic data and related technology are integrated into the center database, organic integration of various database together, realize data between different database show together in the same system, reduce the workload of fault diagnosis when the check data, improve the efficiency of fault diagnosis, and will have broad prospect of application in the electric power industry.

multi-source heterogeneous; electric power plant; remote diagnosis center; fault diagnosis

TH 212; TH 213.3

： A

： 1672-5581(2017)03-0279-04

黄宏伟(1966—),男,高级工程师.E-mail:yongyao_li@163.com