一、企業(yè)概況 我國目前最大的火力發(fā)電廠——北侖發(fā)電廠總裝機容量300萬千 瓦，年發(fā)電量可達165億千瓦時。 北侖發(fā)電廠是我國第一家利用世界銀行貸款、引進國際先進設備 和技術的現代化大型火力發(fā)電廠，也是國家“ 七五”、“八五”、“九 五”重點工程。工程概算總投資 177億元，利用外資8．7億美元，主 要設備通過國際競爭性招標采購，達到國際先進水平。 北侖發(fā)電廠工程分兩期建設。一期工程安裝兩臺60萬千瓦機組， 于1994年11月建成投產。1996年6月開工建設二期工程，安裝3臺60萬千瓦機組。二期工程建設努力與國際慣例接軌，全面落實了項目法 人負責制、工程招投標制、工程監(jiān)理制、資本金制和合同管理制，創(chuàng) 造性地實施“小業(yè)主、大監(jiān)理、總承包”的工程管理新模式。3臺機 組同時施工，比國家規(guī)定的合理工期提前15個月完成，工程造價大幅度下降，節(jié)約投資22億元以上。二期工程還按國際慣例取消了國內常 規(guī)的半年試生產期，在機組通過 168小時試運行后即投入商業(yè)化運 行。 北侖發(fā)電廠的建成投產，不僅緩解了浙江省以及華東地區(qū)的電力 緊張局面，而且有利于實施電力工業(yè)結構的戰(zhàn)略性調整。 二、實時系統(tǒng)網絡介紹 1.1網絡結構 實時信息系統(tǒng)作為MIS系統(tǒng)的重要組成部分，直接運行在電廠 的局域網上。局域網絡的中心是三個LINKSWITCH1000，它們之間用光纜連接，構成了電廠100MB吞吐率的網絡主干。每個LINKSWITCH還以 星型方式延伸至電廠的各個辦公地點，以每個支路10MB的吞吐率使各部門工作站入網。機組的集散控制系統(tǒng)DCN網絡通過網關GATEWAY 聯(lián)入其中的一個支路。安裝相應的軟件之后，網絡上的任何工作站都 可以調看實時信息。 1.2系統(tǒng)平臺 實時信息系統(tǒng)的平臺主要有三類：性能計算平臺、歷史數據庫平臺和客戶平臺。性能計算平臺為DEC公司的ALPHASTATION250，操作系 統(tǒng)為OPENVMS6.2。該平臺上運行的模塊主要為PMS，包括MOD300接口、 在線性能計算模塊（OTIS）、設備性能測試模塊（OLET），另外有即時 機 組 數 據 刷 新 模 塊 （ ULTRATEST ）。 歷 史 數 據 庫 平 臺WINDOWSNTSERVER4.0，其上運行INSQL SERVER，提供歷史數據采集、儲存和標準查詢功能。客戶平臺為WINDOWS95、NTWORKSTATION等，安裝 了 NETDDE 和 SQLCLIENT 軟 件后，就能 PMS 上的即時數據和 INSQLSERVER上的歷史數據進行查詢，而當安裝了INTOUCH軟件后，就冷對 機組運行情況進行直觀的顯示。另外，其它的應用子系統(tǒng)也可以通過 NETDDE和SQL方式調用實時信息。 1.3數據接口和數據流 實時系統(tǒng)的主要數據接口有: （1）MOD300接口軟件：分別安裝在MOD300和作為實時系統(tǒng)性能計 算平臺的ALPHA機上，負責從現場DCN上獲得實時數據。具有較高的數據吞吐率、靈活性和運行可靠性。 （2）即時數據查詢接口：分別安裝在所有三種平臺上。ALPHA機上， 用于將從MOD300采集的實時數據和PMS的計算結果及時發(fā)送出去。作為INSQL SERVER的WINDOWSNT平臺和各種客戶端上，及時刷新實時數據。即時數據查詢接口采用了快速的FASTDDE 標準，它是建立在TCP/IP協(xié)議上的工業(yè)標準，快速、穩(wěn)定， 對介質要求不高，開放性強，適合于復雜網絡環(huán)境下的數據 傳輸。經過測試，通過普通電話線撥號上網的用戶也可以獲 得較為滿意的實時數據信息。 （3）歷史數據查詢接口：分別安裝在歷史數據庫平臺和客戶平臺 上，以滿足各種用戶對歷史數據的需求。歷史數據查詢采用SQL標準，簡便、開放，既滿足了其他系統(tǒng)對歷史數據的要求， 也方便技術人員對數據的各種要求。 從實時系統(tǒng)的數據流向看，控制系統(tǒng)的實時數據首先 PMS 的 MOD300數據接口，PMS的OTIS和OLET模塊直接利用實時數據進行各種計算，計算結果和第一手的實時數據一起，通過同一臺ALPHASTATION 上的即時數據通道為INSQL SERVER、客戶機和其它應用程序提供即時數據。實時系統(tǒng)的歷史數據庫負責存儲并為各種客戶機和其它應用程 序提供歷史數據。客戶機可以運行INTOUCH軟件、INSUPPORT軟件，也可以是僅僅安裝了NETDDE和SQLCLIENT接口的普通工作站。 1.4歷史數據庫 同其它系統(tǒng)相比，實時系統(tǒng)的歷史數據庫有如下要求： •總數據量特別大 如果不考慮數據結構，按每個采樣點4字節(jié)，每10秒鐘一次刷新計算，1000個采樣點每個月的累計數據量超過1GB。 這樣的數據量，如果用標準商用數據庫管理系統(tǒng)來儲存和管理，加上時間片信息和數值的質量信息，可以是數千個字段幾十萬條記錄 的多達10GB的一個巨型表。 •數據交易量特別大 對實時數據的每次查詢，都是基于上述數據表中的，即便是對特定時間某點的值這樣一個最簡單的操作，也非常耗費服務器資源。 •對權限的要求不高 由于實時數據主要是技術數據，對企業(yè)內部的 技術人員來說，一般不存在權限按字段封鎖等要求，因此，數據表可以作為一個整體參與權限設置。 電廠實時系統(tǒng)采用 WONDERWARE公司的工業(yè)數據庫IndustialSQL，其特點是數據壓縮率高，查詢效率高，實時性強。在 對實時數據的表項處理上去除了普通商用數據庫管理系統(tǒng)必備的管理功能。數據的開放性沿用了SQLSERVER的標準。另外，IndustrialSQL 加強了對時間的查詢控制，如用戶可以直接設置所要查詢的起點時刻、終點時刻、時間間隔、總時間段以及查詢的方式等專用的 參數，從而控制下面發(fā)生的SQL查詢，而不必編制繁復的程序。 三、參數的實時計算和顯示 我們通過INTOUCH軟件，在PC側做了近百幅顯示畫面，作為實時系統(tǒng) 的人機界面。通過這些界面,可以實現對參數測量值、參數基準值、機組性能參數計算值、各參數的耗差值等進行動態(tài)的實時顯示。 2.1 基準曲線的獲得及實時顯示 通過對設計數據，歷次試驗數據尤其是機組的循環(huán)效率試驗數據，以及運行統(tǒng)計數據的分析和整理，我們獲得了參數的基準曲線， 并在實時系統(tǒng)的人機界面上實現基準值的實時顯示。如機組供電煤耗、鍋爐效率、高壓缸效率、中壓缸效率、主汽壓力、主汽溫度、熱 再溫度、汽機真空、排煙溫度、鍋爐出口氧量、再熱器壓降、各級回熱加熱器的上端差和下端差等。隨著優(yōu)化工作的深入，基準曲線將不 斷得到充實和完善。 2.2 機組性能參數的在線檢測 利用在線性能計算軟件，對機組的供電煤、汽機熱耗、廠用電率、鍋爐效率、汽機高壓缸效率、中壓缸效率、各級回熱加熱器的上 端差和下端差、抽汽量等性能參數進行了實時計算，并把計算結果送 到MIS網，實現動態(tài)顯示。 2.3 耗差計算結果的在線檢測參數偏離基準以后，對經濟性的影響以耗差的形式顯示在 INTOUCH畫面上，用以指導運行人員對運行參數的調節(jié)可控制，確保 機組能始終在最佳工況下運行。 四、優(yōu)化操作指導 利用計算機實時系統(tǒng)，可以對運行人員的調整操作進行在線指 導。即通過偏差控制和耗差控制，達到經濟運行的目的。運行操作優(yōu)化的核心是耗差分析（或稱能損分析）。通過耗差計算，對機組的運 行總耗差進行分割、解剖，找出機組能量損失的分布情況，給出各項損失的大小及其原因，并進行正確的調節(jié)指導。 3.1 偏差控制 我們把參數（運行參數和性能參數）的基準值、運行實際值以及 兩者的偏差值同時顯示在計算機畫面上，集控人員根據偏差的大小，及時進行調整，使機組在電廠已有設備條件下保持最佳工況運行。 3.2 耗差計算及耗差指導 耗差分析（在線能損分析）給出了機組能量損失的分布情況和大小，是提高運行經濟性的核心技術，是火電機組節(jié)能技術從粗放型向 科學精細型轉變的根本方法。以前，節(jié)能工作無論從運行角度，還是從設備角度，都存在一定的難度。運行人員對經濟性的把握，主要依 靠對一些主參數（小指標）的監(jiān)視和控制，而各項小指標對機組供電煤耗有多大的影響，則缺少一個量的概念，而且，小指標考核也比較 粗。對設備性能狀況的了解，則完全依靠機組的性能試驗，但由于性能試驗的時效性比較差，不能動態(tài)反映機組的性能情況，削弱了它的 指導效果?？梢哉f，如果沒有耗差分析的手段，節(jié)能方式只能停留在粗放型階段。為此，我們建立了耗差計算模塊，并把結果顯示在INTOUCH畫面上，為優(yōu)化操作提供了極大的方便。 五、優(yōu)化運行分析手段 運行工程師和有關技術人員可以通過查閱實時數據，參數的波幅 監(jiān)視（通道監(jiān)視），結合歷史數據查詢和相關分析，實現運行分析的優(yōu)化功能。具體地說，主要有以下幾個方面： 4.1 實時數據分析 對運行參數、性能參數（尤其是耗差數據）的查 閱，找出異常現象，及時分析其深層原因，并提出相應的處理意見。 4.2 重要參數的波幅監(jiān)視 根據運行統(tǒng)計規(guī)律，對一些重要參數的波 幅隨負荷的變化情況進行統(tǒng)計分析，作出波峰基準曲線和波谷基準曲線。把這兩條曲線輸入計算軟件，計算出波峰和波谷的基準值，并把計算結果送至實時顯示畫面。這樣，在實時畫面上就有了一個由波峰 和波谷的基準值形成的通道，運行人員只要監(jiān)視某一參數的實際運行值是否在這個通道內波動，就可以進行直觀的判別。如實際值在波峰 線以上波動，應及時分析原因，并作相應的調整處理。 4.3 趨勢分析 利用實時系統(tǒng)的歷史曲線畫面，對運行參數（包括性 能參數）進行實時、歷史趨勢分析。 4.4 歷史數據查詢 利用實時系統(tǒng)的歷史曲線畫面以及統(tǒng)計報表數 據，實現歷史數據的查詢。 4.5 相關曲線分析 在歷史曲線畫面中，可以同時放入八個監(jiān)視參 數，即有八條曲線，并可隨意組合。當需要對某個異常參數進行分析時，只要把與之相關的參數放在同一幅畫面上，就可以分析各參數間 的相互變化關系，非常方便、靈活。 六、考核指標的自動統(tǒng)計 在實時服務器實現歷史數據的存儲。管理人員只要鍵入統(tǒng)計起止 時間，就能自動產生相應的電子報表。并使報表上網，實現報表的網上打印。它與傳統(tǒng)的小指標考核辦法相比，具有以下特點： 連續(xù)、動態(tài)的考核方法 由于可控耗差的計算每時每刻都在進 行，它記錄了運行人員從上班到下班的整個操作過程，比較準確地反映了運行人員的操作控制水平和責任心。 自動計算和統(tǒng)計 由于耗差計算和統(tǒng)計是在計算機內自動完成 的，克服了手工抄表、手工計算帶來的弊病。使結果更加準確，并減輕了勞動量，消除了一些不必要的人為因素。 科學、合理的耗差計算 考核方式更接近機組實際運行的要求。不同的負荷，要求的基準值也不同。調峰負荷下的參數，不能以額定負荷時的基準值進行考核。由于耗差計算中的基準值是以曲線方式存 在的，其結果也就更接近機組實際運行的要求，比較科學、合理。 更加合理的考核結果 用可控耗差月平均進行考核的方法，免 去了對小指標項目進行人為加權的工作，減少了人為因素，也使考核 結果更加合理。 由于本系統(tǒng)具有計算和統(tǒng)計的實時性、連續(xù)性、考核的科學合 理性等優(yōu)點，深受運行人員的歡迎。極大地激發(fā)了運行人員從事經濟運行的積極性，收到了良好的經濟效果。