（山西平朔煤矸石发电有限责任公司036800）
摘要：在我国当前的电厂计算机系统中，随着科技的提升，其系统的结构与性能也都得到很大的转变，计算机技术的发展,不仅提升了电厂中计算机系统的结构，同时其性能指标也发生相应的转变，本文主要研究电厂计算机系统结构和性能，为电厂今后的运营做好技术储备。
关键词：电厂;控制系统;建模与仿真;调试平台
引言
目前电厂计算机控制系统的调试都是在现场进行的,使得工程周期很长。为了能在实验室进行调试,缩短开发周期,在电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室研制了电厂计算机控制系统开发及调试平台。该平台软件上应用了自动建模技术实现电厂热力实时仿真和控制系统的图形化组态,控制系统硬件上采用分层的冗余结构,形成了多策略控制方案。控制系统硬件与仿真软件相连接可对控制系统软硬件进行调试,对用户进行培训,开展高级控制策略的研究。该平台的成功应用表明了它是可靠、方便的。
1概述
目前电厂计算机控制系统的调试都是在现场进行的,使得工程周期很长。为了给电厂计算机控制系统的调试提供一个可靠的试验基地,缩短开发周期,开展新的控制算法和控制理论应用研究,我们采用先进的世界银行贷款引进设备,结合我们国家的实际情况,在电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室研制了电厂计算机控制系统开发及调试平台。该平台的功能:
①控制系统软件的组态。组态功能包括实时数据库生成、历史数据库生成、图形生成、报表生成、连续调节功能、顺序控制生成、联锁保护生成;
②控制系统软件的调试。不论是利用该平台的组态功能完成的控制系统软件,还是第三方的控制系统软件,都可以与电厂仿真系统进行连接、实时调试;
③热力系统仿真的软件组态及调试。包括热力系统基础模块库、自动建模程序、仿真支撑环境;
④硬件调试。大部分硬件可以利用该平台在实验室完成调试,包括工业PC机、可编程控制器、外部设备(打印机等)、过程输入输出设备(A/D,D/A,DI,DO)、通信设备等的连接及调试;
⑤用户培训。为使用户能熟练操作我们开发的控制系统,在实际投运之前可对现场的运行人员进行培训;
⑥先进的控制策略的研究。包括预测控制、自学习控制、模糊控制、神经控制等高级控制策略以及热力系统优化运行的研究,该平台的开放性将使得这些策略很方便的挂接上去。
2电厂计算机系统的结构
电厂计算机系统中，本厂采用的是总线型的网络拓扑，不仅有良好的系统扩充性，还可以确保计算机系统满足用户需要，可实现单机单网、多机多网、复合网络的灵活配置系统。针对电厂计算机系统中，还可以根据用户的可靠性要求，为系统配置两台数据库服务器，通过计算机系统实现对电厂通信设备的监控管理，从而有助于提升电厂的自动化管理水平[1]。对于电厂计算机系统之中，还配置有若干的通讯服务器，主要就是负责对系统内的通讯调控，针对电厂内的网调、省调以及电厂内数据的采集，还具有事故语音报警装置，以电话系统与传呼系统联网，可以实现对电厂的无人监控。并且在电厂计算机系统中，还包括CPU、I/O机箱电源模块、通讯模块、输入输出模块以及机柜电源模块等，同时应该采用交直流的电源为机柜供电，实现双冗余配置。另外，在计算机系统内部的各节点都采用开放以太网总线进行联接，通过采用光纤，实现对电厂的网络监控，有效完成对电厂的监控管理，优化电厂企业的发展模式。
3计算机信息化管理在电厂中的运用
3.1电厂企业整体工作流程
电厂在开展生产运营管理工作时，涉及的工作流程有五点，第一，设备运营层。在该层级中，一般掌握了发电业务，做好发电设施管理和维护工作，及时对发电设施运营情况进行核查，保证发电处于安全稳定的状况。第二，过程控制层。该层一般是利用采集发电设备运营数据，对其进行记录和保留，给后续工作开展提供凭证。第三，信息事务层。要想保证发电资源的科学应用，就要结合各个发电环境中业务形成的相关数据进行核查和管理，同时做好非实时数据的评估和考核工作。第四，信息管理层。该层主要可以对各个跨平台数据进行整合、处理和采集，最后把数据整合到数据库中，给后续数据应用和挖掘提供条件。
3.2数字化电厂设计
从数字化电厂信息系统角度来说，其主要由三个内容构建而成，第一个是分布式控制系统DCS；第二个是厂级监控系统SIS；第三个是管理系统MIS。在这三个系统的作用下，实现系统平台的衔接和集成，从而对电厂内部各个数据进行传递和共享。其中，DCS系统包含在电能生产环节中的把控阶段，可以对电力设施运营环节中相关数据进行收集和整理，实现对电力设备运营情况的监管和控制[3]。SIS系统包含在生产环节中监管阶段。近几年来，随着我国科学技术的快速发展，诸多电厂开始全面应用分散控制系统和自动化控制系统，以此促进电厂运营智能化和科学化水平的全面提高。
3.3信息系统的总体架构
在进行电厂建设时，信息管理系统一般有两项内容组成，一个是SIS，另一个是MIS2。其中，SIS总体网络框架一般由实时数据服务器、管理站以及客户系统等构建而成。而MIS2则是由局部网、网通设施以及Internet等构建而成。该系统首先是把电厂内部数据当作主体，让电厂内部远程VPN实现链接和Internet技术的融入。在运用该系统的过程中，需要构建一个统一的信息平台，以此实现数据库的建设，扩充数据库管理范畴，极大限度的将电厂所有数据进行挖掘，给电厂建设全面性决策系统提供依据。
4软件开发
4.1控制系统
为了使用户在不需要编写代码程序的基础上就可以生成所需要的应用软件,我们提供了一个功能很强的组态软件。组态软件和运行软件两部分之间用组态数据文件传递组态信息。组态功能主要包括:实时数据库生成(点记录编辑、记录打印、记录转换、记录连接);历史数据库生成(历史记录的编辑、历史库与实时点连接功能),图形生成(流程画面底图编辑、动态显示点的编辑、动态点与实时点或历史点的连接、趋势曲线配置、棒图配置),报表生成(底表的编辑、数据库点记录值生成、连接),连续调节功能(回路生成、回路与点记录连接)。
4.2热力系统
仿真软件仿真软件分为两个部分,模型计算及仿真支撑环境。它们之间通过调用同一个动态连接库(DLL)来实现数据共享以及进程管理。前者主要用ForTranPowerStation4.0编写,能满足大范围、全工况启停和1∶1仿真的要求;它还包括原始数据输入及预处理程序和自动建模两个工具程序;后者是用DELPHI3.0编写的,它包括系统图显示、数据表格及曲线显示、数据输入输出、手动操作、冻结与解冻、工况存储及调入等功能。其中数据输入输出是指与控制系统通过I/O板卡实现数据交换,数据表格及曲线显示是可以在线组态的。
结束语
综上所述，电厂计算机系统主要包括电机组的监控系统、开关站的控制系统以及针对公用设备的控制系统等。对电厂计算机系统实施开放、模块化的结构设计方式，不仅可以有效实现对电厂生产过程中通信的监视控制，还可以对电厂生产数据实施采集记录，有效的控制与调节电厂的生产活动，从而实现对电厂的监控保护。
参考文献
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