CN101393453A - 火力发电机组能耗实时监测系统 - Google Patents

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钱立军
郑海雁
周强
代家元
张友卫
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  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种火力发电机组能耗实时监控系统，包括安装于各企业监测点的现场、包含SIS和DCS数据源、用于采集相关参数数据的现场数据采集层；包含数据采集与通讯组件、用于完成对各种不同电厂系统的数据采集，然后按照通讯规约进行封装，通过网络将各种参数传输至监控中心层的通讯网络层；和对采集的数据进行管理并以WEB形式展现的监控中心层。本发明的火力发电机组能耗实时监控系统能够对火力发电机组能耗实现连续测量，并且测量准确度高，自动化程度高。

Description

火力发电机组能耗实时监测系统
技术领域
本发明涉及一种监测管理系统，尤其是涉及一种火力发电机组能耗实时监测系统。
背景技术
火力发电机组的供电煤耗是汽轮机发电机组在发电生产热力循环过程中能耗水平的一个热力性能指标，反映了汽轮发电机组以及附属设备系统的热力性能完善程度，是热力系统中各主、辅设备及系统热力性能的综合指标。因此，发电机组的供电煤耗数值受到许多因素的影响，其中，大多数属于技术性的，也存在一些非技术性的。
目前火力发电机组能耗测量的主要方法有两种：发电企业上报的供电煤耗数据普遍采用正平衡数据统计方法计算得出，它的准确性受到煤耗测量准确性、煤发热量分布均匀性等诸多因素影响，误差较大，难以准确测量；另一种方法是通过热力性能试验，可以准确地得到在试验工况下的供电煤耗，但是，试验系统及工况在大多数情况下无法在正常运行中复现，火电机组能耗的连续测量无法实现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种准确性高的火力发电机组能耗实时监测系统；
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种可对火力发电机组能耗实现连续测量的火力发电机组能耗实时监测系统。
为解决上述技术问题，本发明提供一种火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：包括
安装于各企业监测点的现场、包含SIS和DCS数据源、用于采集相关参数数据的现场数据采集层；
包含数据采集与通讯组件、用于完成对各种不同电厂系统的数据采集，然后按照通讯规约进行封装，通过网络将各种参数传输至监控中心层的通讯网络层；
和监控中心层，
所述监控中心层包括用于对各监测点进行监测数据采集的通讯服务器；
用于进行各种原始数据的存储的实时数据库服务器；
用于进行统计数据、计算数据以及相关数据的存储记忆的历史数据库服务器；
用于对所获取的数据进行分析的分析计算服务器；
用于实现各种相关应用功能的应用服务器；
用于展现最终数据的WEB服务器；
可以通过Internet以浏览器方式根据权限获得数据信息的工作站；
用于系统网络连通接入的核心交换机；
用于数据采集，接入数据至实时数据库的采集服务器，
所述通讯服务器、实时数据库服务器、历史数据库服务器、分析计算服务器、WEB服务器、应用服务器、采集服务器、核心交换机和工作站相互之间通过数据线进行联接。
本发明所述到的有益效果是：
本发明的火力发电机组能耗实时监控系统基于Web结构，利用实时通讯的现场数据采集层、通讯网络层和监控中心层对火力发电机组能耗水平进行实时测量，实时共享监控信息资源，能够对火电机组能耗实现连续测量，并且测量准确度高，自动化程度高。
附图说明
图1是本发明的火力发电机组能耗实时监控系统的逻辑结构图；
图2是本发明的火力发电机组能耗实时监控系统的物理网络拓扑图；
图3是本发明的火力发电机组能耗实时监控系统的经过组态工具组态后的能耗系统实时监控图；
图4为本发明的火力发电机组能耗实时监控系统的数据处理层结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作具体的介绍。
图1是本发明的火力发电机组能耗实时监控系统的逻辑结构图；图2是本发明的火力发电机组能耗实时监控系统的物理网络拓扑图。本发明的一种火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：包括
安装于各企业监测点的现场、包含SIS和DCS数据源、用于采集相关参数数据的现场数据采集层；
包含数据采集与通讯组件、用于完成对各种不同电厂系统的数据采集，然后按照通讯规约进行封装，通过网络将各种参数传输至监控中心层的通讯网络层；和
监控中心层，所述监控中心层包括用于对各监测点进行监测数据采集的通讯服务器；
用于进行各种原始数据的存储的实时数据库服务器；
用于进行统计数据、计算数据以及相关数据的存储记忆的历史数据库服务器；
用于对所获取的数据进行分析的分析计算服务器；
用于实现各种相关应用功能的应用服务器；
用于展现最终数据的WEB服务器；
可以通过Internet以浏览器方式根据权限获得数据信息的工作站；
用于系统网络连通接入的核心交换机；
用于数据采集，接入数据至实时数据库的采集服务器，
所述通讯服务器、实时数据库服务器、历史数据库服务器、分析计算服务器、WEB服务器、应用服务器、采集服务器、核心交换机和工作站相互之间通过数据线进行联接。
前述的火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：系统所使用的现场数据来自于SIS和DCS系统采集的数据源。
前述的火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：所述通讯网络层基于TCP/IP网络传输协议。
前述的火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：所述通讯网络层统调电厂的数据经ATM网络传输至监控中心层；非统调电厂的数据经公网VPN直接传输至监控中心层。
前述的火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：所述通讯服务器、分析计算服务器和应用服务器采用集群方式，保证系统的高性能和高可用性。
前述的火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：所述监控中心层还包含用于显示各类信息的大屏幕显示设备。
前述的火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：所述监控中心层还包含用于打印报表的打印输出设备。
现场数据采集层作为系统最基本的部分，安装于各企业监测点的现场，它包括各种传感器、现场分析仪表、数据采集卡、通讯设备、工业控制计算机、PI实时数据库采集工控机及保证这些设备能安全、可靠工作的必需设施。火力发电机组能耗实时监控系统所需现场数据中大部分在SIS系统中获取，小部分在现场DCS、CEMS等系统中采集后通过ATM网络传输至主站服务器。目前，100MW及其以上容量机组几乎都配置有SIS(MIS)系统，电厂内各测点数据基本上都汇集于此。在现场安装SIS接口机，进行相关的配置后即可获取电厂SIS中的数据，选出需要的数据上传至主站服务器。
通讯网络层通过PI实时数据库接口机完成对各个不同电厂各种不同厂家SIS系统的数据采集，是实时在线服务模式，然后通过调度网络将数据传输至主站，对各接口机及主站服务器进行相关配置即可实现对不同类型SIS系统的快速数据接入。该服务基于TCP/IP网络传输协议，封装了通讯规约。该数据采集与通讯组件具备以下功能：
1.实时接收现场采集接口机传输过来的数据；
2.具备历史数据的存储功能；
3.实现数据向监控中心的传输；
4.接收监控中心指令信号：进行数据补充采集等功能。
监控中心层是整个系统的控制和管理中心。该中心由数据处理层和业务管理层构成，数据处理层负责数据采集和数据计算，业务管理层负责业务管理流程和数据WEB发布。该中心通过数据处理层收集所有监测点的监测数据加以处理，业务管理层将这些数据通过WEB发布，监督电厂各机组的运行状况并计算出各机组的能耗微增率，进而得到功率能耗图。各相关部门及相关企业可通过浏览器查询各种相关数据。监控中心的设备保证本系统可以正常运行并留有发展余地。包括通讯服务器、实时数据库服务器、历史数据库服务器、分析计算服务器、WEB服务器、应用服务器、采集服务器、核心交换机、工作站、监控专用计算机、通讯设备、不间断电源、打印机以及相关设备、大屏幕显示设备等。
现场采集的数据通过现场通讯服务软件传送给主站的通讯服务软件；主站通讯服务软件按照一定的数据格式将接收到的数据写入实时数据库；通过实时计算软件将实时数据进行数据分析和统计，将统计结果和事件数据写入历史数据库。
业务计算软件基于计算模型进行进一步的业务计算和汇总统计处理，提供业务分析指标的在线处理；系统以此为基础结合各职能部门的管理模式，创建业务数据分析模型，通过统计分析服务提供对不同业务分析主题的数据。
本发明具有以下特点：
1)系统借鉴过程控制、锅炉、汽轮机等专业知识，对锅炉效率、厂用电率、煤耗率等业务数据进行样本分析，对系统运行工况、水平进行系统辩识，为系统能耗监管提供了量化标尺。
2)利用PI实时数据库的接口机性能直接获取电厂SIS等系统中的数据，然后通过ATM网络将数据传输至主站服务器。
3)可实时监控组态，对监控系统的现场工艺流程及显示参数进行配置，以形成在线监控所需要的组态画面。工艺图组态工具基于页面技术，在浏览器工作模式下使用，完全支持可视化功能的图形组态编辑器，可以完成发电企业平面示意图和生产工艺图的制作。
以上已以较佳实施例公布本发明如上，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：包括
安装于各企业监测点的现场、包含SIS和DCS数据源、用于采集相关参数数据的现场数据采集层；
包含数据采集与通讯组件、用于完成对各种不同电厂系统的数据采集，然后按照通讯规约进行封装，通过网络将各种参数传输至监控中心层的通讯网络层；
和监控中心层，
所述监控中心层包括用于对各监测点进行监测数据采集的通讯服务器；
用于进行各种原始数据的存储的实时数据库服务器；
用于进行统计数据、计算数据以及相关数据的存储记忆的历史数据库服务器；
用于对所获取的数据进行分析的分析计算服务器；
用于实现各种相关应用功能的应用服务器；
用于展现最终数据的WEB服务器；
可以通过Internet以浏览器方式根据权限获得数据信息的工作站；
用于系统网络连通接入的核心交换机；
用于数据采集，接入数据至实时数据库的采集服务器，
所述通讯服务器、实时数据库服务器、历史数据库服务器、分析计算服务器、WEB服务器、应用服务器、采集服务器、核心交换机和工作站相互之间通过数据线进行联接。
2.根据权利要求1所述的火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：系统所使用的现场数据来自于SIS和DCS系统采集的数据源。
3.根据权利要求1所述的火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：所述通讯网络层基于TCP/IP网络传输协议。
4.根据权利要求1所述的火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：所述通讯网络层统调电厂的数据经ATM网络传输至监控中心层；非统调电厂的数据经公网VPN直接传输至监控中心层。
5.根据权利要求1所述的火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：所述通讯服务器、分析计算服务器和应用服务器采用集群方式。
6.根据权利要求1所述的火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：所述监控中心层还包含用于显示各类信息的大屏幕显示设备。
7.根据权利要求1所述的火力发电机组能耗实时监控系统，其特征在于：所述监控中心层还包含用于打印报表的打印输出设备。
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