电厂控制管理一体化集成系统研究

(广西宁明东亚生物能源有限公司，广西 崇左 532500)

电厂控制管理一体化集成系统研究

黄国龙

(广西宁明东亚生物能源有限公司，广西 崇左 532500)

本文阐述了控制管理一体化集成系统的内容和研究现状，分析了控制管理一体化集成系统的结构、研究意义及发展前景，并以火电厂为例具体描述了一体化系统在电厂中的应用。

电厂；控制管理一体化；一体化集成系统；火电厂

1 引言

随着时代的进步，电网结构不断加强，电力体制不断深入改革，伴随厂网分离改革的提出，信息管理系统(Management Information System，即MIS)是电厂降低成本，提高经济效益必不可少的部分[1]。新建电厂全部采用分布式控制系统、信息管理系统、厂级监控信息系统及自动化控制系统集成进行一体化集成管理，而旧电厂亦需对旧系统进行升级改造。加快各子系统的一体化进程，能集成一个整厂协调统一的监控自动控制管理系统，能减少设备的损耗及使生产成本降低，是大势所趋。

2 控制管理一体化集成系统的研究现状

控制管理一体化集成系统是集成计算机技术、网络连接、自动控制系统等技术，在生产过程中以各种技术为基础，分析处理各种信息，优化整合生产过程，使电厂的控制与管理有机集成且不断优化，实现电厂信息共享，杜绝信息孤岛，提高工作效率[2]。

改革开放以来，国内的电厂一直十分注重厂内各机组的安全性能，将机组安全稳定运行列为生产的第一指标，对于电厂运行的经济效益并不重视。在我国，20世纪90年代之后，随着计算机技术、自动控制技术、管理方法的不断改进，新式电厂通常安装使用分布式控制系统(Distributed Control System，DCS)，而旧式火电厂亦大批更新使用DCS，且辅以可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，各控制系统的使用令电厂的自动化水平日渐提高。但控制系统之间信息分散，无法相互共享，造成了信息孤岛，电厂的管理者只能通过不同的监控界面在集中监控室中掌握分析电厂安全状况及各指标经济水平，这使我国电厂的管理控制水平远低于国际水平。21世纪以来，随着MIS的出现，新兴电厂全部采用MIS进行运行管理，借此完成全厂信息自动化监控、监测查找信息、综合维护管理等功能，使电厂经济效益最大化。而近年来，新建电厂将MIS与自动控制系统进行一体化集成，将各系统整合起来，将电厂构建成统一的自动化系统，自动控制系统所得到的各种信息是MIS的基础，而MIS的处理系统可以指导自动化控制系统的运行控制过程。这两者相辅相成，相互协调，为高现代化的电厂打下良好基础，是现代化电厂未来的发展方向。

而该一体化集成系统体现在电厂监控信息系统(Supervisory Information System，SIS)的建立。SIS将DCS与MIS联系起来，通过从DCS及自动控制系统中获得实时监控数据，再将数据传输到MIS中分析优化管理，使电厂管理控制一体化[3]。

3 控制管理一体化集成系统分析

3.1 控制管理一体化集成系统组成

集散控制系统DCS是集中分散的控制系统，主要特点是其控制的分散性及管理的集中性，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，DCS已经不止能分散控制，还能将对系统的管理集中起来，实现机组的实时监控和管理。

电厂厂级监控信息系统能过将实时监控系统、优化控制系统、生产管理系统相结合的自动化系统。该系统能对电厂进行实时监控，并对各数据进行分析优化，使电厂运行经济性较高[4-6]。

管理信息系统MIS是通过计算机系统收集数据，人工进行管理控制的系统，能使管理员从全局管理控制整个电厂的生产运行过程，及时处理数据。

一体化集成系统是通过电厂监控信息系统SIS将传统的分布式控制系统DCS和信息管理系统MIS相联合，做到控制管理一体化[7]。一体化集成系统主要使电厂的生产运行奠定良好而坚实的基础，并通过此基础将电厂中分散的信息集成，达到依靠以实时监控技术，辅以信息管理技术、自动化控制技术、通信技术等设备，将各分系统联合形成一个统一的网络。该一体化网络中存在大量实时监控数据并能实时进行自动控制处理，为后期的管理优化奠定了基础。

3.2 控制管理一体化集成系统结构

图1为与传统的电厂相比较的电厂控制管理一体化集成系统。该系统分为三个阶段:第一个阶段为实时网络的过程控制阶段，该阶段主要服务于操作人员；第二个阶段为控制管理一体化平台，该阶段主要作为用电厂各发电机组的优化，服务于生产运行的管理人员；第三个阶段为商业运行阶段，主要用于优化电厂经营运行，服务于电厂行政管理人员。

该系统可以使控制管理一体化平台实现与过程控制过程、商业运行过程的通讯，用户可以直接得到DCS数据和信息，也可以通过MIS获取平台内所有的实时监控数据和信息，其次，控制管理一体化平台还能得到预测的负荷曲线，借此做出优化使负荷能够最优分配，经济性大幅提高。

在电厂一体化系统网络中，各子系统的数据及信息都同步实时传输到总控平台，服务于一体化系统，再通过子系统数据的实时变化对一体化系统进行优化动态处理，借而更好地做到控制管理一体化。

图1 新兴电厂一体化结构与传统电厂控制结构比较

3.3 一体化集成系统研究意义

控制管理一体化集成系统的应用，对于电厂运行具有重要的理论和实际意义，具体有以下几个方面：

(1)提高电厂运行及管理的效率。一体化集成系统能减少电厂中不同控制系统和管理系统重复的工作量，避免不协调的运行环境，使管理统一有效。一体化集成系统可以使各子系统使用同一套运行准则，并相互补充相互协调，减少管理的难度。

(2)使电厂拥有连续的管理方式。各控制管理子系统间出现故障问题之后可以具有同一套解决方案，避免不同解决方案之间相互矛盾，减少反应所需时长。

(3)能在电厂运行管理上实现创新。电厂通过向西方发达国家管理模式学习，引进先进的电厂管理模式，并在此基础上做出符合自身需求的创新，可以为将来的新型电厂提供管理经验，使电厂管理循序渐进，减少摸索路上的挫折，为大批改建或新建电厂提供技术和实践指导。

3.4 控制管理一体化的发展前景

现代化的控制管理一体化已经成为当今电厂的发展方向，一体化系统是使电厂高效生产运行的措施之一。控制系统和管理系统的集成，促进了电厂现代化的进步，在保证安全稳定运行的基础上做到了经济性运行。

未来的电厂将面对电网大规模的改革，从而面临更大的挑战，更激烈的竞争，故而大部分电厂均要逐步实现控制管理一体化，将科学技术和管理过程集成，提高经济效率，在保证安全性的基础上获取更大的效益。未来，电厂将逐步实现“无人”值班的高效率管理运行。

4 火电厂控制管理一体化集成系统

我国电厂目前以火电厂为主，火电厂是将煤等可燃能源转化为电能的工厂。火电厂的生产是依靠对煤、水、空气等进行化学及物理的处理，再通过火电厂内的大型锅炉、汽轮机组、发电机组等将其转换为电能[8]。

我国的火电厂经过近几十年的发展，逐步学习引进西方先进技术，从一开始的DCS系统，DCS与PLC相结合的集成系统，MIS系统，一直到现如今开始采用的自动控制系统与MIS系统相结合的控制管理一体化集成系统，火电厂的监控、数据收集、数据处理、各车间协调运作、故障保护等形成了一体化系统，主控室可以自动监测实时数据并根据监控自动作出处理并发出信号，还可以直接进行经济性分析、财务分析、办公自动化及办公网络一体化运行。

大部分国内火电厂内存在多种控制系统构成的独立网络，其中包括各机组相互独立的控制网络；厂内用电、燃油室、循环水泵机房等分系统组合成的控制网络；输燃煤系统控制网络；残渣处理系统网络；分布式脱硫系统网络；MIS网络等。这种独立的网络容易造成信息孤岛，各个控制系统的不同信息无法协调统一，火电厂需要整合信息，使得电厂运行效率、经济效益较低[9]。

5 小结

近年来，控制管理一体化越来越多的被应用于电厂控制管理中，也有许多文章对此做出了更深入的诠释，这些研究从不同的角度分析了控制管理一体化集成系统的优势。本文主要阐述了控制管理一体化集成系统的研究现状和发展情况，并且对控制管理一体化进行了一定的分析，最后分析控制管理一体化在火电厂的应用。

[1] 林跃生.浅谈基建MIS系统在某电力工程管理中的应用[J].锅炉技术,2016,47(5):76-78.

[2] 许继刚,郑慧莉.电厂管理控制一体化信息系统的发展[J].电力系统自动化,2001,25(7):59-63.

[3] 许继刚.电厂信息管理与自动控制的一体化[J].自动化博览,1999,16(3):35-38.

[4] 许继刚.SIS的若干设计原则[J].中国电力,2006,39(7):77-79.

[5] 来方.电厂厂级监控信息系统网络安全存在的问题及对策[J].数码世界,2016(12):42-42.

[6] 佟童.浅谈SIS系统在火电厂的应用与发展[J].科教导刊(电子版),2016(1):150-151.

[7] 陈川.电厂DCS,SIS与MIS 的联系与区别[OL].

[8] 陈海平,张春发,张树芳,等.火电厂热力系统经济运行在先检测系统[J].动力工程.1999,19(2):54-57.

[9] 葛荣良.火电厂脱硝技术与应用以及脱硫脱硝一体化发展趋势[J].上海电力,2007,20(5):458-467.

ResearchontheIntegratedSystemofPowerPlantCoutrolManagement

HUANGCuo-long

(Guangxi Ningming Dongya Bioenergy Co.,Ltd.,Chongzuo 532500,China)

This paper expounds the content and research status of contrel managment integrated system.Analyze the construction,study meaning and development of the control management integrated system.Take heat-engine plant as an example, describing application of the integrated system in generating plant.

generation plant;control management integrated;integrated system; heat-engine plant

1004-289X(2017)02-0074-03

TM62

B

2017-02-21

黄国龙(1972)，男，初级工程师，主要从事电厂运行管理。