InSQL 在浙江北侖發(fā)電廠運行優(yōu)化管理系統(tǒng)中的應(yīng)用
時間:2006-07-21 16:01:00來源:xuzh
導(dǎo)語:?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(wǎng)上
一、 實時系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)介紹
1.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
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(wǎng)上。局域網(wǎng)絡(luò)的中心是三個LINKSWITCH1000,它們之間用光纜連接,構(gòu)成了電廠100MB吞吐率的網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)。機組的集散控制系統(tǒng)DCN網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)關(guān)GATEWAY聯(lián)入其中的一個支路。安裝相應(yīng)的軟件之后,網(wǎng)絡(luò)上的任何工作站都可以調(diào)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(shù)據(jù)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(shè)備性能測試模塊(OLET),另外有即時機組數(shù)據(jù)刷新模塊(ULTRATEST)。歷史數(shù)據(jù)庫平臺WINDOWSNTSERVER4.0,其上運行INSQL SERVER,提供歷史數(shù)據(jù)采集、儲存和標準查詢功能??蛻羝脚_為WINDOWS95、NTWORKSTATION等,安裝了NETDDE和SQLCLIENT軟件后,就能PMS上的即時數(shù)據(jù)和INSQL SERVER上的歷史數(shù)據(jù)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(yīng)用子系統(tǒng)也可以通過NETDDE和SQL方式調(diào)用實時信息。
1.3 數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)流
實時系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)接口有:
?。?) 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(xiàn)場DCN上獲得實時數(shù)據(jù)。具有較高的數(shù)據(jù)吞吐率、靈活性和運行可靠性。
?。?) 即時數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)和PMS的計算結(jié)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(shù)據(jù)。即時數(shù)據(jù)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(zhì)要求不高,開放性強,適合于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸。經(jīng)過測試,通過普通電話線撥號上網(wǎng)的用戶也可以獲得較為滿意的實時數(shù)據(jù)信息。
?。?) 歷史數(shù)據(jù)查詢接口:分別安裝在歷史數(shù)據(jù)庫平臺和客戶平臺上,以滿足各種用戶對歷史數(shù)據(jù)的需求。歷史數(shù)據(jù)查詢采用SQL標準,簡便、開放,既滿足了其他系統(tǒng)對歷史數(shù)據(jù)的要求,也方便技術(shù)人員對數(shù)據(jù)的各種要求。
從實時系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向看,控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)首先PMS的MOD300數(shù)據(jù)接口,PMS的OTIS和OLET模塊直接利用實時數(shù)據(jù)進行各種計算,計算結(jié)果和第一手的實時數(shù)據(jù)一起,通過同一臺ALPHASTATION上的即時數(shù)據(jù)通道為INSQL SERVER、客戶機和其它應(yīng)用程序提供即時數(shù)據(jù)。實時系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)庫負責存儲并為各種客戶機和其它應(yīng)用程序提供歷史數(shù)據(jù)??蛻魴C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(shù)據(jù)庫
同其它系統(tǒng)相比,實時系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)庫有如下要求:
· 總數(shù)據(jù)量特別大 如果不考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),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(shù)據(jù)量超過1GB。這樣的數(shù)據(jù)量,如果用標準商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來儲存和管理,加上時間片信息和數(shù)值的質(zhì)量信息,可以是數(shù)千個字段幾十萬條記錄的多達10GB的一個巨型表。
· 數(shù)據(jù)交易量特別大 對實時數(shù)據(jù)的每次查詢,都是基于上述數(shù)據(jù)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(wù)器資源。
· 對權(quán)限的要求不高 由于實時數(shù)據(jù)主要是技術(shù)數(shù)據(jù),對企業(yè)內(nèi)部的技術(shù)人員來說,一般不存在權(quán)限按字段封鎖等要求,因此,數(shù)據(jù)表可以作為一個整體參與權(quán)限設(shè)置。
電廠實時系統(tǒng)采用WONDERWARE公司的工業(yè)數(shù)據(jù)庫IndustialSQL,其特點是數(shù)據(jù)壓縮率高,查詢效率高,實時性強。在對實時數(shù)據(jù)的表項處理上去除了普通商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必備的管理功能。數(shù)據(jù)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(shè)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(shù),從而控制下面發(fā)生的SQL查詢,而不必編制繁復(fù)的程序。
系統(tǒng)功能
性能參數(shù)的計算及實時顯
運行操作指導(dǎo)
相關(guān)曲線分析和歷史數(shù)據(jù)查詢
耗差的自動統(tǒng)計及值際經(jīng)濟考核
二、 參數(shù)的實時計算和顯示
我們通過INTOUCH軟件,在PC側(cè)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(xiàn)對參數(shù)測量值、參數(shù)基準值、機組性能參數(shù)計算值、各參數(shù)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(shè)計數(shù)據(jù),歷次試驗數(shù)據(jù)尤其是機組的循環(huán)效率試驗數(shù)據(jù),以及運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析和整理,我們獲得了參數(shù)的基準曲線,并在實時系統(tǒng)的人機界面上實現(xiàn)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(shù)的在線檢測
利用在線性能計算軟件,對機組的供電煤耗、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(shù)進行了實時計算,并把計算結(jié)果送到MIS網(wǎng),實現(xiàn)動態(tài)顯示。
2.3 耗差計算結(jié)果的在線檢測
參數(shù)偏離基準以后,對經(jīng)濟性的影響以耗差的形式顯示在INTOUCH畫面上,用以指導(dǎo)運行人員對運行參數(shù)的調(diào)節(jié)可控制,確保機組能始終在最佳工況下運行。
三、 優(yōu)化操作指導(dǎo)
利用計算機實時系統(tǒng),可以對運行人員的調(diào)整操作進行在線指導(dǎo)。即通過偏差控制和耗差控制,達到經(jīng)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(diào)節(jié)指導(dǎo)。
3.1 偏差控制
我們把參數(shù)(運行參數(shù)和性能參數(shù))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(jù)偏差的大小,及時進行調(diào)整,使機組在電廠已有設(shè)備條件下保持最佳工況運行。
3.2 耗差計算及耗差指導(dǎo)
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(jīng)濟性的核心技術(shù),是火電機組節(jié)能技術(shù)從粗放型向科學精細型轉(zhuǎn)變的根本方法。以前,節(jié)能工作無論從運行角度,還是從設(shè)備角度,都存在一定的難度。運行人員對經(jīng)濟性的把握,主要依靠對一些主參數(shù)(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(shè)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(dǎo)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(jié)果顯示在INTOUCH畫面上,為優(yōu)化操作提供了極大的方便。
四、 優(yōu)化運行分析手段
運行工程師和有關(guān)技術(shù)人員可以通過查閱實時數(shù)據(jù),參數(shù)的波幅監(jiān)視(通道監(jiān)視),結(jié)合歷史數(shù)據(jù)查詢和相關(guān)分析,實現(xiàn)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(shù)據(jù)分析 對運行參數(shù)、性能參數(shù)(尤其是耗差數(shù)據(jù))的查閱,找出異常現(xiàn)象,及時分析其深層原因,并提出相應(yīng)的處理意見。
4.2 重要參數(shù)的波幅監(jiān)視 根據(jù)運行統(tǒng)計規(guī)律,對一些重要參數(shù)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(jié)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(shù)的實際運行值是否在這個通道內(nèi)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(yīng)及時分析原因,并作相應(yīng)的調(diào)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(shù)(包括性能參數(shù))進行實時、歷史趨勢分析。
4.4 歷史數(shù)據(jù)查詢 利用實時系統(tǒng)的歷史曲線畫面以及統(tǒng)計報表數(shù)據(jù),實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的查詢。
4.5 相關(guān)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(shù),即有八條曲線,并可隨意組合。當需要對某個異常參數(shù)進行分析時,只要把與之相關(guān)的參數(shù)放在同一幅畫面上,就可以分析各參數(shù)間的相互變化關(guān)系,非常方便、靈活。
五、 考核指標的自動統(tǒng)計
在實時服務(wù)器實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的存儲。管理人員只要鍵入統(tǒng)計起止時間,就能自動產(chǎn)生相應(yīng)的電子報表。并使報表上網(wǎng),實現(xiàn)報表的網(wǎng)上打印。它與傳統(tǒng)的小指標考核辦法相比,具有以下特點:
l 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。
l 自動計算和統(tǒng)計 由于耗差計算和統(tǒng)計是在計算機內(nèi)自動完成的,克服了手工抄表、手工計算帶來的弊病。使結(jié)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。
l 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(diào)峰負荷下的參數(shù),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(jié)果也就更接近機組實際運行的要求,比較科學、合理。
l 更加合理的考核結(jié)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(quán)的工作,減少了人為因素,也使考核結(jié)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(jīng)濟運行的積極性,收到了良好的經(jīng)濟效果。
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