专利名称：电网节能调度实时煤耗在线监控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电网节能调度实时煤耗在线监控系统。
背景技术：
数据显示，发电企业能耗占全国1/3，二氧化硫排放占全国一半，火电用水占工业用水40%，烟尘排放占全国排放量的20%，产生的灰渣占全国灰渣总量的70%，尤其是能耗高，污染重的小火电机组，已经成为制约电力工业健康发展的重要因素。所以加强电力行业节能减排工作，减少煤炭等资源的消耗，对于缓解我国能源供应压力、保障国家能源安全
意义重大。目前的节能调度实时煤耗在线监控系统所采用的技术方案为数据在线一次计算方案。整体方案如下整个系统分为两个部分一主站侧系统、子站侧系统。主站侧系统部署在调度中心，以实现对所有子站实时数据地采集和处理；对所有子站实时煤耗的在线计算、统计分析、结果展现及信息发布等；实现相关数据的录入、审核、上报等功能；实现所有子站实时煤耗的原始数据和计算结果的历史保存和查询；实现煤耗计算结果数据与EMS、DMIS等系统的接口等，从而为节能调度提供辅助决策支持。子站侧系统部署在电厂侧，主要负责实现实时煤耗所需要实时数据地采集，并将子站煤耗的实时数据上传到主站系统；实现子站手工数据的录入、审核、上报、审批等功能；上述节能调度实时煤耗在线监控系统有以下缺点1、数据直接从DCS (Distributed Control System分布式控制系统)进行数据采集。根据机组安全运行规定，要完成从DCS直接采集数据，必须在机组停止运行情况下才能实施部署，因此从DCS进行数据采集会造成生产的瓶颈。2、DCS是发电机组的核心组成部分，直接对DCS采集数据，增加了电厂方的安全的
急 ^^ ο3、现有的节能调度实时煤耗在线监控系统所采用的实时数据库只能单一地支持 PI实时数据库。因此，有必要设计一种新型系统，以克服上述缺陷。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种能够在不影响DCS的情况下进行厂站侧数据采集的电网节能调度实时煤耗在线监控系统。本发明提供的电网节能调度实时煤耗在线监控系统包括厂站数据采集系统、厂站业务平台、数据交换平台和主站数据处理系统。其中厂站数据采集系统，与厂站的SIS系统连接，用于采集生产设备运行工况的实时数据；厂站业务平台，与厂站数据采集系统连接，包括计算引擎模块和业务模块，用于接收厂站数据采集系统采集的数据并将采集的数据发送到数据交换平台，业务模块与计算引擎模块之间进行数据通信；数据交换平台，与厂站业务平台和主站数据处理系统连接，用于厂站业务平台和主站数据中心之间的数据传输；主站数据处理系统，与数据交换平台连接，用于接收数据交换平台发送的数据并对所述数据进行处理。优选地，所述数据交换平台是非实时VPN。优选地，所述数据采集系统与厂站的SIS系统之间通过正向隔离装置连接。优选地，所述主站数据处理系统包括主站数据中心和主站业务系统，所述主站数据中心用于向主站业务系统提供数据。优选地，所述主站数据中心包括生产数据存储装置和配置数据存储装置。优选地，所述主站业务系统包括计算引擎模块和业务模块，业务模块与计算引擎模块之间进行数据通信。优选地，所述厂站业务平台包括计算引擎模块和业务模块，业务模块与计算引擎模块之间进行数据通信。相对于现有技术，本发明对于数据的采集只针对SIS系统(厂级实时监控信息系统)为采集对象。目前绝大部分投运电厂均已部署了 SIS系统，从SIS系统的采集机分流实时测点数据作为数据计算源，这样既保证了调度中心能获取最原始的一手数据，同时又不会对机组DCS构成安全影响。而且，本发明提供的煤耗在线监测系统在子站与主站两侧都可以计算煤耗指标， 为用户提供最大化的灵活性。
图1是本发明一种具体实施方式
的电网节能调度实时煤耗在线监控系统的结构示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明的电网节能调度实时煤耗在线监控系统100包括厂站数据采集系统101、厂站业务平台102、数据交换平台103和主站数据处理系统104。厂站数据采集系统101用于采集电厂的各台机组、锅炉、汽机、主要辅机等设备运行工况的实时数据，计算每台机组煤耗大约需要200个左右实时测点。所述实时测点包括温度测量点、压力测量点、流量测量点等。在本发明中，厂站数据采集系统101从厂站的SIS 系统200采集数据。数据采集系统101包括SIS网络端口、数据传输线路等等，SIS网络端口包括与SIS系统匹配的网卡等，数据传输线路包括双绞线、光纤等等。其中，SIS (Supervisory Information System in plant level,厂级监控信息系统)是集过程实时监测、优化控制及生产过程管理为一体的厂级自动化信息系统，是处于火电厂集散控制系统DCS以及相关辅助程控系统与全厂管理信息系统MIS之间的一套实时厂级监控信息系统。SIS系统以机组的性能计算、厂级经济性分析、厂级负荷分配以及机组的经济运行为主要目的。SIS系统的实时性体现在SIS系统实时分析机组的运行参数，通过系统强大的数据挖掘、数据处理与优化的功能，对机组乃至全厂的运行状况进行准确的分析、诊断与优化的系统。
优选地，在厂站数据采集系统101与SIS系统的网络接口处部署网络正向隔离装置，用以实现数据的单向传输。并且，更优选地，数据采集系统101包括双网卡配置，两块网卡分别配置不同网段的IP地址，从而实现网络的逻辑隔离，增加了系统的安全性。在本发明中，厂站业务平台102包括第一计算引擎模块和第一业务模块。第一计算引擎模块是一组运行在应用服务器上的进程，包括逻辑解释进程、算法解释进程、模型构造进程、模型解析进程等。这些进程提供了关于性能计算、机组热力试验等模块的具体模型的解释、运行服务。所述进程可以利用算法模型知识库中的各种现有算法，如果存储在算法模型知识库中的算法或逻辑不能完全满足电厂的现场具体情况，通过修改可完善并形成新的计算模型或逻辑推理模型来满足现场需求。通过计算引擎，后台实时计算火电机组锅炉效率、汽机效率、煤耗等性能指标，并可对实时测点、性能指标进行在线和离线的自动或手动实验。第二业务模块用于对计算结果进行展现和数据维护。包括系统维护模块、煤耗的排名及综合查询模块、火电机组指标分析模块、综合查询模块等。在本发明中，实时数据的传输、转换和保存由数据交换平台103实现。通过数据交换平台103，按照设定的周期，厂站数据采集系统101将采集的实时数据传送到电网调度中心端的数据接收端；电网调度中心端的数据接收端接收到厂站端传送过来的实时数据后， 进行相应的处理和转换，再经过横向隔离装置保存到主站数据处理系统104中主站数据中心的实时数据库中。数据交换平台103以点对点的异步数据通讯和基于发布/订阅的信息共享方式提供服务，保证两个或多个应用之间进行可靠的、异步的数据通讯，因而可以实现电厂与电网调度中心之间的远程数据传输，同时也使电厂端的数据采集系统101和电网调度中心端的数据采集系统之间的信息通讯和共享变得很简单，容易实现且易于变化。如果电厂到电网调度中心之间的数据链路出现故障，或者任何一端的数据采集系统出现故障，都不会影响整个系统的正常运行，系统之间的松耦合使得在局部系统出错的时候能更好地恢复，从而保证整个数据采集、传输系统具有更高的可靠性和扩展性。优选地，数据交换平台103为调度数据网的非实时VPN。VPN( "Virtual Private Network")即“虚拟专用网络”。虚拟专用网络可以理解为虚拟出来的企业内部专线。VPN 可以通过特殊的加密的通讯协议在连接在hternet上的位于不同地方的两个或多个企业内部网之间建立一条专有的通讯线路，如同架设了一条专线一样，但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物理线路，也不需要路由器等硬件设备。VPN的核心就是在利用公共网络建立虚拟私有网。优选地，主站数据处理系统104包括主站数据中心和主站业务系统。主站数据处理系统104由设置在电网调度中心端的工作站、服务器等计算装置来实现。其中主站数据中心包括生产数据存储装置和配置数据存储装置。生产数据存储装置存储从下层电厂采集的生产实时侧点数据和锅炉效率、汽机效率、煤耗等性能计算结果数据。 配置数据存储装置存储关系型数据，用于保存主站系统管理的用户权限、组织结构、系统配置及主站基础配置信息等数据。主站数据中心可以由各种存储器和数据软件实现。优选地，主站业务系统包含第二计算引擎模块和第二业务模块。其中第二计算引擎模块包括一组运行在应用服务器上的进程，例如包括逻辑解释进程、算法解释进程、模型构造进程、模型解析进程等。这些进程提供了关于性能计算、历史数据存储等模块的具体模型的解释、运行服务。通过计算引擎模块，后台实时计算火电机组锅炉效率、汽机效率、煤耗等性能指标。业务模块与计算引擎模块进行数据通信，用于对计算服务的结果进行展现和数据维护。第二业务模块包括系统基础数据维护模块、煤耗的排名及综合查询模块、火电机组指标分析模块、脱硫数据排名及综合查询模块、节能调度管理模块等。主站业务系统用于将从厂站端获得的数据进行处理，将处理后的数据提供给不同的应用程序，并且将数据存储在主站数据中心的数据库中。优选地，在本发明的电网节能调度实时煤耗在线监控系统中，厂站与主站两侧都可以进行煤耗指标的计算。而且，整个系统全部采用工业组态形式设计，整个计算过程透明可见且计算步骤可分步追踪，因此充分的保证了计算结果的准确性和实用性，为用户提供最大化的灵活性。尽管本发明是通过上述的优选实施方式进行描述的，但是其实现形式并不局限于上述的实施方式。应该认识到在不脱离本发明主旨的情况下，本领域技术人员可以对本发明做出不同的变化和修改。
权利要求
1.一种电网节能调度实时煤耗在线监控系统，其特征在于，所述系统包括厂站数据采集系统、厂站业务平台、数据交换平台和主站数据处理系统，其中厂站数据采集系统，与厂站的SIS系统连接，用于采集生产设备运行工况的实时数据；厂站业务平台，与厂站数据采集系统连接，主要包含计算引擎和业务功能，用于接收厂站数据采集系统采集的数据并将采集的数据发送到数据交换平台，业务模块与计算引擎模块之间进行数据通信；数据交换平台，与厂站业务平台和主站数据处理系统连接，用于厂站业务平台和主站数据中心之间的数据传输；主站数据处理系统，与数据交换平台连接，用于接收数据交换平台发送的数据并对所述数据进行处理。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据交换平台是非实时VPN。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述数据采集系统与厂站的SIS系统之间通过正向隔离装置连接。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述主站数据处理系统包括主站数据中心和主站业务系统，所述主站数据中心用于向主站业务系统提供数据。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述主站数据中心包括生产数据存储装置和配置数据存储装置。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述主站业务系统包括计算第二引擎模块和第二业务模块，第二业务模块与第二计算引擎模块之间进行数据通信。
全文摘要
本发明公开的电网节能调度实时煤耗在线监控系统包括厂站数据采集系统、厂站业务平台、数据交换平台和主站数据处理系统，其中厂站数据采集系统，与厂站的SIS系统连接，用于采集生产设备运行工况的实时数据；厂站业务平台，与厂站数据采集系统连接，包含计算模块和业务模块，接收厂站数据采集系统采集的数据并将采集的数据发送到数据交换平台；数据交换平台，与厂站业务平台和主站数据处理系统连接，用于厂站业务平台和主站数据中心之间的数据传输；主站数据处理系统，与数据交换平台连接，用于接收数据交换平台发送的数据并对所述数据进行处理。本发明以SIS系统为采集对象，既保证了调度中心获取数据，也不会对机组DCS构成安全影响。
文档编号H02J13/00GK102263436SQ201110080009
公开日2011年11月30日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者丁健, 刘建波, 刘杰, 卢建刚, 孙月, 李占元, 李立峰, 赵伟 申请人:中国神华能源股份有限公司, 北京国华电力有限责任公司, 广东国华粤电台山发电有限公司, 湖南大唐先一科技有限公司