电力信息化的现状

电力信息化的现状、趋势与思路

2004年8月17日，“2004年中国电力企业信息化发展高层论坛”如期在北京召开。论坛在中国电子信息产业发展研究院（赛迪集团）的支持下、由中国信息化推进联盟主办、赛迪顾问股份有限公司承办。本次论坛是赛迪顾问今年以来承办

的“中国企业信息化论坛”系列之三。

论坛以“协同管理成就效益，整合应用创造价值”为主题，邀请到中国电力企业联合会、国家电网公司、中国电子信息产业发展研究院、中国信息化推进联盟的有关领导，华北电力大学、中国电力工程顾问集团的知名电力信息化专家，各大发电集团、电网公司的信息化主管领导和用户代表，以及飞天诚信、黄金眼、大唐软件、SAP等IT厂商的代表，共同就中国电力企业信息化的现状与趋势、信息化发展思路、信息化发展规划、应用集成、信息整合、信息资源管理、信息安

全等热点问题进行了研讨。

本届论坛上，国内知名信息化咨询机构赛迪顾问隆重推出了《2004年中国电力企业信息化发展研究年度报告》，该报告显示：经历了行业的结构性改革与资源重组，中国电力行业的竞争新态势逐渐形成，电力企业的经营思路正从计划性生产向市场化运营转变。面对新的发展环境，电力企业机遇与挑战并存，电力企业必须降低运营成本、提高经营效益，提升管理水平、增强市场竞争力，内外动力的作用将促使电力企业加快推进信息化建设，通过信息化来积聚未来的竞争优

势。

一、现状：生产控制自动化的先进性与管理信息化的滞后性并存

赛迪顾问研究表明，电力企业信息化总体上处于较高水平。由于电力生产安全性与稳定性的要求，电力企业对生产、调度过程控制的自动化应用一向比较重视，而对业务管理信息化的重视却相对不足。我国电力企业信息化发展的特征如下：

1、信息化基础设施相对完善

我国电力企业信息化起源于20世纪60年代，电力行业相比其他行业的信息化进程较为领先。目前，电力系统的计算机装备水平已大大提高，中小型机、微型计算机装备级别不断更新提高，路由器、交换机等网络设备数量增加较快。到2003年底，各类规模局域网超过2500个，各电力公司本部主要岗位工作人员使用计算机的比率接近100％，各网省电力公司本部局域网覆盖本部机关业务工作达

90%以上。

2、电力生产、调度自动化系统应用成熟

厂站自动化历来是电力行业信息化建设的重点，大部分水电厂、火力发电机组及

变电站配备了计算机监控系统；相当一部分水电厂在进行改造后实现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。对于电网企业，提高电力调度自动化水平、提高电网运行质量是信息化建设的重点方向。目前电力调度自动化的各种系统，如SCADA、AGC、以及EMS等系统已建成，省电力调度机构全部建立了SCADA系统，电网的三级调度100%实

现了自动化。我国电厂、电力调度的自动化水平达到国际先进水平。

3、电力营销管理系统得到广泛应用

为适应电力市场化改革的需求，为客户提供更好的服务，原国家电力公司在2002年提出改革传统供电营销管理模式，实施电力营销全过程的计算机网络化改造。各省公司供电局响应这种要求，普遍建立了用电管理信息系统，地（市）级供电企业基本实现了业务受理的计算机化。此外，响应国家电网公司提出的建立供电营销客户服务系统的要求，各地供电部门积极进行客户服务中心的建设，一批供

电客户服务呼叫中心初步建立起来。

4、管理信息系统的建设与应用逐渐推进

国家电网公司所属的各级分子公司积极开展管理信息系统的建设和应用工作。管理信息系统（MIS）建设初具规模，建立了办公自动化系统、综合指标查询系统，开发了计划统计管理、人事劳资管理、生产管理、设备管理、安全监督管理、电力负荷管理、营销管理、燃料管理、工程管理、财务管理、电网实时信息等应用系统为主要功能的网络化的企业管理信息系统，实现办公环境网络化和计算机化。各发电集团公司也把企业信息化建设放到重要位置，重新规划企业信息化发展蓝图，借助信息化改造和推动电力工业现代化。各公司在“统一领导、统一标准、统一规划，和统一管理、分步实施”方针指导下，建立数字化办公环境、企业综合业务系统、办公自动化系统、多媒体会议系统等，为公司业务管理和决策

服务。

但是，总体来看，管理信息化滞后于生产自动化的发展进程。

5、信息化机构建设尚需进一步健全

在我国电力企业中，信息部门曾一度未能受到应有的重视。长期以来，信息部门在电力公司没有一个专门机构配置，没有规范的建制和岗位，而是将信息部门附属在生技部下，或者作为企业的三产部门，有的作为设在科技部下的一个科室，有的设在总经理工作部门下，还有的仅设一个“信息化专责”人员。这是电力企业信息化建设方面区别于其他行业的一个特征。信息化作为一项系统工程，需要专门的机构来推进和企业各个部门的配合。在当前企业信息化发展形势下，这种

状况势必不能适应信息化对人才、机构的要求。

6、信息安全管理是电力企业信息化重点

电力信息网络已经深入到电力生产和管理的全过程，涉及到电力生产的各个层

面，电力生产与管理对其依赖性日益增大。因此对于信息系统的安全要求也更加提高，信息安全已纳入到企业安全生产管理中。2002年国家电网公司规范了信息网络安全管理，并从安全政策到安全技术措施等方面实施了电力安全计划的研

究和试点。

7、企业管理革新滞后于信息化发展进程

电力行业长期作为国家垄断行业存在与运营，作为国家的基础性产业，电力企业

曾一度在计划性指令下进行生产，以安全生产为中心。

在长期的计划经营模式下形成的电力企业条块分割、信息闭塞、效率低下的管理体制已不能适应当前的要求。电力企业需要启动一轮企业管理革新，从企业战略出发，实行业务调整、流程梳理与优化，引入信息技术的支持。相对于信息技术的发展与应用，电力企业管理革新处于落后状况，有的企业引入了先进的业务系统、管理系统，而管理模式未能实施有效革新，最终导致了信息系统未能发挥预

期的、应有的作用。

二、问题：模式与观念是影响电力企业信息化发展的重要因素

经过长期的发展，我国的电力信息化建设取得了很大的发展，各电力集团、电网公司建立了网络、开发了OA、MIS和其他应用系统，各供电公司建立了和正在建立电力营销管理系统，发电厂在建立MIS、企业资产管理（EAM）系统。但是，审视我国电力企业的信息化建设状况，我们发现还存在众多亟待解决的问题。

(1) 规划缺失导致信息化缺乏系统性：我国电力企业在不同时期不同部门为了满足业务需要而进行了一系列信息系统建设，到目前为止，这些大大小小的信息系统数量众多。由于这些系统都是在未经科学合理的整体规划下建成的，各系统之间缺乏联系，信息不同共享，业务不能协同开展，对企业管理决策的作用十分有

限。

(2) 电力行业信息化缺乏统一的标准体系：目前，电力行业信息化尚未制定统一的信息化标准体系，电力企业内部信息系统的信息编码、技术标准、规范也不统一。这就造成企业内部“信息孤岛”无处不在、系统不能集成、资源不能共享的局面，严重制约企业信息化建设和应用。标准体系的缺乏影响了企业内部、上下

级企业之间信息的共享与交互。

(3) 电力企业管理模式阻碍了信息化的快速发展：电力行业长期的垄断性经营导致了其特有的经营管理模式：重安全生产、轻企业管理，条块分割、信息分散，以安全生产为中心的意识深深植入电力企业的领导、职工的观念中。当前，电力行业竞争机制正在逐渐建立，电力企业面对竞争需要提升管理水平，信息化建设正是提升管理水平的有力途径。而信息化建设又依赖于企业管理模式的革新。电力企业管理革新由于受到多方面因素的影响而推进难度较大，包括：思想意识的转变；体制的创新和管理的变革；竞争、服务和成本意识的觉醒等，还有企业的

服务、品牌、人力资源等更高层次的文化范畴。

在落后的管理模式下实施信息化，只能是原有业务在信息系统的电子化而已，不

能通过信息系统实现管理水平质的提升。

(4) 信息化组织建设滞后不利于信息化的推进：在过去，各级电力企业的信息部门都不被作为企业的生产部门来看待，一些专业的生产控制系统、调度系统的建设都由生产部门承担。信息部门在电力公司没有一个专门机构配置，没有规范的建制和岗位，信息化部门没有得到应有的重视。随着信息化的发展及企业信息化建设需求的扩展，电力企业的信息化涉及到业务与管理的各个方面，信息化需求从个别业务部门的需要扩展到整个企业的需要，大多数企业现行的信息化部门设置显然不能满足这种需求。由于信息化建设涉及到企业的各个方面，所以需要既懂业务又熟悉信息技术的“复合型”人才来负责与实施。目前电力企业的信息化组织机构设置和人才状况已经滞后于信息化建设的需要，影响了信息化的推进。

(5) 硬件与软件投入上存在“重硬轻软”：由于对信息化认识上的误区，部分电力企业认为搞信息化主要就是买机器、建网络。前几年，电力企业虽然加大了信息化的投入，但是将资金主要用在了硬件设备的购置上，相应的软件系统的投入却明显不够，认为硬件设施是有形的固定资产，而软件却是无形的，价值不容易度量，表现出一定程度的“重硬轻软”情结。这种做法的结果是硬件设施脱离了

软件系统，从而硬件也发挥不出应有的作用，信息化建设没有成效。

(6) 企业信息系统孤立存在不能发挥整合效益：电力企业要求生产过程的稳定、可靠、安全，所以厂站生产控制自动化系统、电网调度自动化系统相对企业管理系统更完善，应用效果明显。但是，目前电力企业的生产自动化系统与管理信息系统处于相互分离状态，彼此不能有效结合，不能实现管控一体化，数据信息不能集成共享，不利于实现企业的综合管理。此外，由于缺乏总体数据规划、数据整合，存在或多或少的“信息孤岛”，部分数据有冗余和二意性，不能融合到整个管理信息平台上。特别是电厂的生产实时信息，如DCS、 SCADA、 SIS，水调水情监控等信息，不能充分地为MIS所用，不能为决策和数据挖掘服务。

综上所述，电力企业管理模式、信息化推进模式，以及对于信息化的认识、观念

是影响信息化发展的重要因素。

三、差距：信息化对业务支持的广度与深度尚需加强

对比国内外电力企业信息化及其对企业管理与发展带来的效益，赛迪顾问研究表明：国内外电力信息化存在较大反差，我国电力企业信息化应用对业务支持的广

度和深度都还明显不够。

(1) 企业商务需从传统商务向电子商务转变：国际电力企业积极将信息技术运用在改造电力公司经营和管理上，世界各国尤其是美国电力企业积极开展企业电子商务应用，利用电子商务平台进行材料采购、招标以及电力市场交易等，节约了大量的采购与交易成本。中国电力行业由于长期在计划性生产模式下运营，市场化意识淡薄，在利用信息化实现企业商务方面还处于落后阶段，中国电力企业基

本尚未建立起企业电子商务平台。

(2) 应用广度上需从局部应用向全局应用拓展：电力企业信息化大多处于以生产信息统计、展现为代表的局部应用，部分建立了ERP系统的企业也仅实现了生产、物资、营销、财务等核心业务模块。国际大型电力企业大多完成了ERP系统建设，管理系统覆盖了生产、营销、物资等业务和财务、人事等管理活动。相对国外信息化先进企业，电力企业信息化应用广度上存在差距，需要从单项应用向全面应

用拓展。

(3) 应用深度上需从信息统计向决策支持转变：中国电力企业信息化应用大多处于业务处理层面，信息系统实现了信息记录、信息统计和报表统计，而对于优化设计、生产组织、协同商务等应用尚未涉及，在企业信息资源管理、数据管理方面还未能建立起商业智能分析系统进行信息增值利用，不能为企业综合管理与决策提供有效的支持。电力企业信息化建设需突破现有层次，向综合决策支持转变。

四、趋势：因应改革需求，突显IT价值

在“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”的战略构想的指引下，中国电力企业信息化正在获得快速发展。电力企业信息化呈现出以下趋势：

第一，信息化观念由重视生产自动化向重视管理信息化转变，表现为由“硬”到“软”；第二，应用模式由管控分离向信息一体化转变，即实现生产实时信息与管理信息的集成；第三，应用架构由分散应用向整合应用转变，即从部门级单项应用到企业级涵盖生产、营销及财务、人事、设备等环节的整体应用；第四，数据管理由分散管理向集中管理转变，形成信息共享、增值的机制；第四，系统模式由C/S架构向B/S+C/S架构转变，适应企业业务处理和经营运作快捷化、实时化的要求；第五，实施模式由“用户－供应商”模式向“用户－咨询/监理商－供应商”模式转变，保证企业信息化切实从用户需求出发，控制信息化建设的质

量和风险。

五、行动策略：科学规划，构建可持续的信息化架构

电力信息化是一项复杂的系统工程，涉及到管理革新、业务流程优化、系统规划、方案设计、系统选型、实施、运行维护等各个方面。赛迪顾问长期的信息化研究和咨询实践表明：信息化规划是企业信息化建设成功的基础，持续的运维

改进是信息化价值实现的保证。

在新的电力行业格局下，对于信息化处于不同发展水平和发展阶段的电力企业，在信息化建设中需要根据其特定阶段与水平进行科学规划、理性建设。对于信息化程度较低或新组建的电力集团，应在总体规划方面狠下功夫，包括对现有业务流程与管理的诊断分析、对业务流程的梳理与优化、对信息化建设进行全局规划；对于信息化程度较高的电力企业，应对各信息系统实施整合与集成，并进行科学的运行维护管理、绩效评估、持续改进，保证信息化价值的实现。

其中，电力信息化的核心是由各方面建设内容构成的一个系统的、完整的架构。该架构需要根据不同企业的具体情况，从企业的业务需求出发，以服务于企业发展战略为目标，结合同类企业信息化建设最佳实践经验和信息技术发展趋势加以构建，包括应用功能架构、信息资源架构、应用系统架构、系统平台架构、

网络与基础设施架构、信息安全架构、信息化组织架构。赛迪顾问提出电力企业

信息化建设应从“七大架构”着手：

1、 应用功能架构：从业务运作与管理决策的需求出发，分析功能需求，建立

企业信息化的功能模型。

2、 信息资源架构：对企业业务与管理活动涉及的信息进行分析、规划，抽象

提炼出信息分类体系，提供使用、共享、集成和管理信息的策略。

3、 应用系统架构：基于应用功能架构构建实现信息化功能的应用系统及其相

互集成的模型。

4、 系统平台架构：即支撑应用系统运行的操作系统平台、数据库平台、应用

服务平台框架。

5、 网络与基础设施架构：规划、选择企业信息系统运行的基础网络与设施，

保证信息系统高效、稳定、安全运行。

6、 信息安全架构：构建从网络设备层、系统层到应用层的系统安全和科学的

安全管理体系。

7、 信息化组织架构：在企业发展战略和IT战略目标的指导下，建立适应未来

发展需求的信息化组织体系。

通过信息化架构分析与构建，可以为电力企业构建从网络与基础设施、数据平台、系统平台到应用系统、系统功能和信息安全体系、信息化组织体系、运行维护体

系等的综合系统体系。

赛迪顾问提供了企业信息化总体规划、企业信息化架构规划、企业信息系统设计、企业信息化建设监理、企业IT治理与IT服务管理、企业专项应用系统咨询等信

息化咨询服务。

六、方案评估：传统应用与新兴应用各领风骚

电力企业由于生产过程的连续性、过程控制要求严格、电力需求的周期性、质量控制的复杂性等运营特性，对信息化解决方案也相应的提出了更高的要求。

电力企业信息化包括从生产控制自动化、管理信息化到综合决策信息化的各个层面。电力信息化的巨大市场吸引了众多厂商的极大关注与积极参与，国内外厂商在ERP、MIS、财务管理、OA、信息一体化、EAM等应用方面，纷纷推出了面向电力行业的解决方案。纵观电力信息化解决方案，可以发现：老牌的厂商如南瑞、南自、朗新、许继、四方等，在电力行业具有长期实践经验，拥有适合大型电力集团和中小型电力企业的解决方案，服务经验丰富，为电力自动化、电力营销、电力MIS应用提供了较为完善的解决方案。而面对电力信息化一些新兴的应用需求，如应用集成、门户整合、竞争情报管理等，SAP、IBM、赛迪数据等提供了较

为全面的解决方案，在电力信息安全及视频监控、电力通信网方面，飞天诚信、

黄金眼科技、大唐软件等提供了成功解决方案。

七、结论建议：协同管理成就效益，整合应用创造价值

基于上述研究，赛迪顾问认为：优化管理模式是电力企业应对市场化竞争的基础，整合应用是电力企业提高竞争力的有力支持，构建可持续的信息化架构是电力企业持续竞争优势的源泉，加强信息化的绩效管理、IT服务管理是信息化

价值实现的保障。

目前电力企业在综合管理系统应用方面的滞后状态影响了企业管理水平的提升与竞争力的提高，电力企业需要大力推进管理信息化的进程，加强生产控制自动化化与管理信息化的结合，实现信息一体化。电力企业需要应信息社会经济发展的客观规律，改变我国电力企业对信息化部门不重视的局面，建立与健全信息化推进组织体系，推动电力企业信息化的发展。在信息化管理方面，需要围绕面向资源管理和面向项目管理方面，对信息管理制度进行梳理、修订、补充，逐步建立、完善适应电力企业信息化需要的管理制度，以对企业的信息化建设进行

规范和管理。

基于我国电力企业信息化现状与信息技术发展趋势，电力企业信息化应该采取以下策略：第一，以专业化的规划为指导，制定企业信息化的顶层设计蓝图；第二，大型电力集团以信息化整合产业链的资源，增强整体价值链的综合竞争优势；第三，中小型电力企业以信息化规范管理、提高效率、增强对市场的响应能力和速度；第四，电力企业应树立IT服务管理与IT治理意识，建立相应的体制，保证信息化价值的最大发挥。第五，以信息化带动管理创新，以管理创新促进信息化，实现电力企业价值链的协同化运作，以整合化的系统应用为目标，促进信息化的

价值实现，推动电力企业综合竞争力的提升。

建设电厂SIS系统的意义及认识

1. 概述

电厂的厂级实时监控信息系统（简称SIS系统-Supervisory Information System）属于厂级生产过程自动化范畴，实现电厂管理信息系统与各种分散控制系统之间数据交换的桥梁。厂级实时监控信息系统以分散控制系统为基础，以经济运行和提高发电企业整体效益为目的，采用先进、适用、有效的专业计算方法，实现整个电厂范围内信息共享，厂级生产过程的实时信息监控和调度，同时又提高了机组运行的可靠性。它为电厂管理层的决策提供真实、可靠的实时运行数据，为市场运作下的企业提供科学、准确的经济性指标。因此，它是电厂生产的成本信息和报价信息的基础。从管理角度来看，它为控制企业成本、为提高生产力提供重要而真实的运行数据。同时，通过数据的分析和比较，能提出科学的、合理的决策方案，使企业管理层的经营决策更具科学性。厂级实时监控信息

系统实现了全厂范围内的管控一体化，为实现全厂整体效益的提高、信息技术的提升和稳定、经济运行的根本目的打下坚实基础。 2. 厂级实时监控信息系统的功能

厂级实时监控信息系统对于电厂的安全稳定运行具有十分重要的意义。主要集中各单元机组的参数及设备状态信息、从厂级管理的高度对各机组运行工况进行监视、分析和判断，并做出决策，指挥机组运行。厂级负荷自动分配系统经通讯接口站接收电网中调负荷指令，依据本厂各机组运行状态，自动对机组的负荷分配进行优化、管理，及动态负荷最优配置，并向各单元机组发出给定负荷指令，以求得到最佳的电力生产安全性及经济效益。电厂SIS系统的主要功能： 2.1监视、指导机组的运行

当机组在一定的负荷下运行时，各种参数存在着与负荷及其他运行条件对应的理想值，通常称之为目标值。这些目标值是根据设计、运行、热力实验等技术参数确定的，机组在运行过程中，如果这些参数偏离了目标值，就会造成热经济损失。因此SIS系统应具有监视机组的运行参数，在其发生偏离时，及时警告并对偏离进行分析计算，得出调整的操作方式，以指导机组的运行优化。 2.2降低发电企业的火电煤耗

电厂SIS系统应根据适时调整和负荷调度建议，对机组运行进行调整、及时优化机组运行条件，减少损耗，降低机组运行的成本，从整体和全局观点出发，降低发电企业的生产成本。 2.3科学分配机组负荷

根据电网中调所下达的全厂发电总负荷，对各机组出力实施不同的负荷分配方式，为发电企业带来的效益完全不同。因此，电厂SIS系统应进行科学合理的负荷分配，在满足厂级总负荷时，以大偏差优先，小偏差负荷优化为原则，同时，根据各单元机组负荷响应性能，尽可能满足单元机组负荷优化操作条件，以获取整体的最大经济效益。 2.4降低成本、提高效益

降低成本，提高经济效益是所有企业追求的目标，也是电厂SIS系统所要实现的目标。通过调整机组的运行状态，使之能更经济、更可靠、更稳定运行，对全厂的发电负荷进行科学合理分配，以获取最大的经济效益，也是降低发电企业的电力生产成本和提高效益的具体表现。 2.5管控一体化

随着中国国家电力公司体制改革的深入发展，厂网分开，竞价上网已经成为电力系统顺应经济改革的必然发展趋势。由于电力市场的出现，使电力调度、运行方式、决策管理、计划和财务各部门围绕发电企业最大利益目标而工作，就必须加快企业信息化建设，高度重视整合企业的软、硬件资源，生产过程实时信息资源。综合考虑管理信息系统和生产过程控制系统的整合，加快电厂SIS系统的应用及IT技术的提升，以实现全厂范围内的管控一体化提供了坚实基础。 3. 建设电厂SIS系统的一般设计原则 3.1实时信息共享

厂级各生产部门的实时信息应该共享。集中控制室运行值长可全面了解各单元机组运行情况，一旦发现异常状态或事故现象，能及时作出分析判断、决策并迅速处理。 3.2网络合理规划

对信息系统网络实现总体的合理规划，避免重复设置，节约投资及工程

量。实现电厂管理信息网与DCS实时数据网及相关辅助系统数据网的隔离，同时构筑网络之间信息交换的桥梁。既保证了单元机组网络运行的安全性，又有利于网络间数据信息流的共享与交换。电厂SIS系统采用单独的网络架构。 3.3标准化

全厂计算机系统的软、硬件接口统一、规范化，将有利于系统的应用及开发。系统软件平台开放，能与第三方软、硬件兼容，实施时工作量小，安全性能高。接口间的通讯能较好的实现无缝连接。

4. 实现电厂SIS系统的功能模块

电厂热力系统中设备多而复杂，许多设备常处于高温、高压、高应力条件下工作，发生异常事故或故障现象的概率较高。按传统的操作管理方式，运行人员无法清楚、正确地掌握热力设备的运行状况，只能根据设备制造厂或电厂运行经验制定规程操作，电厂各机组热力系统的经济性和安全性往往达不到要求，甚至发生运行事故。电厂SIS系统的引入，是通过将各机组控制系统及相关辅助系统和公用系统等联成一体的通讯网络，组成厂级管控一体化的实时监控信息系统。从厂级管理的高度对各机组实现参数监测、机组振动检测、故障诊断及性能计算和耗差分析等指导机组运行，有效地提高机组运行的安全性、经济性和可靠性。延长设备使用寿命，减少重大事故的发生，及由此带来巨大的经济效益，从根本上保证了电厂的安全运行及经济利益。 4.1热力参数实时监测及图形显示模块

以画面、曲线、棒图、趋势等形式，实时显示全厂各热力系统中锅炉、汽机、发电机及其辅助系统，包括输煤、除灰、除渣、除尘、化水等辅助系统的设备运行状态、运行参数、系统图，为厂级生产管理人员及其运行人员提供形象直观、界面友好，实时更新的数据信息，帮助了解整个系统的运行情况及各测点间的关系。

4.2经济分析模块

电厂各机组处于稳态运行时在线性能优化计算、分析和操作指令。以主要给出高压缸、中压缸、低压缸效率和整机效率，热耗，各加热器参数及性能分析、机组工作过程的热力过程线，计算值和设计工况的偏差值以及这些偏差值引起的能量损耗等等。据此评价运行的质量及机组设备的完好程度，对提高机组的管理和适时安排机组的检修具有重要意义。 4.3寿命管理模块

寿命监测的主要功能是在汽轮机起停过程和甩负荷等负荷激烈变化过程中，在线计算和监测汽轮机转子由于受到交变热应力作用而产生的低周波疲劳损耗，该模块对保证汽轮机在役期内的安全、机组运行以及延长老机组的寿命具有重要的指导作用。 4.4负荷最优分配模块

根据电厂各机组间热耗、升降负荷特性、设备寿命损耗和燃料价格等因素，对机组间的负荷进行优化分配（包括启停），使整个电厂可以在最低的成本下运行。如果再附加一些其它的成本因素就可以形成电厂竞价上网的成本核算模块或报价系统。 4.5启动指导模块

将机、炉起停及负荷变化时的主要参数清晰地显示在屏幕上，并根据运行规程及运行经验，利用实测参数，对本次操作作出评价及对下一步操作作出提

示。同时，对不符合操作规程的操作或寿命消耗记录下来，供分析故障时参考。该模块对用手动操作的或半自动操作的机组运行人员特别具有实用价值。 4.6振动监测与故障诊断模块

本模块着重对汽轮发电机组的振动参数及相关参数引入计算站进行分析，对汽轮机采用热力参数诊断法进行诊断。对于高温、高压部件，其热应力是设备安全运行的一个重要指标，故温度、压力等值要设定严格的限值范围，一旦发生越限情况，系统便会发生报警。若发生报警，系统还会自动进入模糊故障诊断模块，进行引起该越限原因的诊断计算，从而判别可能发生的故障。 4.7热力状态参数真伪辨别模块

利用热力状态参数进行性能分析和故障诊断涉及到近200~300个点的数据，该模块利用参数的时间和空间两个序列进行在线参数真伪辨别。 4.8报表输出模块

状态参数监测日报表模块可以将计算机采集来的数据进行自动分类、归档，将8小时或24小时的监测数据每隔一小时为一组打印报表输出。同时有关的运行经济性技术指标也以报表形式打印输出，对机组在整个运行期内的寿命累计损耗以曲线及数据方式打印输出、故障以曲线或报告形式打印输出供高级管理人员和技术人员分析、决策、保存使用。 4.9实时/历史数据处理模块

完整的系统必须对机组各参数进行长期的监测和管理，采用实时数据库系统，为机组建立、保存运行、故障档案、保存机组运行的历史数据。必要时，可检索机组各类历史数据档案，进行分析、研究。 主要内容有： 1、 机组历史报警档案 2、 机组历史事故记录档案

3、 机组运行状态历史趋势档案

机组正常运行时，系统能自动为机组建立运行档案、历史趋势等，按规定时间、格式要求保存数据资料，根据需要可查阅24小时、一周、一个月、一个季度、一年的参数变化趋势，以了解机组设备的完好度，以便合理安排机组的设备维修及保养，逐步过渡到状态检修，提高机组的可用度。 4.10远程故障诊断

通过网络通信方式，将电厂的数据传给研究开发中心或运行专家，及时了解并解决电厂各机组运行中出现的问题。

5． 厂级实时监控信息系统的构成

考虑到目前国内电力企业的实际运作模式，电力技术发展水平和电厂SIS系统在国内尚处在起步阶段。因此，新华公司根据各电厂机组控制方式和电力企业综合管理的实际需求结合新华XDPS－400分散控制系统及电厂SIS系统的技术特点，在网络设计和功能配置上需符合实际需求，并结合厂级SIS网络规划设计，将SIS系统接口层网络和应用层网络合并成一个网络，提出实施电厂SIS系统的技术方案及硬件配置。 5.1 网络结构一体化布局

新华公司在构筑SIS系统时按照全厂网络统一布局的原则进行网络拓扑结构和设备标识的设计，基本设计原则：

1. 全厂各楼群间的信息主干网采用1000Mbps光纤以太网相连；

2. 楼层之间和各机组的控制系统之间采用100Mbps光纤以太网相连； 3. 全厂房各控制室之间采用10/100Mbps光纤以太网相连；

全厂网络系统采用一体化布局的优点是：系统稳定，网络性能可靠， 易于维护和应用功能扩充。 5.2 多层分布式结构

采用多层分布式C/S结构，最大限度的减少系统间的通讯转接，平衡服务器和不同客户机之间的数据流量，开发了服务器端和客户端应用软件包。 5.3 实时数据库管理系统

实时数据库是实时监控信息系统的核心。实时监控信息系统的主要功能之一就是将相对专用的DCS、DEH、远动数据、关口电量、全厂电量、电缆故障监控系统及电器故障录波器的大量实时数据采集并存储起来，从而满足全厂实时监控和在线性能计算分析和耗差分析等计算的需要。因此，实时数据系统的数据库平台必须满足二点：

－系统具有高度的性能稳定性，能满足海量资料的存储和检索的需要；

－系统具有高度的开放性，具备和不同系统及设备的成熟接口，支持各种标准的数据传输标准。

因此，实时数据库是保证电厂SIS系统成功投运的关键，它包括了一整套中间件产品，是专业应用的基础并提供资料服务功能，不仅能将全厂生产过程的实时数据采集上来，还要将它们以其基本形式保存下来。然后对这些生产数据进行二次处理和分析；逐步实现在线操作指导和故障防护；生产计划和维护管理以及工厂资源优化分配和经济评估等专家应用功能，从厂级管理的高度对各机组运行工况进行监视、分析和判断并作出决策。 5.4实时信息监管

厂级SIS系统是全厂实时监控信息的中心，通过与控制系统联成一体的通讯网络。本站点将以画面、曲线、棒状图等形式，分别显示全厂各台机组的锅炉、汽机等热力设备的运行状态流程图、棒状图、参数表和趋势图。另一方面，将生成各类生产报表，记录生产过程中的各种数据和经济指标统计，按要求的格式和内容生成所需要的报表，并能按不同要求进行查询和显示。

本站点设有几十幅动态画面不断地实时显示各子系统热力状态，画面包括各部位的当前参数值的系统模拟图，棒图，趋势图表等形式，阀门的开关状态也

在系统模拟图上显示，图中数据和变化曲线均随参数采集不断滚动更新。监控人员通过这些画面能形象、逼真、直观地了解整个系统的运行工况及各测点间的相互关系。

5.5 在线性能计算分析站

在发电机组处于稳态运行时，针对单元机组进行在线性能计算和热经济性分析。可给出锅炉设备和汽轮机高压缸、中压缸、低压缸的效率和整个机组效率、热耗，各加热器参数及其性能分析，机组工作过程的热力过程曲线、计算值和设计工况的偏差值以及这些偏差值引起的能量损耗等等。工程技术人员可据此评价运行的质量及机组设备的完好程度，这对提高机组的管理和安排机组的检修具有重要的意义。

在线性能计算站将从实时数据库中读取所需的数据，完成锅炉热经济指标的计算和分析、汽轮机热经济指标的计算以及机组运行热经济指标的计算和分

析，并可将计算的结果提供给值长查询，也可根据需要通过统一的客户端软件发布到MIS网络上。

5.6 热参数偏差分析站

用于热参数偏差分析计算。当机组在一定的负荷下运行时，其各种参数存在着与此工况及其相应的运行条件对应的理想值，称之为目标值。这些目标值是根据设计、运行和热力试验等技术参数确定的。电厂实际运行中，单元机组经常在变动工况下运行，此时运行参数偏离设计值。当这种偏差随特性决定或在允许范围内时，对机组的安全和经济运行影响不大，但当这种变化超过了允许范围或这些参数在一定程度上偏离了目标值，小则影响其经济性造成热经济损失，严重时还会危及到机组的安全。所以机组变工况运行时，研究参数如何变化是合理的，各个参数单独对热耗的影响程度有多大，哪些参数对热经济性的影响较大，如何调整能达到经济性最佳，这就是本站点要完成的内容。并且监视机组的这些运行热参数，在其发生偏离时及时警告并针对偏差分析出调整的调度建议，指导机组最优经济运行，以便为现场经济性运行调控提供参考。

（1）小指标分析：小指标管理是根据电力工业的特点，将国家下达的标准煤耗率、厂用电率等大的计划指标，按运行岗位分解成具体的技术经济指标，并落实到各值、班组以及个人，定期检查与评比。小指标定值的高低及完成的好坏，直接反映管理水平和运行人员的技术水平。小指标分析是将各个参数作为孤立的因素进行考核，往往为追求某一指标的高低而影响整个系统经济效益。小指标方法简单易行，实施后可取得一定的效益。

（2）基准热偏差分析（目标值分析法）：基准偏差分析方法是对机组关键性运行参数进行监督分析，根据这些参数的实际运行值和基准值(目标值)之间的偏差，计算出对机组热耗率的影响以及由此偏差所引起的运行损失。这样，运行管理人员根据损失的大小进行适当调整，节能降耗，取得最佳的经济运行效益。由于热偏差分析法的参数基准值是在实验的资料和计算结果求得的机组在某特定的运行条件下的运行参数曲线，它可以随机组负荷和环境温度的变化而变化。特点是热偏差分析比较接近于生产实际，以曲线形式考核机组的技术经济指标，可用于指导运行人员调整各项运行参数，使机组处于最佳运行状态。 6. 结束语

电厂SIS系统的推广应用尚处在起步阶段，其系统功能、监控方式、系统管理范围等在具体的应用实践中，将顺应电力市场的发展趋势，不断总结经验、逐步完善。但在未来的十年中，随着电力技术的发展日趋成熟，电厂SIS系统的建立，在厂网分开，竞价上网的电力市场中，将有助于电力企业的科学化管理，有助于建立适合我国电力企业的生产管理决策支持系统。

火力发电厂厂级监控信息系统（SIS）

火电厂厂级监控信息系统 （Supervisory Information System in Plant Level,简称SIS）是集过程实时监测、优化控制及生产过程管理为一体的电厂自动化信息系统。该系统通过对火电厂生产过程的实时监测和分析，实现对全厂生产过程的优化控制和全厂负荷优化调度，在整个电厂范围内充分发挥主辅机设备的潜力，达到整个电厂生产系统运行在最佳工况的目的；同时该系统提供全厂完整的生产过程历史/实时数据信息，可作为电力公司信息化网络的可靠生产信息资源，使公司管理和技术人员能够实时掌握各发电企业生产信息及辅助决策信息，充分利用和共享信息资源，提高决策科学性。

电厂生产过程自动化包括两个方面：一是面向机组级的生产过程监控；二是面向全厂生产过程乃至整个企业的监控和管理。过去，由于管理模式、投资及技术条件限制等因素的影响，我国电力企业一直偏重于机组DCS（Distributed Control System，简称DCS）等系统控制功能的应用，而对于全厂生产过程的实时监控及其优化指导方面重视不足，随着生产自动化水平的提高和我国电力改革和发展的需要，有些电厂虽然在DCS或MIS系统上增加了部分性能诊断、优化等功能，对提高机组运行经济性起到了一定的积极作用，并没有在整个机组或全厂范围内实现优化运行。因此，迫切希望在全厂范围内的实现整体优化运行，以提高全厂综合自动化水平并为MIS或相关系统提供经优化处理后的实时数据，进一步提高全厂营运效益。

综上所述，由于在传统的单元机组控制系统或管理信息系统上单纯增加和扩大部分机组性能诊断和优化功能不能最大限度地提高全厂运行经济性，在这一背景下，火电厂厂级监控信息系统（SIS）便应运而生，并将在今后会得到迅速的发展。从而由火电厂厂级监控信息系统（SIS）和MIS（Management Information System，简称MIS）系统构成一个完整的电厂厂级自动化信息系统

SIS系统硬件组成

1、网络设备

SIS系统网络通常采用1000Mbps的冗余以太高速网络作为信息传递和数据传输的媒体，主干网的通讯介质和各下层控制系统到主干网的连接采用光纤，其中主干网的通讯速率为1000Mbps，其它节点的通讯速率为100M。SIS系统中所有的服务器和工作站都直接连接到核心交换机上。

2、控制网络接口设备（接口机）

SIS系统提供厂级实时监控信息系统与下层控制网络（包括：#1～#N单元机

组DCS；全厂水网络；全厂煤网络控制系统；全厂灰网络控制系统；远动RTU；MIS网等）的数据接口设备，这些接口设备对于下层控制网络数据的读取不影响其本身的控制功能，不对下层控制网络进行修改、组态或对工艺过程进行直接控制，控制指令（如负荷分配等），则由值长监视站确认后将指令发送至控制网络操作员站，操作人员确认后方可作用于控制系统。

3、实时／历史信息数据库服务器

SIS系统实时／历史信息数据库服务器具有较大的存储容量和先进的数据压缩方式，用于保存所有生产过程的实时数据和厂级实时监控信息系统对这些数据的计算、分析结果，使全厂的运行管理和经营管理建立在统一的过程数据基础上。SIS实时／历史信息数据库服务器采用双机集群的工作方式。SIS系统还包括过程管理应用服务器、网络管理服务器、网络数据备份和防病毒服务器、存储磁盘阵列子系统。

4、过程管理功能站

SIS系统提供用以完成系统（SIS）所定义各种功能的过程管理功能站（如负荷分配调度站、网络系统管理维护站、应用软件管理维护站，系统备份与防病毒服务器）。功能站作为数据库服务器的客户机，从数据库中获取过程信息进行分析、计算和显示，并将计算分析结果存入数据库，供其它客户机或系统调用。

5、值长监视站

SIS系统提供多台值长监视站为全厂运行总值长专用，它是连接生产与管理的纽带，在值长监视站上不仅可浏览全厂工艺过程参数，还可对各功能站的计算分析结果进行调用，功能站上产生的优化运行建议和电厂领导的运行指令应可以显示到值长监视站上，作为值长向运行人员发出指令的参考。

SIS系统网络拓扑图

主要功能软件

全厂生产过程监控 负荷分配及负荷调度

全厂经济信息和发电成本核算

厂级性能计算和能量审计

机组经济指标分析、性能试验及优化运行指导 主机和主要辅机故障诊断 设备寿命计算和状态分析

设备状态(泄漏、磨损等)检测和计算分析功能 生产过程数据、历史数据查询、统计和分析 ......

电厂在功能软件选择时可以更具本厂的实际情况确定

大唐盘山SIS系统

1997年，侯子良先生提出了发电厂厂级监控信息系统（SIS）的概念及其实现框架。SIS的基本功能是对火电厂全厂生产过程进行实时管理和监控，并提供综合优化服务。经过几年的研究开发，已经取得了一定进展。目前各发电集团和研究单位都在积极探索，取得了宝贵的经验。

国际国内电力科研部门在开展对锅炉控制的优化。实现技术包括燃料分配、优化整定、高级燃烧器控制技术及神经网络优化等方面的研究。信息化与自动化一方面改善了机组运行的灵活性，更加适应负荷摆动及燃料特性变化，同时还帮助有关人员更好地管理生产过程，并致力研究开发快速运行决策支持系统。 在优化运行和状态检测方面，目前开展了性能计算引擎、可控参数诊断模块、锅炉清洁度模块、凝汽器性能模块、给水加热器性能模块、汽轮机性能模块、风机性能模块、泵性能模块、空气预热器性能模块、设备性能诊断模块、运行工况预测模块、混煤模块、冷却塔性能模块、负荷分配模块等方面的研究。运行管理人员根据这些辅助信息来及时调整电厂的生产过程。

ABB公司、Honeywell公司、Foxboro公司、HITACHI、西门子公司等都提出了工厂信息集成及优化控制与管理的解决方案。

在我国，有关发电厂优化控制与管理方面的研究也受到各方面的关注。在电力体制改革之后，为了提高整体竞争力，实现标准化管理，发电企业（集团）对优化控制与管理方面提出了更多新的需求。目前国内相关单位已开发研制出多个相关功能软件模块，并逐渐在生产控制与管理中发挥作用。 1．大唐盘山发电的SIS建设情况

大唐盘山发电选择基于EDNA数据库的SIS系统，由华北电力大学研制，目前已经通过鉴定。

通过实施SIS系统，目前已经初步实现： ① 生产历史数据采集集中存贮 ② 建立网络安全体系，通过SIS系统向管理信息系统镜像服务器传递数据；

③ 开发应用组态发布、优化运行、优化控制、故障诊断、状态维修、性能分析计算、经济性核算、安全分析等应用模块设计，实现数据共享。

来自用户对该系统的评价是：该系统具有良好的开放性，通过对生产过程实时信息处理与监视，使管理人员和生产人员在公司任意一台联网计算机上均可获取机组运行的全部实时信息，保证了生产过程的可控在控；完善的数据历史回放和事件记录功能，在异常分析中发挥了作用；设备状态检测及故障诊断对点检定修以及设备劣化性分析发挥了积极的作用；独特的网络安全策略解决了网络安全隐患，保证了SIS与MIS的联接安全可靠；系统具有良好的拓展性，为实现更高层次的管控一体化奠定了坚实的基础。 2.SIS网络结构设计与网络安全

SIS系统的实施，网络安全是关键，大唐盘山发电SIS系统的实施，重点考虑了网络安全环节，采取了完善的措施，通过采用防火墙和基于单向物理链路的数据传输装置组合的方式，配合SIS层网络安全管理制度的落实，杜绝安全隐患。

3. 基于状态矩阵的热力系统能损分析方法。经济性能计算与分析是SIS最基本的功能之一，引起系统热经济性变化的原因包括多种原因:设备缺陷、系统缺陷、运行负荷及运行环境的改变、运行方式调整等，多个扰动引起系统参数的变化不是这些状态参数的简单相加。

在节能诊断时，盘电应用了基于状态矩阵的热力系统能损分析方法 。主要包括热力系统完整的汽水分布方程和热经济性状态方程的建立、利用改进的弗留格尔公式进行系统变工况计算及汽轮机排汽焓的在线计算、利用顺序扰动解除法实现全面的能损分布的准确确定等几方面。 4.热力设系统状态监测与故障诊断技术

主要包括主设备状态检测与故障诊断、辅机状态检测与故障诊断、运行状态监测与诊断、控制系统故障诊断等内容。

5.优化控制及操作指导。通过应用非线性建模与控制器设计技术、全局优化控制技术、基于数据挖掘的优化规则提取技术开展了优化吹灰负荷优化分配、压力定值优化等方面的研究和尝试。

6.大唐盘山发电实施SIS系统的收获与启发。从信息化电厂整体战略的实施角度出发看SIS系统实施，实现了企业生产管理过程历史数据的及时保存，数据是核心，也是企业信息化的家底儿，生产实时数据的海量压缩存储，是立足长远的有益之举；SIS系统实施对网络安全提出了更高要求，要求从物理安全和管理安全等多角度来完善企业信息化的整体安全机制，也为电厂信息安全工作提出了崭新课题；SIS系统功能应用模块的开发，在信息化适应企业机制的融合过程中，在生产、经营管理的流程优化方面进行了有益的探索和积累；SIS系统的实施，为电力企业适应竞价上网，建立电力市场竞争支持体系奠定了技术基础；SIS系统的实施，也对发电企业信息化与控制自动化的融合提出了新课题；SIS系统的实施，为电力企业防真培训提供了条件，为电力企业实施在线学习e-learning奠定了基础。

7．管控一体化是发电企业信息化建设更高层次的建设目标 管控一体化思路的提出，突出体现了三个要素。一是管理信息系统的标准化建设，二是SIS系统的规范化建设，三是两者的统一协调，超前规划，系统化实施，管控一体。

在发电企业管理信息系统建设方面，以ERP的大思路，融合了发电企业特

点开展信息化体系建设是重点；在SIS建设层面，基础是实时和历史数据的保存，应关注围绕主辅设备可控性的提高、优化运行、优化控制、故障诊断、状态维修、智能化管理等方面的研究与开发，以期通过新的技术与管理手段，进一步实现节能降耗、提高企业整体竞争力。

管控一体化，是适合电厂的一种较全面的IT解决方案。但由于其应用时间较短，且各厂条件不同，因此在网络结构、功能选择上还在不断地改进与发展。 建立合理的发电厂管控一体化平台，将涉及发电企业控制系统理论、信息工程理论、通信工程理论和现代化企业管理理论的基深入融合和实践，其实现将更多地融合信息化工程、知识管理、决策分析理论，促成电力企业管理实践的创新。勿庸置疑，随着电厂管控一体化的实施，将使电厂的安全稳定、经济环保、科学管理水平跨上新的台阶。

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