数字化电厂的模型的研究（下）（李江林）

3 模型分析

数字化电厂应是在数据仓库基础上的对电厂物流、资金流、信息流、工作流进行综合分析的系统,其功能体系应涵盖电厂生产经营和决策等各个方面。构成直接控制层的实时系统如：DCS、水处理、输煤程控和煤质在线监测、智能化煤场等。实时系统包括机组经济技术指标实时系统（来自机组DCS系统数据）、燃料经济技术指标实时系统（来自燃料程控系统数据）、粉煤灰实时系统（来自粉煤灰程控系统数据）、化学水处理实时系统（来自化水程控系统数据）和厂用电自动分析系统（来自电厂厂用电自动抄录分析系统）。计算机管理实时系统以图形界面的方式反映上述系统的技术参数并记录（时间间隔5秒或更短）。要求DCS数据采集子系统提供以下功能：

• 组态的系统结构： 组态中心、网关采集、用户接口的层次结构可与各种DCS系统、各种SIS系统的有机集成；
• 长期历史数据的存储能力：采用高效的数据压缩及还原技术，可快速存取大量的历史数据；
• 强大的数据挖掘功能： 通过数据抽取、分类等建立生产数据仓库，通过数据挖掘为故障诊断及状态检修提供支持；
• 用户接口的全组态： 以共性化及个性化组态两种方式提供：模拟图、F(T)曲线图、F(X)曲线图、棒图、趋势图、相关报警、屏幕打印等功能。

厂级监控系统主要有全厂生产过程监控模型和各种机组性能优化的高级应用软件等，如图2所示：

    图2  SIS系统过程负荷分配模块网络图

该模块主要提供全厂负荷分配站，该站为负荷分配专用站。该站通过通讯网络接收RTU装置下传的负荷调度指令和SIS服务器接收来的全厂各机组实时经济指标计算和实时成本核算信息。通过对上述信息的分析处理，完成经济负荷的分配功能。经济负荷分配结果显示在CRT画面上，并根据运行需要可进行自动和人工切换传送给各机组DCS系统，实现各机组的负荷闭环调度功能。

在全厂负荷分配站上，根据远方AGC指令结合电厂主、辅系统当前可利用率情况和各主辅机运行经济特征值决定各台机组的经济负荷分配。SIS系统提供优良的信息处理和运行指导软件，仅通过一个厂负荷指标就能够简单、便利地、准确地、自动显示出全厂机组经济负荷分配方式，以便值长能了解情况，正确下达指令。

同时将经济负荷分配和调度结果实时建立全厂经济信息和成本核算结果反馈回来，在线显示电厂各机组目前经济运行情况。同时，SIS系统还将调度执行结果转送给调度端。

发电企业资源计划（ERP）系统

电厂ERP系统，是基于敏捷供需链管理思想的企业资源计划系统（ERP），它是在MRPII（制造资源计划）系统基础上发展起来的。它除了对电厂内部制造资源（燃料、物资、设备、人力、资金、信息）运用MRP算法进行全面规划和优化控制外，还通过计算机网络把电厂生产经营过程的合作伙伴，如供应商、电网、大客户等等的资源和能力集成起来，充分调动电厂所有可利用的资源，把电厂之间的竞争转化为供应链之间的竞争。
在管理思想上，电厂ERP 是以国外先进、成熟的ERP管理思想为核心，与中国电力行业的实际情况相结合。其目标是优化、计划电厂的所有资源，降低电厂生产、运行成本，提高电厂的综合竞争力。其核心是对电厂供应链的管理，一方面强调建立供应商、发电厂与电网之间新的战略伙伴关系，强化市场、经营、营销，使电厂能够快速响应市场；另一方面强调电厂业务流程与工作流，通过工作流，将电厂的人、财、物、资金、信息有效的与生产集成，支持电厂业务过程重组。这使得企业的物流、信息流与资金流更加有机地集成，能更好地支持电厂经营管理各方面的集成；将给电厂带来更广泛、更长远的经济效益与社会效益。系统的另一个重要思想是引入“全面生产维护”的思想，通过加强对设备运行状态的监控（包括应用设备可靠性分析、状态监测及故障诊断技术），实行全面预防性检修，节省设备维护、检修费用；系统通过充分利用电厂生产运行实时数据，实现对机组安全性能与经济性能的实时分析与预测。通过“全面生产维护”和机组性能的实时分析与预测，使系统真正能够支持状态检修、支持竞价上网。

在发电企业管理模式上：以全面预算为龙头，以综合计划为主线，以物资燃料为基础，以安全生产为重点，进行整个价值链的平衡调整与控制；通过一体化管理体系建立每个价值链的闭环标准业务流程；通过工作流平台“推动”整个业务沿着标准流程顺利进行；通过计算机网络将发电企业、用户、供应商、母公司及其他职能机构集成起来，完成信息流、物流、人力流和资金流的有效转移与优化；借助IT技术，将供应链管理、渠道管理、客户关系管理等先进的管理思想转变成为现实中可实施应用的计算机软件系统，并通过系统的实施应用自然实现全面预算管理、一体化管理和全面绩效考评管理。

电厂ERP产品实现对电厂内外部资源的统一管理，从功能上分为生产、经营、办公自动化、实时数据管理等四个板块，共20多个业务功能模块。生产板块包括运行、设备、安监、技监、全面质量、环保等业务功能模块；经营板块包括计划、物资、燃料、商业化运营、全面预算、多经、基建项目、合同、财务、人力资源等业务功能模块；办公自动化板块包括文档、党群、保卫消防、OA、综合查询与辅助决策等业务功能模块；实时数据管理主要包括生产实时数据采集功能模块。

在实现技术上，它是采用“过程集成”的开发技术与先进的计算机实现技术而研制开发的新一代专业面向电厂管理的、集成化的软件系统。该系统将成熟的C/S体系结构与先进的B/S体系结构相结合，综合应用计算机领域的最新技术如：面向对象技术、电子数据交换EDI、多数据库集成、图形用户界面、第四代语言及辅助工具、WEB技术、组态技术、构件技术、数据仓库及数据挖掘技术，是电厂管理信息系统的一个重大突破。发电企业的ERP系统层次结构图如图3所示：

 图3  发电企业ERP系统的层次结构图

发电企业ERP系统基于敏捷供需链管理思想，运用工作流技术，以电厂物流、信息流、资金流、增值流的同步集成为基础，结合中国电力系统的现状与改革发展趋势，以知识管理为核心，以设备、项目、图档、预算、经营、体系、燃料、人力资源、供应链等九大知识库为支撑，将全面预算管理、全面绩效考核、全面资产维护、全面质量、环境管理、职业安全健康等六大管理体系和发电企业各业务流程紧密融合，充分利用电厂的生产实时数据仓库与经营管理实时数据仓库，以优化电厂所有内外部资源的计划与控制，降低电厂运营成本，提升电厂的综合竞争力，是专业面向中国发电企业的知识型资源计划管理系统，发电企业知识管理如图4所示，ERP应用系统总体结构图如图5所示。

图4  发电企业知识管理

                         图5  ERP应用系统总体结构图

作者联系方式：li_jlin@sina.com

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