CN103268099A - 一种燃煤电厂污染源排放过程自动监控系统实时数据采集方法 - Google Patents

一种燃煤电厂污染源排放过程自动监控系统实时数据采集方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种燃煤电厂污染源排放过程自动监控系统实时数据采集方法,用电力监管远程终端单元从数据源的数据库中获取数据,然后经正向网络隔离装置处理后,经电力调度网络或公用网络将数据实时写入主站系统数据库,以便主站分析计算系统调用,上述数据源为位于电厂信息系统中DCS系统、SIS系统或MIS系统数据库。本发明可以实现省级海量数据的实时采集;节省数据采集系统投资;可扩展性好;安全性更佳。

Description

一种燃煤电厂污染源排放过程自动监控系统实时数据采集方法
技术领域
本发明涉及一种燃煤电厂污染源排放过程自动监控系统实时数据采集方法。 
背景技术
现有的脱硫监管采集方法如图1,化学分析仪表分析出污染物指标通过通讯或者硬接线方式将污染物指标传输至数据采集与控制系统,转换为数字信号后与现场工业控制计算机通讯。CEMS系统(烟气连续排放监测系统)同时对污染物的流速、湿度以及其他相关参数进行数据采集。辅助测点信号也通过CEMS系统的数据采集系统进入工业控制计算机。 
然后通过COM组件的方式完成对各种不同厂家CEMS系统的数据采集,该采集方法基于NTService技术,提供了现场数据采集与打包,通过电力调度数据网络将数据传输至主站,该服务基于TCP/IP网络传输协议,封装了通讯规约。 
目前已建成的脱硫监控系统监测测点较少,平均每台机组仅20~30点左右,主要包括脱硫设施进出口、排口CEMS系统测量参数(SO2浓度、O2浓度、NOx浓度)以及增压风机电流、浆液循环泵电流等辅助参数。 
面对新的电力环保监管形势,相关政府部门需要将燃煤机组脱硫、脱硝系统所有测点以及主机部分相关测点全部纳入监控,每台机组脱硫、脱硝系统全部测点及相关主机测点约为2000点左右。 
若将每台机组2000个监测测点通过硬接线方式,利用CEMS系统的数据采集系统将其全部转换为数字信号后与现场工业控制计算机进行通讯,现场施工工作量、投资都将非常大,据粗略统计,每台机组整个项目造价将达到百万元/台。 
发明内容
为了克服上述不足,实现一个大区域内燃煤电厂污染源排放过程自动监控系统实时数据的实时传输,同时按照《电力二次系统安全防护规定》(电监会5号令)对采集系统进行“横向隔离、纵向加密”,提高系统的安全防护水平。本发明提供一种燃煤电厂污染源排放过程自动监控系统实时数据采集方法。 
为了实现上述目的,本发明的主要技术内容如下: 
一种燃煤电厂污染源排放过程自动监控系统实时数据采集方法,用电力监管远程终端单元从数据源的数据库中获取数据,然后经正向网络隔离装置处理后,经数据传输网络将数据实时写入主站系统数据库。
上述述数据源为位于电厂信息系统的DCS系统、SIS系统、MIS系统的数据库。 
上述电力监管远程终端单元包括采集服务器一、采集服务器二,所述两个采集服务器之间设置正向网络隔离装置;所述正向网络隔离装置只允许从采集服务器一向采集服务器二发送单字节数据流,逆向传输或传输其他格式数据流均被禁用;所述采集服务器一部署采集应用程序,用于从数据源的数据库中获取数据,然后形成数据文件并写入指定目录;所述采集服务器二部署数据存储应用程序,用于解析在采集服务器一上形成,经正向网络隔离装置传输而来的数据文件,然后通过TCP/IP协议将数据写入主站数据库,并同时对数据传输的过程中的数据进行备份、压缩处理操作,以响应主站补采数据要求。 
上述采集服务器一上采用OPC协议接口、插件方式,实现对各种不同厂家、不同品牌实时数据库的实时、历史数据读取功能,然后将读取的数据打包封装,最后写入正向网络隔离装置指定的文件目录。 
上述数据传输网络包括电力调度网络或公用网络,所述公用网络包括无线GPRS或VPN网络。 
借由上述技术方案,本发明至少具有下列优点: 
(1)、可以实现对一个省海量数据的实时采集。
按照江苏省节能减排远景规划,每台机组监测测点约2000点左右,全省约30万测点左右,平均每10秒钟传输一次数据,本数据采集方法能够实现上述海量数据的实时采集。 
(2)、节省数据采集系统投资。 
若以传统采集方式将所有测点通过硬接线方式,利用CEMS数据采集系统将其转换为数字信号与工业控制计算机进行通信,实现每台机组2000点数据上传,每个测点PLC通讯造价为350元,单台机组PLC通讯造价将达到70万左右,再加上组态软件费用以及其他施工耗材等费用,单台机组施工造价将达到百万级别。而新方案中,全厂采集系统将集中统一成一套,只需要两台服务器及一台隔离装置,硬件方面的投资将显著节省。 
(3)、可扩展性好。 
按照传统采集方式,若新增测点,则需首先将测点通过通讯或硬接线方式接入工业控制计算机,而新方案中,只需将测点接入电厂信息系统中的实时数据库,在数据采集软件中进行相关配置即可。 
(4)、安全性更佳。 
传统的数据采集方式并没有新增网络隔离装置,虽然也满足《电力二次系统安全防护规定》(电监会5号令)的要求,但新方案中通过新增网络隔离装置,进一步增强了采集系统的安全防护性能。 
本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。 
附图说明
图1为原有技术脱硫脱硝数据采集的方案; 
图2为本发明的脱硫脱硝数据采集的方案;
图3为实施例的江苏省某电厂网络拓扑图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。 
如图2所示,一种燃煤电厂污染源排放过程自动监控系统实时数据采集方法,用电力监管远程终端单元从数据源的实时数据库中获取数据,然后经正向网络隔离装置处理后,经数据传输网络将数据实时写入主站系统数据库,数据传输网络包括电力调度网络或公用网络,所述公用网络包括无线GPRS或VPN网络。 
上述数据源为位于电厂信息系统一区/二区/三区的实时系统数据库,电厂信息系统一区、二区、三区分别指的是按照《发电厂二次系统安全防护方案》中规定的控制区、非控制区、管理信息大区;电力调度三区指的是按照《电力二次系统安全防护总体方案》中规定的管理信息大区;DCS指的是分散控制系统(Distributed Control System),SIS指的是厂级监控信息系统(Supervisory Information System in plant level),MIS指的是厂级管理信息系统(Management Information System)。 
上述电力监管远程终端单元包括采集服务器一、采集服务器二,两个采集服务器之间设置正向网络隔离装置;正向网络隔离装置只允许从采集服务器一向采集服务器二发送单字节数据流,逆向传输或传输其他格式数据流均被禁用;采集服务器一部署采集应用程序,用于从数据源的实时数据库中获取数据,并形成数据文件;采集服务器二部署数据存储应用程序,用于解析在采集服务器一上形成,经正向网络隔离装置传输而来的数据文件,然后通过TCP/IP协议将数据写入主站数据库,并同时对数据传输的过程中的数据进行备份、压缩处理操作,以响应主站补采数据要求。 
上述采集服务器一上采用OPC协议接口、插件等方式,实现对各种不同厂家、不同品牌实时数据库的实时、历史数据读取功能,然后将读取的数据按照指定的加密、压缩协议进行打包封装,最后写入正向网络隔离装置指定的文件目录。 
实施例: 
江苏省某电厂的拥有2台330MW等级燃煤脱硫脱硝机组,该厂设有专用的SIS系统,位于电厂信息系统二区,数据库为PI实时数据库,并镜像到电厂信息系统三区数据库。电厂信息系统三区与电力调度三区有网络连接,中间有防火墙进行隔离,详细网络拓扑图见如图3。
两台机组总计需上传数据测点为3753点,其中脱硫系统测点为2042点,脱硝系统测点为523点,主机部分(锅炉、汽机系统)测点为1188点。 
数据采集服务器一上部署数据采集应用程序,从SIS数据库中实时获取数据,然后对数据进行打包封装,形成数据文件。 
数据采集服务器二上部署数据存储应用程序,该应用解析在采集服务器一上形成,经正向网络隔离装置传输而来的数据文件,然后通过TCP/IP协议将数据写入主站系统数据库,并同时将数据文件压缩存储至本地磁盘,以响应主站补采数据请求。 
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。 

Claims (5)

1.一种燃煤电厂污染源排放过程自动监控系统实时数据采集方法,其特征在于:用电力监管远程终端单元从数据源的数据库中获取数据,然后经正向网络隔离装置处理后,经数据传输网络将数据实时写入主站系统数据库。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂污染源排放过程自动监控系统实时数据采集方法,其特征在于:所述数据源为位于电厂信息系统的DCS系统、SIS系统、MIS系统的数据库。
3.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂污染源排放过程自动监控系统实时数据采集方法,其特征在于:所述电力监管远程终端单元包括采集服务器一、采集服务器二,所述两个采集服务器之间设置正向网络隔离装置;所述正向网络隔离装置只允许从采集服务器一向采集服务器二发送单字节数据流,逆向传输或传输其他格式数据流均被禁用;所述采集服务器一部署采集应用程序,用于从数据源的实时数据库中获取数据,按照指定的通讯协议形成数据文件;所述采集服务器二部署数据存储应用程序,用于解析在采集服务器一上形成,经正向网络隔离装置传输而来的数据文件,然后通过TCP/IP协议将数据写入主站数据库,并同时对数据传输的过程中的数据进行备份、压缩处理操作,以响应主站补采数据要求。
4.根据权利要求3所述的一种燃煤电厂污染源排放过程自动监控系统实时数据采集方法,其特征在于:所述采集服务器一上采用OPC协议接口、插件方式,实现对各种不同厂家、不同品牌数据库的实时、历史数据读取功能,然后将读取的数据进行打包封装,最后写入正向网络隔离装置指定的文件目录。
5.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂污染源排放过程自动监控系统实时数据采集方法,其特征在于:所述数据传输网络包括电力调度网络或公用网络,所述公用网络包括无线GPRS或VPN网络。
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