智慧电厂信息化建设解决方案(8)

4.3.10设备可靠性管理

由设备可靠性指标统计分析、定期切换试验和设备检修辅助决策三个部分组 成。

4.3.10.1 设备可靠性指标统计分析

计算全厂主要设备、辅助设备的可靠性指标，包括计划停运系数、非计划停 运系数、强迫停运系数、可用系数、运行系数、机组降低出力系数、等效可用系 数、利用系数、出力系数、强迫停运率、非计划停运率、等效强迫停运率、强迫 停运发生率、平均计划停运间隔时间、平均非计划停运间隔时间、平均计划停运 小时、平均非计划停运小时、平均连续可用小时、平均无故障可用小时等，并分 析影响设备可靠性的原因。

主要包括以下功能：

? 可靠性数据从实时/历史数据库中自动采集，包括机组、辅机事件数据和

发电量数据，克服只能依靠人工录入的方式才能获得这些数据的问题； ? 依据设备可靠性指标的定义和计算模型，计算可靠性指标； ? 以饼图、棒图等方式完成对设备的指标分析、历史同期对比以及同类型设

备可靠性指标对比。 4.3.10.2 设备定期切换试验管理

对需要进行定期切换试验的设备进行时间设置，系统产生切换提示。试验完 毕后，以曲线方式为运行管理及运行操作人员提供切换试验前后数据的分析比较； 同时，记录试验操作，自动生成试验报告。

主要包括以下功能：

? 定期切换试验计划可以配置，并能发送通知提醒运行人员进行切换试验； ? 对需要进行监视的设备参数可以组态； ? 以曲线等方式进行切换试验前后数据的分析比较； ? 记录切换试验操作，并自动生成切换试验报告。 4.3.10.3 设备检修辅助决策

依据对设备可靠性评价指标等数据的分析、评估，确定设备的薄弱环节和潜 在性故障，为设备的检修计划提供决策支持。

主要包括以下功能：

? 通过对设备可靠性评价指标以及状态数据的分析、评估，确定设备的薄弱

环节和潜在性故障； ? 将设备故障进行分解、细化，为检修计划提供决策支持。 4.3.11机组在线性能试验

通过性能试验的监视画面组织好各项性能试验项目的条件界面，给操作人员 提供必要的在线帮助信息，试验完毕后自动生成性能试验报告并存储。

? 在线性能试验包括锅炉性能试验、汽机性能试验、凝汽器性能试验、空气

预热器漏风率试验、真空严密性试验、转机（风机、发电机）转子温度试 验； ? 综合评价试验包括全厂能量平衡试验、评价机组大、小修效果试验和对改

造设备及系统进行改造前后特性试验。 4.3.12系统管理

实现对整个 SIS 系统本身的管理以及外部接口管理。 主要包括以下功能：

? 网络管理，用于节点配置变更，防病毒、防入侵等，并对节点状态和数据

采集状态进行监视； ? 模型修正管理，对数据计算模型进行分析、修正，保证主要算法生命周期

内的精度； ? 远程技术服务网络连接，与远程技术服务网络系统进行整合，为其提供可

靠的实时/历史数据，促进火电厂远程技术服务的开展； ? 仿真研究系统连接，与仿真研究系统进行整合，通过 SIS 提供的数据，仿

真机组运行，分析机组性能的变化等。

4.4 系统组成和结构

SIS 由系统平台、基建期应用软件、生产期应用软件三部分组成。 系统平台包括硬件环境和软件环境。

? 硬件环境的主要设备包括：系统网络、服务器、存储设备； ? 软件环境的主要组成包括：操作系统、数据库、网管软件； 基建期应用软件包括：数据采集与处理、运行工况监视与查询、运行统计与 考核、性能计算与分析、设备状态监测、机组在线性能试验、系统管理； 生产

期应用软件包括：运行优化、负荷优化分配、控制系统优化、应力与寿

命管理、设备可靠性管理等。 系统基本构成和结构如图所示

。

信息发布（B/S、C/S） 发布组态 运 行 工 况 监 视 与 查 询 运 行 统 计 与 考 核 性 能 计 算 与 分 析 运 行 优 化 负 荷 优 化 分 配 控 制 系 统 优 化 应 力 与 寿 命 管 理 设 备 状 态 监 测 设 备 可 靠 性 管 理 机 组 在 线 性 能 试 验 系 统 管 理 数据代理 实时/历史数据库

??

COM 数据采集与处理

API OPC ODBC 图

4 -1 SIS 软件架构图

4.4.1 系统总体要求

? SIS 网络应根据实际需要和技术发展，统一规划、分步实施、节约成本，

并能够不断更新、完善和升级。 ? 系统应高度整合电厂软硬件资源，其系统组态设计、软硬件设备选型坚持

经济实用、安全可靠、先进成熟、通用性强及可扩充的原则。 ? SIS 通过全厂远程终端设备（RTU）与电力系统的能量管理系统（EMS）

进行信息交换，从 EMS 通过 RTU 以硬接线方式，接收总负荷指令进行机 组间负荷优化分配。 ? SIS 与生产控制系统间应分别设置独立的网络，信息流按单向设计，只允

许生产控制系统向 SIS 发送数据。

? SIS 网络应独立于管理信息系统（MIS）网络进行配置，信息流按单向设

计，只允许 SIS 向 MIS 发送数据。

? 在应用层面上发出调用一个常用画面或者表格的历史数据显示，从接收指

令、提取压缩数据、解压缩、网上数据传输、到数据输出的一系列动作所 需要的时间不应大于 2 秒。 ? SIS 可用率应不低于 99.9%。

? SIS 数据库服务器、各功能站、客户机、接口机、网络等设备统一采用机

架式并布置于专用 SIS 机柜中，通过切换器共用统一配置的显示器、键盘 及鼠标等外设，使得 SIS 硬件整体布置外观简洁、易于操作，同时节约成 本、简化管理维护。

单向隔离 数据库服务器系统 MIS Web服务器 应用服务器 SIS 冗余 双网 M e d a C o n v e e M e d a C o n v e e 应用服务器 管理站 值长站 值长站 教练机 学员站

单向隔离 交换机 交换机 SIS冗余 双网 #1 接口站 #1 DCS #2 接口站 DCS #2 输煤接口站 PLC 输煤 其它接口站 其它系统 仿真服务器

4-2 SIS 网络结构图

4.4.2 实时/历史数据库系统

? 实时/历史数据库系统至少应具备以下四个组成部分：数据采集、数据存

储、数据库管理、数据应用。 ? 实时/历史数据库服务器配置高性能、高可用性、升级便捷和维护方便的

企业级数据库服务器。 ? 实时/历史数据库平台应采用开放式体系结构和分布式系统设计，其配置

满足 SIS 和电厂信息系统综合应用的要求。

? 数据库服务器系统应可支持多服务器集群结构或分布式服务器结构。 ? SIS 应可采用容错计算机或冗余配置的服务器作为数据库服务器系统。采

用冗余配置的服务器作为数据库服务器系统时采用集群或热备工作方式， 以满足故障自动切换功能，保证可靠性要求。 ? 数据库服务器配置可热插拔的冗余硬盘驱动器、可热插拔的冗余电源以及

可热插拔的冗余风扇。

? 数据库软件系统标签总量应能根据电厂规模配置，系统可组态的标签量不

小于输入标签量的 1.5－2 倍，并可根据电厂的发展容易地进行扩展。 ? 实时/历史数据库数据在线存储时间应满足机组一个大修期的要求。 ? 采用有损压缩的实时/历史数据库，其所存储数据的标准偏差不大于 0.3%。

从安全或经济角度考虑，对于需精确计量的参数或保证二次计算结果精确 度的参数，无论是实时数据还是历史数据都不推荐进行数据有损压缩，以 保证计算结果对生产过程实施指导的有效性。 ? 能提供数据库在线维护功能；对不能自动采集的数据，能够提供手动输入，

但不允许对自动采集的数据进行任何修改。 ? 数据库服务器平台应支持实时/历史数据库数据文件的备份、恢复功能、 归

档文件的创建、复制、删除、备份等管理功能，以支持数据的二次计算 及其结果数据的存储功能。 ? 实时/历史数据库平台应能够提供对已有历史数据的移植及扩容的可行方

案。 ? 数据库服务器平台应提供经济存储或者优化存储的手段，提供数据压缩方

法，以及用户可对压缩能力选择的途径。在保证数据精度的基础上具有高 效的数据压缩能力。 ? 数据库服务器平台应能提供计算引擎或者计算接口，支持数据的二次计算

能力。 ? 实时/历史数据库平台应支持数据的回取，并具有高效的数据检索速度。 ? 数据标签至少应能定义浮点型、布尔型、整型与字符串型四种基本数据类

型，用于满足火力发电厂所有数据类型需要，反映过程数据的全部属性， 能单独或者批量进行标签组态；系统能提供数据标签在线维护功能，包括 创建、更新、删除、查询、数据标签点。标签点的定义能支持中文描述。 ? 实时/历史数据库平台应具有高效的采集事务的能力并满足原始性与一致 性

要求，采集事务具有周期方式和事件触发方式，周期方式的周期不大于 1 秒，每秒实时/历史数据查询的事务吞吐量满足 SIS 的要求。事件触发方 式能实时响应。 ? 实时/历史数据库软件应能使用结构化查询语言 SQL 查询服务器信息、数

据标签属性以及实时/历史数据库、二次计算数据和统计数据等。 ? 数据服务器平台应能支持基于角色的用户权限管理，用户只能在相应的授

权范围内管理或使用数据库。 ? 确保实时/历史数据库中数据值的时间戳应与现场物理值的时间戳相差不

超过预定义的最大时间间隔；其计算点的时间戳应在允许的范围内；确保

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