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解决方案
华能伊敏发电厂数字化电厂方案的基本思路是利用科英（SIMCOIN）三位一体支撑平台，建立实时共享数据库，接收现场测量数据及控制系统数据、在线仿真系统实时计算的数据及生产管理数据，使实时共享数据库成为公共数据接口，实现信息的全面共享。从功能上分，方案由控制系统（CS）、在线仿真系统（OLS）、生产优化与分析系统（POA）及管理优化决策系统（MOD ）组成。数字化电厂结构如下：
华能伊敏发电厂数字化电厂技术方案中的CS主要是指计算机控制系统（DCS或FCS），其功能是实现电厂的自动控制，同时，把测量数据、操作和控制信息提供给OLS和POA，最终将实现CS和POA的闭环，将POA优化的控制方案或控制参数闭环反馈到CS。OLS是仿真技术发展的最新成果，通过高精度仿真模型实时在线仿真，为POA和MOD提供反映系统状态的大量信息，特别是无法测量的中间变量，用于控制优化、状态分析、故障诊断及系统调试等。POA系统实现发电厂各机组过程监控、设备状态分析、经济性分析与控制优化及运行控制操作指导等功能。
对于企业管理，MOD通过POA与现场机组的有机结合，隔离了MOD与现场控制与优化系统的直接联系，保证系统的安全，同时POA又充当了企业管理层与运行控制间的桥梁，使企业管理层随时随地通过企业INTRANET/ INTERNET实时了解各机组的运行情况，获得决策所需的种种支持信息。MOD将企业的信息进行集中处理、组织与分发，实现管理的信息化，并提供设备决策、竞价决策和决策分析支持等功能。
- 科英三位一体支撑环境（SIMCOIN）
科英三位一体支撑平台是支持控制、仿真和信息系统的设计、开发、运行的大型支撑软件，其核心是实时共享数据库。共享数据库也是华能伊敏发电厂数字化电厂的信息交换枢纽，为POA和MOD提供大量、安全的信息。科英平台的主要功能概括如下。
- 开发管理系统：对整个数字化系统开发进行控制和管理，使系统能建立多个独立的开发系统，支持多人并行开发或多人合作开发。同时，统一管理下的POA、OLS和CS可互相作为调试和测试的辅助支持系统。
- 实时共享数据库管理：实时共享数据库是科英三位一体支撑平台的基础，通过实时共享数据库，实现CS、OLS及POA系统数据采集和传输的功能。科英三位一体支撑平台提供应用系统的核心数据环境，包括实时共享数据库控制、编辑、组态等。
- 历史数据库管理：科英支撑平台包括了功能强大的历史数据库，采用增量存储和历史压缩存储技术，可存储和查询长达1年的历史数据。另外，开发了多种数据查询接口供OLS、POA、MOD调用。
- 支持多系统同平台运行：科英平台支持仿真系统、控制系统和生产优化与决策系统的同平台运行。
- 在线仿真支撑工具：主要包括自动编程工具、程序编辑工具、仿真编译工具、仿真连接工具、离线和在线调试工具及仿真运行支撑模块等。
- 控制系统开发工具：主要包括逻辑控制组态工具和监控画面组态工具，是仿真和控制公用的工具。
- 在线仿真系统（OLS）
与传统的离线仿真系统相比，在线仿真在技术上的重大突破就是实现了仿真系统与被仿真对象实现有机连接与同步运行。电厂的在线仿真通过控制系统与仿真系统的数据共享直接取得现场运行状态和操作指令，并实时地对当前状态进行仿真计算、分析与预警，为在线安全监视、经济性计算、故障诊断提供在线的、智能化的辅助信息，确保运行安全。同时用于生产优化和管理决策支持，使华能伊敏发电厂管理和生产有了最及时和科学的决策依据。OLS的功能构成如下：
在线仿真系统的功能包括：
- 在线仿真数据采集、分析
- 运行状态初始化
- 高精度的电厂全物理过程的仿真
- 针对工况变化和设备性能变化的自学习
- 机组设备和系统特征参数的在线计算
- 在线实时、同步仿真运行
- 异常事件预测和安全预警
- 控制系统研究
- DCS组态转换与仿真
- 在线仿真控制及在线信息显示
- 仿真运行研究
- 重演历史运行过程和演绎系统未来的发展趋势
OLS在科英平台上实现开发、运行，为更好地发挥仿真技术作用，设计了3种不同的运行模式，即在线同步仿真模式、离线分析仿真模式和在线预测仿真模式。3种模式可同时运行。
OLS包括在线参数安全监督模型软件，通过分级的参数连续监督，及时发现参数异常，启动异常分析专家系统，分析异常原因。该专家系统是通过仿真模型计算各种异常、故障和事故过程而建立的，以实现严防死守电厂安全。
- 控制系统（CS）
科英支撑平台支持仿真、控制同平台开发、运行，其优点是实现仿真系统和控制系统数据的完全共享，可以增强传统控制系统的性能。
- 获得难测量和其他特性参数：电厂存在目前技术还难以在线测量的参数，这些难测参数和设备、系统的其他性能参数可充分利用仿真模型进行实时计算，用于自动控制，解决控制领域长期存在的一些难题。
- 基于仿真的自学习和寻优：可实现基于仿真的自学习和自寻优控制，提高控制系统的适应性和稳定性。自学习包括对历史数据和实时数据的学习。
- 在线决策控制：在线决策控制是在仿真、控制同平台技术基础上提出的。在线决策控制用于多变量、强耦合、大延时、工况变化复杂的系统，根据系统工作状态和输入输出参数的变化，在线决策控制策略和控制参数。该方法已成功应用于钢球磨制粉控制系统。
- 生产优化与分析系统（POA）
POA利用共享数据库的共享数据，对机组的状态、设备性能进行分析计算，其功能如下图：
- 在线性能分析系统：确定主、辅机及热力系统运行参数和运行方式的经济性；分析系统在各种运行方式下的节能潜力
- 可靠性管理系统：通过大量数据统计确定机组设备或系统的薄弱环节、关键部件、各种可能的潜在故障及应采取的对策
- 设备状态分析系统：在建立设备台帐，获得各设备或系统的当前状态的基础上对比机组在标准运行方式时的各参数，对其偏差及设备性能下降引起的机组效率下降进行分析；并进一步分析相对于最优化机组运行方式下机组效率、设备性能下降对机组效率的影响
- 在线安全分析与预警系统：用实时共享数据与历史数据对机组的故障和工况偏离进行预测分析，分析发生异常或故障的原因，并对运行人员的操作提出建议
- 在线寻优系统：利用基于仿真的在线决策控制技术，针对电厂运行实现在线寻优，达到使电厂整体效率提高的根本目的
- 在线热力试验系统：通过试验，在线获得机组的热力特性及汽轮机和锅炉的各种特性资料。热力试验结果可直接用于状态分析系统中
- 管理优化决策系统（MOD）
MOD是在华能伊敏发电厂数字化电厂总体思想的基础上进行设计，除实现发电厂管理信息化、流程化、规范化的功能外，还充分利用生产的实时数据、管理的历史数据，为生产及管理的分析、优化、决策服务。
MOD的设计将实时数据库、历史数据库融为一个整体，以设备管理、运行管理为核心，通过设备台帐这根主线，记录设备整个寿命期重要的静态、动态数据，建立设备完整的历史资料库，充分利用数据挖掘功能，对历史数据库各种参数进行分析，实现设备管理、运行管理的优化，为经济分析、成本分析、管理分析服务。MOD的功能构成如下图：
MOD的主要功能包括：
决策支持系统
- 设备决策支持（EDS）
系统采用KKS编码建立设备历史台帐支持系统。设备台帐作作为数字化电厂所有系统的主线，跟踪和记录设备自买来到投入使用以至最后报废的所有技术参数和运行历史数据，建立涉及到设备检修管理、运行管理、备件管理等产生的设备运行记录、巡视记录、缺陷记录、检修记录、技术监督记录、重要运行参数记录，建立与涉及到设备的各种规程、规范。
- 竞价决策支持(BDS)
竞价决策支持系统能准确分析预测电力市场的需求变化和电价变化趋势，为报价工作提供辅助决策信息和有效的可比报价建议。
该系统运用经济学原理，对市场供求关系变化和现货电价变化情况进行分析预测，生成多种报价建议方案，并提供对报价的多种分析预测数据，最终形成报价。竞价决策支持系统包含了竞价决策支持所必须的产生建议报价方案、报价分析、市场预测分析和盈亏平衡点分析等方面的全部功能。
- 数据分析支持(DAS)
系统可为各级领导及时提供生产经营活动中的重要数据和信息，以及提供各种辅助决策用的咨询信息，从而使决策具有可靠依据。这些数据采用数据挖掘技术，由原始数据中整理和提炼得到，以全局角度综合分析，从这些分析结果中，可以清晰地反映公司运行的主要指标的变化趋势和相互关系，并用各种表格和图形方式直观地显示出来。决策者可以根据不同时期的具体情况，先确定一个切实可行的目标，在这个目标实现或即将实现的时候提出下一个更新更高目标，追求目标的先进性、合理性及科学性，从而推动企业向前发展。
基础业务系统
- 生产管理系统是按照企业资产管理系统的思想设计，但传统的资产管理系统只侧重设备的维护管理，很少涉及到设备运行过程产生的大量运行数据，设备运行数据是设备管理不可缺少的一个重要的部分。华能伊敏发电厂MOD的生产管理系统将生产运行管理融合到企业资源管理系统中，补充了企业资产管理系统对生产运行管理信息的不足。
- 经营管理系统包括了发电厂管理业务信息化所需要的功能系统，涉及了华能伊敏发电厂日常工作的各个领域，实现了华能伊敏发电厂管理的信息化，同时也为管理决策提供经营数据。
华能伊敏发电厂数字化电厂的整体方案目前基本完成，被列为国家"十五"科技攻关计划引导项目。华能伊敏发电厂该电厂有2台俄制500 MW机组，技术改造时选择了ABB公司的DCS，通过网络实现与OLS、POA数据通信与共享。
伊敏发电厂数字化电厂项目以电厂控制、仿真、信息系统的数据共享为基础，实现有效信息共享，为提高华能伊敏发电厂的安全性、经济性，提高管理效率和决策的科学性提出了全新的、系统的技术方法。
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