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《发电集团生产实时集中监测系统规划和建设》

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［摘要］随着信息技术的飞速发展,信息的准确性、及时性和全面性越来越重要.对于发电集团来说能及时掌握集团下属公司的准确、实时信息并能进行监督、优化具有重要意义.华润电力股份有限公司N31项目生产实时集中监测系统实现了实时数据、填报数据的采集、存储、分析展现等功能,对集团公司掌握下属项目公司生产实况、经营指标起到了巨大作用,对集团公司经营决策起到了有力支撑.本文以华润电力N31项目为背景,通过网络、硬件、实时数据库、生产运行状态监测、生产报表、手工填表、组合查询、系统集成等几方面探讨发电集团生产实时监测规划和建设的方向.

［关键词］发电集团；生产实时集中监测；生产运行状态监测；系统集成；实时数据库

doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2017.21.029

［中图分类号］F270.7；TM727［文献标识码］A［文章编号］1673-0194（2017）21-0062-05

0引言

本文围绕华润电力Ｎ３１项目生产实时集中监测系统的建设过程和建设成果,探讨发电集团在生产实时监测系统规划和建设中的内容和重点.

１发电集团生产实时集中监测系统规划

１．１统一数据中心规划

发电集团的数据中心主要包括生产实时数据和经营管理关系数据,这两类数据构成了数据中心各个应用的基础,如图1.

从上图可以看到：生产实时监测系统主要基于生产的实时数据,经营管理决策支持平台主要基于关系型数据,这两类数据是相互补充的.数据在前台的展示主要是通过门户系统、大屏幕展示、手机、平板电视等方式.

发电集团统一数据中心需要实时数据库和关系数据库的交互集成完成,实时数据完成生产实时数据的存储和计算,关系数据库完成经营管理等关系型数据的存储.具体规划时应选择业界主流的Ｏｒａｃｌｅ、印步等数据库,从而保证系统建设的质量.

１．２系统功能规划

发电集团一般具有多个下属公司,集团总部数据中心数据量非常庞大,并且下属公司的信息化建设水平参差不齐,因此要在充分调研的基础上确定参与生产实时集中监测的下属公司和系统建成的步骤,分批次、分时期完成系统建设.

发电集团生产实时集中监测系统按从基本功能到高级应用的顺序,一般规划分为三期,各期的目标及建设内容如下：

1.2.1生产实时监测系统的一期建设目标

（1）数据采集、存储与管理.

（2）生产运行状态实时监视.

（3）数据统计与数据报表（简单报表等）.

（4）生产指标分析展示（单维度）.

（5）组合查询.

1.2.2生产实时监测系统的二期建设目标

（1）报警管理.

（2）数据统计与数据报表（根据需求制定复杂报表）.

（3）生产运行考核（控股、分公司级）.

（4）生产指标对标管理.

（5）生产实时数据移动展示.

（6）大屏幕展示.

1.2.3生产实时监测系统的三期建设目标

（1）远程故障诊断平台.

（2）生产运营实时调度（分公司级）.

（3）等等（如其他业务板块的实时信息）.

２发电集团生产实时集中监测系统建设

２．１硬件和网络

发电集团在硬件建设方面,应遵循硬件稳定、健壮、长远规划的原则,服务器、操作员站等都应配置当前高端配置,避免集团规划发展后系统扩容硬件无法满足要求的情况.

集团总部采用磁盘阵列的方式删除冗余核心实时数据,保证数据的安全性.集团下属公司实时数据通过单向隔离装置传送到镜像数据库后再通过专网进入集团核心数据库.

发电集团广域网设计应该遵循先进性、标准性、兼容性、可扩展性、安全性、可管理性六原则：

先进性：系统的主机系统、网络平台、数据库系统、应用软件均应使用目前国际上较先进、较成熟的技术,符合国际标准和规范.

标准性：所采用技术要标准化,可以保证网络发展的一致性,增强网络的兼容性,以达到网络的互连与开放.为确保将来不同厂家设备、不同应用、不同协议连接,整个网络从设计、技术和设备的选择,必须支持国际标准的网络接口和协议,以提供高度的开放性.

兼容性：跟踪科技发展动态,网络规划与现有光纤传输网及将要改造的分配网要有良好的兼容,在采用先进技术的前提下,最大限度地保护已有投资,并能在已有的网络上扩展多种业务.

可扩展性：随着技术的不断发展,新的标准和功能不断增加,网络设备必须可以通过网络进行升级,以提供更先进、更多的功能.

安全性：网络的安全性对网络设计是非常重要的,合理的网络安全控制,可以使应用环境中的信息资源得到有效的保护,可以有效地控制网络的访问,灵活地实施网络的安全控制策略.

可管理性：网络中的任何设备均可以通过网络管理平台进行控制,网络的设备状态、故障报警等都可以通过网管平台进行监控,通过网络管理平台简化管理工作,提高网络管理的效率.

２．２系统功能

２．２．１数据采集、存储与管理

对于要建设生产实时监测系统来说,最基本的就是要采集满足集团生产监管要求的各下属单位的生产实时数据、非实时数据、运行性能指标数据,实现有效的数据收集、汇总、管理.

然而对于此项工作,由于每个下属公司的条件不一,因此必须做好充足的调研工作,特别是对于总部的调研工作,明确总部需要的展示内容所依赖的基础数据,下属公司是否具有这些数据,都要进行仔细的确认.对于数据采集中需要注意以下几点：

（１）对于下属公司生产控制系统的厂家和型号需要了解清楚.

（２）对于总部需要的,而下属单位又没有的数据,需要总部方面与下属单位进行协调解决.

（３）对于采集的数据,由于采集的下属单位比较多,数据量比较大,需要进行统一的命名规范和数据编码,该规范必须要能确保所有的下属单位的每一个数据能有一个唯一的名称,并且该名称能明显地看出该数据点是代表什么意思,并且数据的单位也需要统一.

（４）对于采集的数据,要明确采集的时间（实时采集、按日采集还是按周采集）,采集的频率,采集的方式（自动采集还是手动采集）.

（５）对于采集上来的数据,还需要经过专家的确认,以便保证数据准确无误.

对于数据的存储,必须考虑到以后的管理方便,各个数据的归属明确,因此最好是一个下属单位的数据都放在一个采集服务里面,有多少个下属单位就建立多少个采集服务.由于需要考虑采集上来的数据应该是分为自动的数据和手动的数据,因此尽量把这两部分数据分清楚,以便在数据不准确的时候进行追查.另外,在采集上来的数据的基础上,进行二次计算,也需要为这些二次计算的数据建立一个计算服务,并且这些计算服务要么根据组织机构分层,要么根据计算的参数类型来进行分类,这样便能更好地进行数据的管理.

２．２．２生产运行状态实时监视

在进行了数据采集、存储之后,便可以利用这些基础数据进行加工,对总部、区域及各个下属公司进行生产运行状态的监视.

根据展示的需求,需要考虑从组织机构维度、时间维度、参数维度、下属公司的装机容量维度等进行二次计算.

根据集团总部、区域公司及下属公司的需求,特做出以下的按照组织机构和主要参数为主题的监视规划.

由于总部观察角度与下属公司的观察角度有着较大的差异,就基础数据不能满足总部,甚至区域公司的需求,因此必须在这些基础数据上进行加工计算,才能满足展示的需求.对于总部来说,更注重的是相关的经济效益参数,而基础参数中,更多的是生产流程上的技术参数,因此必须要进行二次计算.但是由于计算总部的参数都是由最基层的参数算起,因此必须考虑到基础参数上出现错误的时候的处理机制,以及数据的修正机制.

在进行基础数据的二次计算的时候,要考虑到以下三个维度的计算：

（１）组织机构维度：包括集团总部、区域公司、下属公司的三个级别,都要进行其应有参数的计算.

（２）时间维度：包括年、月、日的三个级别,同事还包括环比和同比的计算.

（３）主要参数维度：针对于火电行业来说,主要包括：发电量、供电量、供电煤耗、厂用电率、利用小时数、环比指标、清洁能源占比等.

发电集团总览.以地图的方式显示了集团旗下的各个公司的位置,并能够连接导航到各个下属公司,同时显示集团整个实时生产的主要指标及相应的趋势,如图3所示.

而且,在该图中能够实时显示各项目公司的运行状况,如果项目公司出现异常情况在该页面上能够立即以报警的形式反映出来.

区域公司总览.以省为单位进行区分,把一个省内的重要数据进行展示分析,包括单个省的发电总负荷、总电量、总供电煤耗、省内各个电厂的实时运行状态等信息.将各项目公司的实时总负荷以趋势图形形象地展现出来,以及用饼图显示区域公司内各种容量的机组出力贡献情况等,便于生产运营人员实时掌握整个区域的运行情况.

项目公司运行监视.项目公司的实时生产总貌展示,包括运行负荷率、发电量的日历进度、实时负荷、经济指标、环保指标等各个主要参数分析展示,发电负荷与日发电量的对比分析.

另外,项目公司的生产实时运行监视,包括各个机组的锅炉系统图、汽机系统图、脱硫系统图,并显示相关负荷、电量趋势等.

2.2.3生产指标汇总分析

展示、分析发电集团、区域公司、下属公司等各主要生产指标的汇总,包括实时发电量、供电煤耗、利用小时数等进行分析展示,当前指标与计划指标的对比等.

下属公司生产指标汇总分析.展示、分析项目公司各主要生产指标的汇总,包括实时发电量、供电煤耗、利用小时数等进行分析展示,当前指标与计划指标的对比等.

２．２．４日报数据

在集团公司将各项目公司的主要日报数据经过二次计算处理（主要包括当日发电量、当时平均负荷、本月累计发电量、本月平均负荷率、当年发电量等）后,在集团公司侧通过实时采集的数据与日报数据进行相应计算,实时监测项目公司各机组的动作情况,包括运行、关停、调停、非停、检修等动作.当发现机组有动作时将准确记录下动作时间,记录下机组的非停动作统计到当月累计及当年累计中,将上述主要数据及动作记录等信息一并展示到日报分析页面中.

集团公司侧会实时监测项目公司的填报数据及填报情况,对于没能按时填报的或者填报数据有问题的情况应及时标识出来.

２．３．５查询与报表

查询与报表部分能够进行生产指标的组合查询,可以设定时间、组织结构、指标为查询选项,查询当前实时指标数据、历史指标数据等,并生成一个二维表格,生成后的表格可以方便地导出.

２．３．６系统集成

为了方便用户访问,生产实时监测系统已经成功集成到门户系统,通过统一身份认证中心实现单点登录,直接访问到生产实时监测系统,避免用户的多次登录,简化用户的操作.管理员在门户系统中管理企业员工认证信息的同时,生产实时监测系统会通过WｅｂSｅｒｖｉｃｅ实时地将这些用户信息同步过来.

数据同步.根据业务需求,实时数据库和关系数据库之间需要进行部分数据同步.

关系数据库获取实时数据库的数据一般采用实时数据库标准ＡＰＩ函数获取各种需求的数据.

实时数据库获取关系数据库的数据一般采用实时数据库具有的一些组件功能或者建立中间过渡的WｅｂSｅｒｖｉｃｅ同步双方数据.

在实际项目中,由于采集精度、填报失误等原因,导致实时数据系统数据长时间累加后有偏差,需要在关系库中提取对应参数进行修正,这也是数据同步的必要性.

权限管理.在生产实时监测模块中有一套专门的权限管理机制,针对不同用户所观察到的内容也有所不同.控股公司人员具有查看所有内容的权限,但仅有管理员才有修改权限.

不同用户权限用户在进入系统时要实现单点登录,并在不同的子系统中自动跳转.区域公司人员所能查看到只是其所在片区的内容,其他片区的内容无权查看.而下属项目公司的人员只能查看其所在项目的内容.区域公司及下属项目公司人员均无权修改任何内容.

３结语