电厂SIS系统接口可靠性研究
电厂SIS系统接口可靠性研究
摘要：数据是电厂SIS系统的基础，数据采集接口以特定的通讯协议从底层控制系统进行数据采集并将数据通过物理网络转发到
数据库服务器进行存储。本文从数据传输及数据采集接口功能实现过程进行分析，讨论了影响接口可靠性的的多方面因素，并从接口设备、软件设计、通讯协议上提出了相应的提高接口运行可靠性的方法和途径。
关键词：SIS系统；通讯接口；OPC协议；实时数据库
0、引言
随着我国电厂信息化水平的不断提高，厂级监控信息系统（SIS）已经成为提高发电厂运行与管理水平、实现发电厂管控一体化的重要平台。作为厂级信息系统，实时数据是电厂SIS系统的重要信息基础，其数据不仅包括火电厂机、炉、电等核心设备过程数据，还涵盖了脱硫、水、煤、灰、等辅助检测控制系统。对于高参数、大容量的大型机组而言，电厂自动控制系统类型多样，且数据标签点数量、存储频率和通讯方式都有较大差别，电厂SIS建设常常需要针对每个控制系统进行接口开发，实现数据获取、转发、缓存等功能，还要考虑接口机与软件的冗余布置。随着SIS规模的不断扩大，对如何提高接口的性能和可靠性以更好满足对所有接口综合监视和管理提出了更高要求。
本文就电厂SIS系统实施过程中影响接口可靠性的因素进行简
要分析并从工程实际出发提出有效提高数据采集接口可靠性的方法
和途径。
1、影响接口可靠性因素分析
SIS系统是建立在全厂控制系统（DCS、PLC等）之上，跨越运行与管理的信息系统， SIS系统接口软件基本功能是从底层控制系统中以通讯方式采集现场实时数据以及将数据通过通讯网络写入数据
库服务器。数据采集软件安装在接口机上，接口机经过隔离设备同控
制系统相连，通过交换机同SIS数据库服务器构成通讯网络。从SIS 定位及数据采集接口功能实现过程分析，影响接口可靠的因素包括以下几方面：
1）接口采集设备的性能和可靠性；
2）接口软件功能设计是否合理和完善；
3）接口设备与控制系统物理连接方式及软件协议的选择；
4）是否具备对多接口集中高效管理的能力；
5）接口的日常监测和管理；
2提高接口可靠性方法和途径
SIS系统接口涉及电厂多种监测系统，可靠性受到多种因素影响，从硬件设备、物理网络、软件功能设计、接口通讯协议等多方面综合考虑，通过选择合理的方法和途径才能有效提高接口长期运行可靠性。
2、选用高可靠性硬件产品
SIS系统接口众多，除条件较好的机房外，一定数量的数据采集设备安装在现场设备间，由于设备间灰尘、振动及电磁干扰等因素影响，要保证SIS系统数据接口的可靠性，首先应对接口采集设备规格进行统一规划和要求。为适应现场复杂的工作环境和保证长时间稳定运行，应采用可靠性高的专用工业控制计算机作为接口数据采集设备。采集设备采用双路电源供电，数据采集通道采用冗余双通道通讯。
完善接口软件功能
接口软件应功能完备，方便维护人员对接口的管理和问题处理。
1）具备数据缓冲和数据恢复的功能。其实现方法是，接口软件在往数据库服务器发送数据的时候，总是检测网络的连通性，一旦网络或服务器故障时，接口机软件在开辟的内存空间和硬盘空间中缓存实时数据，同时接口机定时检测网络是否连通，一旦连通后，接口机软件会将缓存的数据按照时间顺序把数据重新发送从而实现数据的
还原。
2）具备事件采集和维护管理功能，对数据采集和转发的运行过程进行监测，实时记录数据处理过程相关事件，并提供“数据采集过程报警”、“数据转发过程报警”、“事件记录”和“操作事件记
录”的实时显示、记录、打印等数据的管理及输出，当维护工程师需要的时候，可通过在线的查询，分析采集系统的运行状况及故障情况。
3）参数可配置功能。不同控制系统标签点数、数据采集频率、数据精度等各方面要求存在较大差异，客户通过调整接口软件的配置参数即可适应不同控制系统接口多方面功能需求，而无需对软件进行重新编译和部署。
4）丰富的人机界面。为利于系统维护以及数据点的数值对比核实，软件应留有显示标签点值的界面窗口供维护人员检索查询，软件界面显示数据项应包括数据点编号、类型、点当前值、时间标签、状态值等。
2.3 选择高效通讯方式和协议
1）通讯方式选择
常见的不同系统间数据通讯在物理介质及链路层有串行口和以
太网两种方式。以太网与串行口通讯方式相比有几方面优势：支持远距离数据传输和高速率数据通信、软件调试方便、支持多节点连网、可带电插拔接口设备（串行口设备一般不允许带口插拔，容易损坏接口），在条件具备时应优先选择以太网通讯方式进行数据采集。
串行口通讯方式一般用于智能仪表、工控测量设备等不具备以太网接口的设备上，串行口依其功能特点分为RS232、RS485、RS422三种形式，在必须选用串行口进行通讯时应优先选择RS485方式。相对其它两种方式，RS485支持高速率、远距离、多节点数据通讯，且布线方便，成本低。
2）通讯协议选择
合理高效的通讯协议能有效降低数据传输过程出现错误的概率，提高数据的完整性和可靠性，通过合理组织报文能充分利用有效带宽，在大量数据高速传输时更能体现其优势。
SIS系统接口常见通讯协议有OPC、Modbus、TCP、UDP、IEC102，IEC104，CDT，DNP，DLT645等。对于大型机组DCS系统，单台机组DCS系统标签点数在两万点以上，若采用定时请求应答轮询机制采集数据，假定单次通讯报文为1K字节，一个标签点信息占用10字节（标签编号2字节，标签点值4字节，时间4字节），则一次通讯报文可
传送100个标签点信息，两万点标签数据完整采集一次需传送200次，一般在两次报文传送之间需增加发送延时，通常延时参数可设置
20-50毫秒，因此在1秒内可传送数据50-20次，2万点数据完整传送一次的时间在4-10秒之间。SIS系统要求数据采集频率为秒级，通常为1-2秒，所以这种轮询采集方式不能满足上万标签点的DCS系统数据采集需求。通过对控制系统运行数据的在线分析，可以发现不同过程数据变化特点存在较大差异，对于温度、流量等模拟量可依据其变化特点和重要程度采用不同的采集频率，这样既减少了数据流量也保证了数据质量。DCS系统中有大量开关量数据，在机组正常运行时，大部分状态保持长时间不变，只有在工况调整过程才发生状态值变化，比如送风机和引机运行状态、各段抽汽电动阀全开状态、运行报警信号状态等，对于这些长期不变化的开关量数据定时进行采集是没有意义的，这类数据的最佳处理方式应该是在数据服务提供方进行数据处理，当检测到数据变化时及时将数据回传到客户端，而不论此时客户端是否发送了数据采集请求报文。
在SIS系统所涉及到的接口协议中，OPC协议很好的满足了对于大量数据的高频率采集需求，OPC的数据访问方法有同步访问、异步访问和订阅式数据采集方式三种。
?同步数据访问方式
OPC服务器端按照OPC客户端的要求将数据返回给OPC客户端，OPC客户端在结果被返回之前必须处于等待状态。当客户同服务器交互的数据量比较少的时候可以采用这种方式，然而当网络堵塞或大量客户访问时，会造成系统的性能效率下降。
?异步数据访问方式
OPC服务器接到OPC客户端的要求后，几乎立即将方法返回。OPC 客户端程序随后可以进行其他处理，当OPC服务器完成数据访问时，OPC服务器主动触发OPC客户端程序的异步访问完成事件，将数据访问结果传送给OPC客户应用程序，客户应用程序在其事件处理程序中接收从OPC服务器传来的数据。因此异步方式的效率较高，能够避免多客户大数据请求的阻塞，并可以最大限度地节省CPU和网络资源。
?订阅式数据访问方式
订阅方式不需要OPC客户应用程序向OPC服务器提出请求，而是服务器按一定的更新周期（UpdateRate）更新数据缓冲器的数值时，如果发现数据有变化超过死区（DeadBand），就会以数据变化事件（DataChange）通知OPC应用程序。由此可以根据模拟量点的重要程序通过设置合理的变化死区，忽略数值的的微小变化，从而减轻了OPC服务器和OPC客户端程序的负荷，对于开关量也可以达到及时跟踪状态变化的目的。这也使得网络上的请求包数大大减少，并有效降低了对服务器的重复访问次数。在数据点很多的情况下，这种通信方式的优势更能凸现出来。
OPC协议是由微软公司联合几个公司制定以DCOM为基础开发的，它只能用于Windows系统，在大量以UNIX为主的变电站自动化系统比如ECS电气控制系统、NCS网络控制系统中IEC60870-5-104规约适合于大量数据的高速传输。104规约属于问答式异步通信方式，大致流程为：主站测试链路报文-子站回确认帧，调度总召，子站上送全遥测遥信，调度下发二级数据召唤报文，子站回变化遥测，其中遥信变位和SOE都是主动上送。
2.3 对接口集中管理
SIS系统中涉及接口种类众多，这些接口可能分布在不同的设备间，为了提高接口安全可靠性，降低单一接口故障对其它接口系统影响，不同接口安装在不同接口机上，这种接口配置方式在一定程度上增加了对接口维护检测和问题处理的复杂程度，因此在接口中有必要增加接受集中管理的功能设计，开发对整个系统接口进行集中管理的软件模块。
国外一些数据库厂商已经提供了相应的软件来实现对多种数据
接口的集中管理配置功能。如美国OSI Software公司PI（Plant Information System）实时数据库系统提供了接口设置工具ICU （Interface Configuration Utility）软件， ICU是一个非常优秀的系统管理工具，可以替代许多手工设置来完成对多种接口软件的配置工作，如：编辑接口配置文件，将接口软件安装成服务，设置接口标签点的输入/输出速率和查找运行日志文件，启动和调试接口。美国Instep公司eDNA实时数据库系统将数据采集接口开发成系统标准
PUSH实时服务，例如OPC接口OPCRTS，通过系统BOSS服务可以实现对数据采集接口服务的远程网络管理和操作，创建和删除服务、开始和停止服务、浏览和控制服务、提供服务列表和事件等功能。
2.4 加强安全管理
接口是实现过程数据从控制系统转移到SIS的桥梁，为保证接口本身及底层控制系统安全，必须在接口机与控制系统网络间增加物理隔离装置，从物理上隔离两侧数据直接通讯。加强对接口机设备的日常管理工作，接口机的开启和操作、电缆连接等工作必须专人负责；安装防病毒软件并及时升级病毒库以防止由于病毒感染造成的接口
机故障；日常定期对接口机工作状态进行巡视和记录。
3、结论
数据采集接口可靠性直接关系到整个SIS系统能否高效、稳定、安全地进行全厂实时数据的采集和处理。通过在多个电厂SIS项目的实际应用表明，通过选用合适的接口采集设备、选择合理的通讯方式和通讯协议、对接口软件功能进行优化设计，能有效提高SIS系统接口的可靠性，降低接口故障发生的概率，保证了IS系统高可用率，使SIS系统在促进电厂运行安全稳定、经济环保、提升科学管理水平上发挥着越来越大的作用。
参考文献：
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风力发电设备可靠性评 价规程 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
风力发电设备可靠性评价规程（试行） 1 范围 本规程规定了风力发电设备可靠性的统计办法和评价指标。适用于我国境内的所有风力发电企业发电能力的可靠性评价。 风力发电设备的可靠性统计评价包括风电机组的可靠性统计评价和风电场的可靠性统计评价两部分。 风电机组的可靠性统计评价范围以风电机组出口主开关为界，包括风轮、传动变速系统、发电机系统、液压系统、偏航系统、控制系统、通讯系统以及相应的辅助系统。 风电场的可靠性统计评价范围包括风电场内的所有发电设备，除了风电机组外，还包括箱变、汇流线路、主变等，及其相应的附属、辅助设备，公用系统和设施。 2 基本要求 本规程中指标评价所要求的各种基础数据报告，必须尊重科学、事实求是、严肃认真、全面而客观地反应风力发电设备的真实情况，做到准确、及时、完整。 与本规程配套使用的“风电设备可靠性管理信息系统”软件及相关代码，由中国电力企业联合会电力可靠性管理中心（以下简称“中心”）组织编制，全国统一使用。 3状态划分 风电机组（以下简称机组）状态划分如下： 运行 (S) 可用(A) 调度停运备用 备用 (DR)
(R) 场内原因受累停运备用 在使用受累停运备用 (PRI) （ACT） (PR) 场外原因受累停运备用 (PRO) 计划停运 不可用(U) (PO) 非计划停运 (UO) 4 状态定义 在使用（ACT）——机组处于要进行统计评价的状态。在使用状态分为可用（A）和不可用（U）。 可用（A）——机组处于能够执行预定功能的状态，而不论其是否在运行，也不论其提供了多少出力。可用状态分为运行（S）和备用（R）。 4.2.1 运行（S）——机组在电气上处于联接到电力系统的状态，或虽未联接到电力系统但在风速条件满足时，可以自动联接到电力系统的状态。机组在运行状态时，可以是带出力运行，也可以是因风速过高或过低没有出力。 4.2.2 备用（R）——机组处于可用，但不在运行状态。备用可分为调度停运备用（DR）和受累停运备用（PR）。 4.2.2.1 调度停运备用（DR）——机组本身可用，但因电力系统需要，执行调度命令的停运状态。 4.2.2.2 受累停运备用（PR）——机组本身可用，因机组以外原因造成的机组被迫退出运行的状态。按引起受累停运的原因，可分为场内原因受累停运备用（PRI）和场外原因受累停运备用（PRO）。 a) 场内原因受累停运备用（PRI）——因机组以外的场内设备停运（如汇流线路、箱变、主变等故障或计划检修）造成机组被迫退出运行的状态。 b) 场外原因受累停运备用（PRO）——因场外原因（如外部输电线路、电力系统故障等）造成机组被迫退出运行的状态。
一：SIS系统整体架构 整个SIS系统包括：SIS网络、存储生产过程数据的实时/历史数据库、存储配置信息的关系数据库、负责采集生产过程数据的接口机、承担计算机和业务逻辑处理的SIS应用服务器、负责SIS维护管理的SIS管理站、值长站。 1 SIS网络 SIS网络采用以太网。目前大部分SIS系统采用1000Mb/s的冗余以太网高速网络作为信息传递和数据传输介质，其他接点（接口机）的通信速率至少为100Mb/s。 SIS网络具有以下特点： (1)信息量大，要求数据通信能力强。 (2)对应的网络接口和系统种类多。向上与MIS系统接口，向下与 机组的DCS系统，水网、灰网、煤网等辅助车间程控系统等接 口。 在实际应用中，应该采用两台互为备用的核心交换机作为SIS系统网络的核心。（Cisco 4500系列即可） 2 实时数据库系统 一般采用两台高性能服务器和磁盘阵列构成，双机必须建立热备份机制。 3 功能站和客户机 完成SIS应用功能和管理功能的计算机或服务器，称为功能站，包括数据库服务器、应用软件功能计算机或服务器、系统备份服务器、防病毒服务器、维护管理计算机。系统内的其他计算机工作站称为客户机。 功能站通常包含：网络管理站、应用软件维护站、系统备份与防病毒服务器等。 (1)网络管理站：对SIS系统网络和数据库服务器进行管理、维 护、开发及故障诊断。 (2)应用软件维护站：对SIS系统的各种功能软件进行管理和二 次开发，以便实现电厂的实际需要。 (3)功能站：从数据库中取得生产过程信息、进行计算分析后，将 结果存入数据库，以供客户机或其他系统调用。（功能站采用
工业PC机） (4)值长站：连接生产与管理的纽带，为全厂运行人员专用。 (5)客户机：SIS系统的终端设备，设置在生产办公楼和单元控制 室。（客户机一般采用普通PC机） 4 接口机 接口机是SIS网络连接底层自动化系统的设备。提供SIS系统与下层控制网络(单元机组DCS、全厂水网络、全厂煤网络控制系统、全厂灰网络控制系统、远程RTU等)的数据接口。 接口机需要具有如下特点： (1)接口机只可对下层控制系统有读取功能，不可对控制系统进 行修改、组态或工艺过程进行直接控制。 (2)接口机应有数据缓存和自动回填功能。 当MIS/SIS分网时：MIS与SIS之间采用物理隔离装置隔离，SIS与控制系统采用防火墙隔离。 当MIS/SIS系统合网时：SIS/MIS网络与控制系统采用物理隔离装置隔离。 当SIS网络独立于MIS网络时(分网)，应在SIS网络与MIS网络之间安装硬件的网络单向传输装置(单向物理隔离装置)。该装置使SIS网络发送到MIS网络的数据在确保数据传输的正确性和要求的速率的前提下正常通过，而阻断从MIS网络发送到SIS网络的任何数据。 当SIS与MIS共用同一网络时(合网)，应在生产过程控制系统与SIS之间安装硬件的网络单向传输装置(单向物理隔离装置)。该装置使生产过程控制系统发送到SIS网络的数据在确保数据传输的正确性和要求的速率的前提下正常通过，而阻断从SIS网络传送到生产过程控制系统的任何数据。在SIS于MIS之间还应加装防火墙。 5 网络安全防护设备 SIS网络中的安全防护设备主要包含防火墙和物理隔离装置。 6 SIS系统机房 (1)应建有专门的SIS机房，存放SIS交换机、数据库服务器、工 作站、防火墙、物理隔离装置、接口计算机等SIS设备。SIS 机房也可与DCS工程师间共用，或设置在电子间内，但必须 统一考虑散热、空调、电源、防火等。
1 范围 1.1 本规程规定了风力发电设备可靠性的统计办法和评价指标。适用于我国境内的所有风力发电企业发电能力的可靠性评价。 1.2 风力发电设备的可靠性统计评价包括风电机组的可靠性统计评价和风电场的可靠性统计评价两部分。 1.3 风电机组的可靠性统计评价范围以风电机组出口主开关为界，包括风轮、传动变速系统、发电机系统、液压系统、偏航系统、控制系统、通讯系统以及相应的辅助系统。 1.4 风电场的可靠性统计评价范围包括风电场内的所有发电设备，除了风电机组外，还包括箱变、汇流线路、主变等，及其相应的附属、辅助设备，公用系统和设施。 2 基本要求 2.1 本规程中指标评价所要求的各种基础数据报告，必须尊重科学、事实求是、严肃认真、全面而客观地反应风力发电设备的真实情况，做到准确、及时、完整。 2.2 与本规程配套使用的“风电设备可靠性管理信息系统”软件及相关代码，由中国电力企业联合会电力可靠性管理中心（以下简称“中心”）组织编制，全国统一使用。 3状态划分 风电机组（以下简称机组）状态划分如下： 运行 (S) 可用(A) 调度停运备用 备用 (DR) (R) 场内原因受累停运备用在使用受累停运备用 (PRI) （ACT） (PR) 场外原因受累停运备用 (PRO) 计划停运 不可用(U) (PO) 非计划停运 (UO)
4 状态定义 4.1 在使用（ACT）——机组处于要进行统计评价的状态。在使用状态分为可用（A）和不可用（U）。 4.2 可用（A）——机组处于能够执行预定功能的状态，而不论其是否在运行，也不论其提供了多少出力。可用状态分为运行（S）和备用（R）。 4.2.1 运行（S）——机组在电气上处于联接到电力系统的状态，或虽未联接到电力系统但在风速条件满足时，可以自动联接到电力系统的状态。机组在运行状态时，可以是带出力运行，也可以是因风速过高或过低没有出力。 4.2.2 备用（R）——机组处于可用，但不在运行状态。备用可分为调度停运备用（DR）和受累停运备用（PR）。 4.2.2.1 调度停运备用（DR）——机组本身可用，但因电力系统需要，执行调度命令的停运状态。 4.2.2.2 受累停运备用（PR）——机组本身可用，因机组以外原因造成的机组被迫退出运行的状态。按引起受累停运的原因，可分为场内原因受累停运备用（PRI）和场外原因受累停运备用（PRO）。 a) 场内原因受累停运备用（PRI）——因机组以外的场内设备停运（如汇流线路、箱变、主变等故障或计划检修）造成机组被迫退出运行的状态。 b) 场外原因受累停运备用（PRO）——因场外原因（如外部输电线路、电力系统故障等）造成机组被迫退出运行的状态。 4.3 不可用（U）——机组不论什么原因处于不能运行或备用的状态。不可用状态分为计划停运（PO）和非计划停运（UO）。 4.3.1计划停运（PO）——机组处于计划检修或维护的状态。计划停运应是事先安排好进度，并有既定期限的定期维护。 4.3.2非计划停运（UO）——机组不可用而又不是计划停运的状态。 5 状态转变时间界线和时间记录的规定 5.1 状态转变时间的界线 5.1.1 运行转为备用或计划停运或非计划停运:以发电机在电气上与电网断开时间为界。
电力系统可靠性评估指标 1.1 大电网可靠性的测度指标 1. (电力系统的)缺电概率 LOLP loss of load probability 给定时间区间内系统不能满足负荷需求的概率，即 ∑∈=s i i P LOLP 式中：i P 为系统处于状态i 的概率；S 为给定时间区间内不能满足负荷需求的系统状态全集。 2. 缺电时间期望 LOLE loss of load expectation 给定时间区间内系统不能满足负荷需求的小时或天数的期望值。即 ∑∈=s i i T P LOLE 式中：i P 、S 含义同上； T 为给定的时间区间的小时数或天数。缺电时间期望LOLE 通常用h/a 或d/a 表示。 3. 缺电频率 LOLF loss of load frequency 给定时间区间内系统不能满足负荷需求的次数，其近似计算公式为 ∑∈=S i i F LOLF 式中：i F 为系统处于状态i 的频率；S 含义同上。LOLF 通常用次/年表示。 4. 缺电持续时间 LOLD loss of load duration 给定时间区间内系统不能满足负荷需求的平均每次持续时间，即 LOLF LOLE LOLD = LOLD 通常用小时/次表示。 5. 期望缺供电力 EDNS expected demand not supplied 系统在给定时间区间内因发电容量短缺或电网约束造成负荷需求电力削减的期望数。即 ∑∈=S i i i P C EDNS 式中：i P 为系统处于状态i 的概率；i C 为状态i 条件下削减的负荷功率；S 含义同上。期望缺供电力EDNS 通常用MW 表示。
配电系统的可靠性评估方法探讨 所谓配电系统的可靠性评估，就是采用现代分析工具对配电系统参数进行设置，包括停电频率以及停电时间等，如果参数设置的比较合理，系统就可以按照预期规划运行，实现系统可靠性的控制。文章简述了配电系统可靠性分析的思路，分析了具体评估方法。 标签：配电系统；可靠性；评估方法 前言 当前我国在规划配电系统的过程中，一般都不设置具体的可靠性目标，而是采用隐性处理的方式，这样配电系统在投入使用时，就需要花费大量资金维护供电的可靠性。为了避免这种规划方式的弊端，需要采用科学的手段对配电系统可靠性进行评估，按照实际需求对电力资源进行合理分配，减低供电费用，提升配电系统运行的可靠性。 1 配电系统可靠性分析思路 配电系统可靠性分析的主要目标就是可以准确评价出系统运行时的可靠性，并将评估结果作为依据，对设计中存在的问题进行修正。具体评估思路如下：首先，对系统数据进行分析，评估历史的可靠性，就是根据历史数据判断系统运行能力。一般都是由系统运行部门负责这项工作，分析系统没有大大预期可靠性的原因，判断系统的薄弱环节在哪。如果问题出在设计方案上，需要与工程规划部门共同合作解决问题。其次是制作预测模型，就是根据备选设计方案预测系统未来一段时间内运行的可靠性，主要是针对配电系统中的某一个部分，预见其在运行时有可能出现的问题，提出提升系统运行可靠性的方法。最后是校正预测模型，预测模型建立以后，需要将历史数据作为依据对其进行校正，使其与历史情况相符，这样才能保证预测模型不脱离实际。值得注意的是，模型校正是一个非常复杂的过程，需要配电系统运行部门提供真实、完整的历史数据，并考虑到系统运行的外界环境因素，用电需求变化因素等，将所有因素都考虑到，然后对参数进行谨慎调整，这样才能对系统未来运行状态进行准确预测，判断其可靠性是否可以达到预期要求[1]。 2 配电系统可靠性评估方法 2.1 计算流程 第一，需要设置一个可靠性限值，主要包括两项内容，一是基本目标值，二是所允许的偏差范围；第二，在计算程序中输入模型和相关数据，数据可以来源于现有系统，也可以来源于拟建的配电系统；第三，启动计算程序，开始计算，得出预期可靠性。这种评估性的计算主要包括两项内容，一是预期停电频率，二是预期停电时间，一般都是采用图形的方式显示计算结果，这种方法比较直观，
厂级监控信息系统（SIS)项目 技术规范书 一、项目概述 本技术规范对新特能源自备电厂厂级监控信息系统(以下简称SIS)改造项目提出了技术方面和有关方面的要求。本技术规范的内容，是按照全厂需要监视的信息和信息管理需要涉及的范围来编制的，SIS系统改造保留现有SIS系统的edna实时数据库和硬件,对所有软件平台进行改造，使SIS系统能够满足现场的需求并长期稳定运行。本次项目包括通讯接口调试、数据采集、数据库安装调试、软件安装调试、画面组态、日常报表统计分析、指标统计分析、经济指标分析、耗差分析等工作。参与投标的供应商需要最终提供一套功能完成、能长期稳定运行的SIS系统。 二、项目标准 1.下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 8117 电站汽轮机热力性能验收试验规程 GB/T 8566 计算机软件开发规范 GB/T 8567 计算机软件产品开发文件编制指南 GB/T 9385 计算机软件需求说明编制指南 GB/T 9386 计算机软件测试文件编制规范 GB/T 10184 电站锅炉性能试验规程
GB/T 12504 计算机软件质量保证计划规范 GB/T 12505 计算机软件配置管理计划规范 GB/T 14394 计算机软件可靠性和可维护性管理 GB/T 15853-1995 软件支持环境 GB/T 17544-1998 信息技术软件包质量要求和测试 GB/T 17859-1999 计算机信息系统安全防护等级划分准则 GB 4208-1993 外壳防护等级（IP代码） GB 50229-2006 火力发电厂与变电所设计防火规范 DL/T 467 磨煤机试验规程 IEEE802.X 局域网标准 TCP/IP 用于网络的一组通讯协议，包括传输控制协议和网际协议。中华人民共和国国家经济和贸易委员会第30号令：电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定。（按最新版执行） 2.本技术规范提出的是最低限度的要求，并未对所有技术细节作出规定，也未完全陈述与之有关的规范和标准。供应商应提供符合本技术规范和有关工业标准要求的优质SIS。对国家有关安全、环保等强制性标准必须满足其要求。 3.所有文件、图纸及通讯，均应使用中文。不论在合同谈判及签约后的工程建设期间，中文为主要的工作语言。 4.技术规范应作为SIS合同的一个附件，并与合同文件有相同的法律效力。
风力发电系统及稳定性 2.1风力发电概述 风能是当今社会中最具竞争力，最有发展前景的一种可再生能源，将风能应用于发电（即风力发电）则是目前能源供应中发挥重要作用的一项新技术。研究风力发电技术对我国大型风力发电机组国产化及推动我国风力发电事业的不断发展有着重要意义。 与火力发电相比，风力发电有其自己的特点，具体表现在一下几个方面：1）：可再生的洁净资源。风力发电是一种可再生的洁净能源，不消耗资源，不污染环境，这是风力发电所无法比拟的优点。 2）：建设周期短。一个万千瓦级的风力发电场建设期不到一年。 3）：装机规模灵活。可根据资金情况决定一次装机规模，有一台的资金就可安装投产一台。 4）：可靠性高。把现代科技应用于风力发电机组可使风力发电可靠性大大提高。中大型风力发电机可靠性从20世纪80年代的50%提高到98%，高于火力发电，并且机组寿命可达20年。 5）造价低。从国外建成的风力发电场看，单位千瓦造价和单位千瓦时电价都低于火力发电，和常规能源发电相比具有竞争力。 6）运行维护简单。现在中大型风力机自动化水平很高，由于采用了微机技术，实现了风机自诊断功能，安全保护更加完善，并且实现了单机独立控制，多级群控和遥控，完全可以无人值守，只需定期进行必要的维护，不存在火力发电中的大修问题。 7）实际占地面积小。据统计，机组与监控，变电等建筑仅占火电场1%的土地，其余场地仍可供农，牧，渔使用。 8）发电方式多样化。风力发电既可并网运行，也可与其他能源，如柴油发电，太阳能发电，水力发电机组成互补系统，还可以独立运行，对于解决边远无电地区的用电问题提供了现实可行性。 2.11 国外风电发展现状 20世纪70年代石油危机发生以来，西方发达国家积极地寻求新的能源，风力发电应运而生。风电在国外发达国家相当普及，尤其是德国，西班牙，美国等国家，风电所占的比重很大。2011年全球新增装机容量超过4000万kw，累计装机容量超过2.37亿kw。据2012年世界风电报告，2011年全球风电累计装机容量排名前十位的国家如图2-1所示，2011年各国风电累计装机容量占比2-2所示。
风力发电系统可靠性评估体系 摘要：近年来，我国的用电量不断增加，风力发电系统有了很大进展。由于风电具有随机性、间歇性和波动性等特点，风力发电系统的可靠性对大规模并网电力系统安全性造成较大影响，如何准确评估风力发电系统可靠性，这提出了全新的挑战。首先分析了风力发电系统的结构特点，提出了一种基于期望故障受阻电能相等的方法，用相同容量的发电机等效替代风电机“组串”，并根据元件状态特性对系统可靠性状态进行划分，最后建立时间、出力、系统等指标体系。 关键词：风力发电系统；等效替代；可靠性评估；指标体系 引言 随着风力发电技术迅猛发展，装机容量大幅增加，已成为可再生能源中技术最成熟、应用最广泛的发电技术之一。由于风电具有间歇性、波动性和随机性等特点，使得大规模风电接入电力系统后带来了不确定的因素，因此如何准确评估风力发电系统的可靠性显得非常重要。 1风力发电系统的特点 1.1风机输出功率影响因素分析
1）季节与时间的影响 中国“三北”地区风资源较为丰富。一般来说，一年中春季和冬季风资源较丰富，夏季风资源较贫乏；在一天中来说，白天风资源较贫乏，而夜晚风资源较丰富。 2）风速大小的影响 风电机组的运行状态和输出功率都与风速息息相关。图1给出了风电机组输出功率与风速的曲线。 2可靠性状态的划分 1）全额运行状态：当风速较快时，即风力发电系统输出功率能够达到总装机容量的70%以上。2）资源限制减额运行状态：当风速较慢时，即风力发电系统输出功率低于总装机容量的70%。3）故障减额运行状态：风力发电系统部分元件故障导致输出功率减少的状态。 3可靠性指标体系 3.1时间指标 1）全额运行时间FRH：风力发电系统处于全额运行状态（即输出功率达到总装机容量70%）的累计运行时间。2）资源限制减额运行时间RDH：风力发电系统由于风速的限制，输出功率小于总装机容量的70%的累积运行时间。3）故障减额运行时间FDH：风力发电系统中部分元件故障，导致输出功率减小的累积运行时间。4）故障停运时间FOH：风力系统由于元件故障发生全站停运的累计时间。由
浅谈配电系统可靠性评估方法 刘旭军 （大唐石门发电有限责任公司，湖南常德415300） 摘要：随着社会的发展，电力系统正在处于一个飞速发展的阶段，作为电力系统中最重要的组成部分配电系统，其可靠性直接关系着整个电力系统的正常运行，配电系统如果不稳定将会给电力系统带来巨大的经济损失。本文首先从配电系统常见的可靠性指标出发，探讨了当前配电系统可靠性评估的常见方法。 关键词：配电系统；电力系统；可靠性，评估方法 中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1003-5168(2012)24-0001-01 1 常见配电系统可靠性指标 配电系统是用户与电力系统联系最重要的基础，它对整个用户的用电质量有着重要的影响，因此，对配电系统的可靠性进行有效的研究就显得非常重要。对配电系统可靠性的评价指标一般可以分为用户侧和系统侧两个方面。 1.1 用户侧可靠性指标 用户侧可靠性指标是对用户侧可靠性进行评估的基本指标，它是配电系统故障对某一区域产生影响大小的重要反应，同时也是下一级配电系统可靠性评估的重要依据和指标。通常用户侧可靠性指标有：用户侧故障率、用户侧故障导致的平均停电时间、用户侧年平均停电时间等。 1.2 系统侧可靠性指标 系统侧可靠性指标是评价配电系统向用户供应和分配电能以及供电质量的重要依据，系统侧可靠性指标更加注重从全局的角度对配电系统对整个电力系统的影响。系统侧可靠性指标一般包括：电力系统平均停电频率、电力系统平均停电持续时间、用户平均停电频率、用户平均停电时间、平均供电可用率等等。 2 配电系统可靠性评估的常见方法及改进 一般在实际的应用中，配电系统的拓扑结构较为复杂，对整个电网运行的影响因素较多，因此，如果直接利用相关的可靠性指标公式进行计算将会非常复杂。近几年，一些相关的研究工作取得了一定的进展，一些相关的学者和研究人员经过研究发现和总结了一些操作方便和方法和改进技术，这些方式方法通过大量的实践验证，证明其具有一定的实用性和有效性。当前较为常见的配电系统可靠性评估方法有故障式后果分析法、最小路法、网络等值法等等。 2.1 故障式后果分析法 这种评估方法又被称之为FMEA，它是用来评估电力系统可靠性最为传统的一种方法。这种方法主要是利用科学的故障判别准则来将配电系统的状态分为故障状态和正常状态两种，并对配电系统中所有可能出现故障的设备进行充分的分析，从而得到一个所有故障类型的列表，然后利用计算的方式获得配电系统可靠性的相关指标。一般这种方法只能在由主线和馈线组成的辐射式简单配电系统中进行应用，在一些多故障模式的复杂分支系统中很少使用。这种方法在实际应用过程中，并没有充分考虑线路的传输容量问题，所以，利用这种方法获得的相关评估指标会与真实的数值之间存在一定的差异，使评估结果出现一定的偏差。 随着现实中研究工作的不断深入，相关学者通过对故障后的潮流和电压约束的考虑，总结出了一种结合最小割集法的FMEA法。这种方法可以在一些大型的配电系统可靠性评估中进行应用。后来一些研究人员有总结出了应用于带子馈线的复杂配电系统可靠性评估方法。这种方法主要是利用了馈线分区思想，以馈线为基本单位进行馈线分区，然后建立起一个网络模型，这一网络模型主要由区域节点和开关弧组成，然后利用前面所说的FMEA方
电力系统可靠性评估发展 发表时间：2019-07-15T11:39:19.827Z 来源：《河南电力》2018年23期作者：薛琦 [导读] 电力系统的作用和任务就是保证用户用电的可靠性和经济性，并且要保证供电的质量。 （国网河北省电力有限公司石家庄供电分公司 050000） 摘要：电力系统的作用和任务就是保证用户用电的可靠性和经济性，并且要保证供电的质量。随着经济的增长，电网向远距离、超高压甚至特高压方向的发展也越来越快，网络的规模日益庞大，结构也日益复杂。本文在对电力系统可靠性评估的研究现状进行学习的基础上，介绍了可靠性分析中的两个准则即N-1准则和概率性指标或变量的准则，在概率、频率、平均持续时间、期望值等指标框架内，讨论了解析法和蒙特卡洛法的基本原理及其在电力系统可靠性评估中的应用。 关键词：系统可靠性解析法；蒙特卡洛模拟法 一、可靠性产生背景 20世纪50年代，可靠性概念的提出开始于工业，并首先在军用的电子设备中得到应用。到了60年代中期，美国、西欧和日本以及前苏联等国家电力系统陆续出现稳定性的破坏事故，导致了大面积的停电，因此可靠性技术引入了电力系统。 1968年成立了美国电力可靠性协会，在美国的12个区各自制定可靠性准则，保证电力系统能经受较大事故的冲击，避免由于连锁反应导致大面积停电。 1981 年随着加拿大和墨西哥的加入改名为北美电力可靠性协会。 20世纪90年代电力市场的出现和1996年美国西部发生的两次停电事故成为影响电力系统可靠性进一步发展的因素。 近些年来不断发生大范围的停电事故，事故发生的同时也给人们带来了一些启示：确定性准则在大电网的规划和运行中受到了诸多限制，因此需要一些新的方法和观点来全面反映电网的状态，如需要考虑电网的一些随机事件。 二、可靠性在电力系统中的应用 电力系统的作用和任务就是保证用户用电的可靠性和经济性，并且要保证供电的质量。随着电力系统规模的扩大，对电力系统可靠性的评估也要求更加准确，但是系统元件的不断增加，系统自动化程度不断提高，所以在可靠性评估中的难度也越来越大。发输电系统可靠性评估方法及发展单一的对发电系统或输电系统进行可靠性评估，结果在实际中就会有一定的局限性。 由于评估中要考虑元件的响应、网络结构、电压的质量等因素，所以计算量比较大计算也极其复杂。同时，回顾各大连锁停电故障，可以观察到的一个现象是电力系统的运行状态随着故障的连锁发生而不断恶化，系统内其他元件承受的负荷不断增加，系统趋近于某种临界状态，此时某些小概率故障（例如输电线路悬垂增加与树木接触，保护的隐性故障等）发生的概率显著增加，且一个小的事件可能会导致一个大事件乃至突变。而且，调度人员可能由于对当前系统的状态缺乏估计和了解，忽视了某些看起来平常的扰动，结果却可能导致无法估计的停电损失；或者出于对连锁大停电故障的过分担忧，实施相对保守但更加安全的控制方案，在一定程度上损害了运行经济性。因此针对上述出现的问题，如何利用新的方法更加准确和全面的反映电力系统的可靠性，并提高计算的速度，具有重要的理论研究意义和工程应用价值。 三、可靠性评估准则 电力系统是由发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应的辅助设施，按照规定的技术经济要求组成的统一系统。随着电力工业的发展，可靠性发展成为一门应用学科，成为电力工业取得重大经济效益的一种重要手段。电力系统可靠性实质就是用最科学、经济的方式充分发挥发、供电设备的潜力，保证向全部用户不断供给质量合格的电力，从而实现全面的质量管理和全面的安全管理。 可靠性是指一个元件、设备或系统在预定时间内，在规定条件下完成规定功能的能力。可靠度则用来作为可靠性的特性指标，表示元件可靠工作的概率，可靠度高，就意味着寿命长，故障少，维修费用低；可靠度低，就意味着寿命短，故障多，维修费用高。 可靠性评估准则，因为在电力系统中所需要的可靠性水平应达到一定的条件，所以可靠性评估应该对应相应的可靠性准则。在可靠性分析中有两个准则分别是N-1准则和概率性指标或变量的准则。在传统的可靠性评估中主要采用的是N-1准则。确定性的N-1准则已经在电力系统可靠性评估中广泛的使用了许多年，该准则概念清晰，可操作性好。N-1准则是指正常运行方式下电力系统中任意一元件（如线路、发电机、变压器等）无故障或因故障断开后，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，并且其他元件不过负荷，电压和频率均在允许的范围内。 这一准则要求单个系统元件的停运不会造成任何损害或者负荷削减。但同时N-1准则有两个缺点：第一个是没有考虑多元件失效；第二是只分析了单一元件失效的后果，而没有考虑其发生的概率多大。如果选择的故障事件不是非常严重，但是发生的概率比较高，基于该类故障事件的确定性分析得出的结果仍然会使系统有较高的风险。相反，即使一个具有严重后果的故障事件发生但是它的的概率可忽略不计，基于这类事件的确定性分析就会导致规划评估中过分投资。 概率评估不仅可计及多重元件的失效事件，而且可以同时考虑事件的严重程度和事件发生的概率，将二者适当结合可以得到如实反映系统可靠性的指标。使用概率性指标评估的目的是在系统评估过程中增加新的考虑因素，而不是代替已经在可靠性评估中使用了多年的N-1准则，两者之间并无冲突，将二者结合起来可更加全面准确的反映系统的可靠性水平。 四、可靠性评估方法 电力系统可靠性是通过定量的可靠性指标来度量的。为了满足不同场合的需要和便于进行可靠性预测，已提出大量的指标，其中较多的主要有以下几类： （1）概率：如可靠度，可用率等； （2）频率：如单位时间内的平均故障次数； （3）平均持续时间：如首次故障的平均持续时间、两次故障间的平均持续时间、故障的平均持续时间等； （4）期望值：如一年中系统发生故障的期望天数。 上述几类指标各自从不同角度描述了系统的可靠性状况，各自有其优点及局限性。在实际应用过程中往往是采用多种指标来描述一个
配电系统电力电子变压器的研究 作者：佚名转贴自：电力安全论坛点击数：35 更新时间：2008-7-28 配电系统电力电子变压器的研究 方华亮，黄贻煜，范澍，陆继明，毛承雄 (华中科技大学电气与电子工程学院，武汉430074) 摘要: 供电可靠性及电能质量一直是用户和供电部门密切关注的问题。在电网中，变压器是电能转换的最基本的元件，但常规变压器难以对供电可靠性的提高和电能质量的改善作出贡献。本文介绍了一种全新的产品－电力电子变压器，它具有提高供电可靠性、改善电能质量并且体积小、重量轻、环保效果好等一系列优点，可以较好地解决这些问题。在对电力电子变压器现有方案进行分析的基础上，本文提出了一种新的实现方案，计算机仿真结果表明：变压器原方可以实现输入电流波形为正弦和功率因数接近于1，变压器副方可以获得良好的输出电压、电流。 关键词: 电力电子变压器; 高频变压器; 供电可靠性; 电能质量; 脉宽调制 1引言 当今社会经济的快速发展，使得人们对供电可靠性以及改善电能质量提出了越来越高的要求。如果一个供电系统的可靠性不能保证，停电不只是给供电企业带来损失，给用户将造成更大的经济损失。就电能质量而言，一种频率、电压、波形的电能已远远不能满足用户要求，经过变换处理后再供用户使用的电能占全国总发电量的百分比比值的高低，已成为衡量一个国家技术进步的主要标志之一。如在美国，2000年末，发电厂生产的40%以上的电能都是经变换和处理后再供负载使用，预计到21世纪二、三十年代，美国发电站生产的全部电能都将经变换和处理后再供负载使用。 如何更进一步提高供电可靠性和改善电能质量已成为供电部门十分重视和不断努力解决的问题，在供电系统中，变压器是实现电能转换的最基本、最重要的元件之一，对供电可靠性和电能质量有着重大的影响。目前广泛使用的配电系统变压器通常是采用铁芯油浸式，其运行可靠和效率较高；但同时，也存在以下一些不足之处［1］：·不能维持副方电压恒定； ·铁芯饱和时，会造成电压电流的波形畸变，产生谐波； ·原副方电压、电流紧密耦合，负荷侧的波动会影响到电网侧； ·需装备继电保护装置； ·体积大，笨重； ·矿物油会带来环境问题，且不易维护； 基于以上常规变压器的一些不足之处，如何进一步提高变压器的功能、改善其运行特性以更好的发挥其在供电系统中的作用，从而实现进一步提高供电可靠性、改善电能质量的愿望，是一个十分值得我们深入研究的课题。目前随着电力电子变流技术和大功率电力电子器件的迅速发展，以及在电力系统中的应用日益广泛，所有的这些为我们研制新型变压器奠定了很好的基础。我们要研制的新型变压器主要是采用电力电子技术实现的，我们称之为电力电子变压器。 对电力电子变压器的研究，国内在这方面还基本上未开展，国外在十多年前就已提出了这个概念。首先是美国海军的一个研究计划，提出了一种“交流－交流”的降压变换器构成的电力电子变压器；在这之后，由美国电力科学研究院(EPRI)赞助的一个研究项目也
风力发电设备可靠性评价规程（试行） 1 范围 本规程规定了风力发电设备可靠性的统计办法和评价指标。适用于我国境内的所有风力发电企业发电能力的可靠性评价。 风力发电设备的可靠性统计评价包括风电机组的可靠性统计评价和风电场的可靠性统计评价两部分。 风电机组的可靠性统计评价范围以风电机组出口主开关为界，包括风轮、传动变速系统、发电机系统、液压系统、偏航系统、控制系统、通讯系统以及相应的辅助系统。 风电场的可靠性统计评价范围包括风电场内的所有发电设备，除了风电机组外，还包括箱变、汇流线路、主变等，及其相应的附属、辅助设备，公用系统和设施。 2 基本要求 本规程中指标评价所要求的各种基础数据报告，必须尊重科学、事实求是、严肃认真、全面而客观地反应风力发电设备的真实情况，做到准确、及时、完整。 与本规程配套使用的“风电设备可靠性管理信息系统”软件及相关代码，由中国电力企业联合会电力可靠性管理中心（以下简称“中心”）组织编制，全国统一使用。 3状态划分 风电机组（以下简称机组）状态划分如下： 运行 (S) 可用(A) 调度停运备用
备用 (DR) (R) 场内原因受累停运备用 在使用受累停运备用 (PRI) （ACT） (PR) 场外原因受累停运备用 (PRO) 计划停运 不可用(U) (PO) 非计划停运 (UO) 4 状态定义 在使用（ACT）——机组处于要进行统计评价的状态。在使用状态分为可用（A）和不可用（U）。 可用（A）——机组处于能够执行预定功能的状态，而不论其是否在运行，也不论其提供了多少出力。可用状态分为运行（S）和备用（R）。 4.2.1 运行（S）——机组在电气上处于联接到电力系统的状态，或虽未联接到电力系统但在风速条件满足时，可以自动联接到电力系统的状态。机组在运行状态时，可以是带出力运行，也可以是因风速过高或过低没有出力。 4.2.2 备用（R）——机组处于可用，但不在运行状态。备用可分为调度停运备用（DR）和受累停运备用（PR）。
%% 3.计算含风电场的发电系统可靠性指标（非序贯MC） clc clear loadresult_WindFarmOutput %文件“result_WindFarmOutput.mat”构成了风电场出力的状态模型【风力状态状态概率】相关状态计算查看百度文库“风电场出力模型matlab程序” % 3.1 求出常规机组的出力模型，按类构成多状态模型 % RBTS发电系统中共有6类常规机组，%11台常规机组数据 % %2台5MW水电机组%% %1台10MW热电机组%% %4台20MW水电机组%% %1台20MW 热电机组%% %1台40MW水电机组%% %2台40MW热电机组% Generator.Norm=[5 0.01 5 0.01 10 0.02 20 0.015 20 0.015 20 0.015 20 0.015 20 0.025 40 0.02 40 0.03 40 0.03]; save('process.mat'); % 3.2MC抽样机组确定机组状态 % 3.2.1计算含风电场的RBTS可靠性 % 共有7类机组，常规机组状态在StateNorm【出力概率】元胞数组中，风电状态在StateFORWeibull6【出力概率】 I=0 %I用来记录发生却负荷的次数 sumDNS=0; DNS=zeros(200000,1); K=rand(200000,12);%1-11常规12风电 pwind=zeros(200000,1); for k=1:200000 Pout=zeros(12,1); %得到一次抽样常规机组状态 fori=1:11 if K(k,i)>Generator.Norm(i,2) Pout(i)=Generator.Norm(i,1); else Pout(i)=0; end end
2004年第2卷第10期 ０ 引言 大唐盘山发电是大唐国际发电股份有限公司控股的一家新厂新制的崭新发电企业。２台国产６００ＭＷ火电机组先后于２００１年１２月和２００２年６月高水平投产。在基本建设和投产后，该公司开展了一系列工程管理和生产管理的成功尝试。机组投产后实现当年不亏损，连年赢利，截至２００４年８月底实现连续安全生产９５６天。大唐盘山发电确保安全生产局面以及实现优异的经营业绩的重要一点，是该公司以敢为人先的勇气，塑造了崭新的发电企业运行机制。公司定员仅１９９人，机构设置扁平化，在生产管理机制中积极探索，率先实施了点检定修制等一系列先进的企业管理制度。大唐盘山发电的信息化建设，在企业的基本建设期间开始进行总体规划，统一规划，统一领导，分步实施，在构筑的千兆位以太网企业网络平台上，企业ＥＲＰ（企业资源管理系统）已初具雏形，ＥＡＭ（企业资产管理系统）、ＦＭＩＳ（财务管理系统）、ＯＡ（办公自动化系统）以及燃料管理、生产统计、档案管理等应用系统的实施应用已经开始在实践中发挥着越来越重要的作用。ＳＩＳ系统的开发和实施从２００３年开始，于２００４年７月通过上级鉴定，成为该公司信息化电厂整体框架中重要组成部分，继而为该企业开展管控一 体化、知识管理与决策支持，塑造学习型企业创造了条件。 １ ＳＩＳ系统建设是实现信息化电厂 的重要组成部分 １．１ ＳＩＳ建设外部环境分析 ＳＩＳ的基本功能是对火电厂全厂生产过程进行实时管理和监控，并提供综合优化服务。经过几年的研究开发，已经取得了一定进展。目前各发 摘 要：从大唐盘山发电建设信息化电厂的实践出发，分析ＳＩＳ系统在建设信息化电厂整体框架过程中的收获以及方法。探索信息化工程是管理工程的观点，结合发电企业学习型企业建设，实现管控一体化、知识管理和决策支持分析进行浅析，同时对大唐盘山发电目前已经开展的ＳＩＳ系统建设进行了介绍。关键词：电厂信息化；ＳＩＳ； 系统建设；知识管理 信息化电厂体系中 ＳＩＳ系统建设 刘广平 （天津大唐盘山发电有限责任公司，天津 蓟县 ３０１９００）
发电系统可靠性研究 发表时间：2019-11-12T14:23:01.543Z 来源：《基层建设》2019年第22期作者：齐芸芸[导读] 国网山西省电力公司 030032 电力系统可靠性包括两个方面的内容：即充裕度和安全性。充裕度是指电力系统有足够的发电容量和足够的输电容量，在任何时候都能满足用户的峰荷要求，表征了电网的暂态性能。安全性是指电力系统在事故状态下的安全和避免连锁反应而不会引起失控和大面积停电的能力，表征了电力系统的动态性能。 电力系统的根本任务是尽可能的经济而可靠的将电能供给各种规模的用户。作为目前最清洁和使用最方便的二次能源，电力在推进社会进步，经济繁荣，提高人民生活质量方面发挥着越来越重要的作用，人们对电力的依赖程度也越来越高。电力系统可靠性的重要性也日益凸显出来。定量评定和改善电力系统可靠性越来越受到人们的重视。 近年来，世界和我国的电力工业状况均发生重大变化，电力系统可靠性技术领域也取得了重要进展。例如，随着竞争机制的引入，许多国家的电力管理体制已经或正在经历空前的变革，向着放松管制的商业化方向发展，如何处理好经济和安全，即使电力系统在适应竞争机制的同时又保持合理的可靠性水平，特别是风力发电及水利发电也要并入电网的情况下，可靠性分析变得更加复杂和棘手；在电力设备和电力工程的设计和建设中如何体现可靠性合理，经济上最优；大规模发输电系统可靠性如何实现可靠性评估；电力系统可靠性管理的广度和深度如何进一步发展；如何提高核电站及其相关联的电力系统可靠性等等是当前的主要问题。由此可见，发电系统可靠性研究的必要性和意义。 1.发展历程 人们是从什么时候开始研究发电系统可靠性问题的呢？最早是在上世纪30年代用概率的方法分析电力系统可靠性，但只限于估计发电系统的备用容量。这种方法在当时并没有得到广泛应用，主要原因是由于数据缺乏且受计算工具的限制，没有可行的可靠性评估技术以及不愿使用概率方法，还有对概率判据、风险指标的意义和重要性理解错误等。直到1948年，美国电机工程学会（American Institute of Electrical Engineers 简称AIEE）创立了概率方法应用分会，才对之前的工作进行了总结，引起了人们较多的注意。 我国在电力系统可靠性评估方面的研究起步较晚，70年代后才着手电力系统可靠性研究。1983年我国成立了中国电机工程学会可靠性专业委员会，同年成立了中国电工技术学会电工产品可靠性研究会。1985年在水利电力部成立了电力可靠性管理中心，开展发电设备、输变电设备、配电设备和系统的可靠性统计工作。一些大学和研究机构也开展了电力系统可靠性的理论研究和教学，取得了不少成果，发表了许多论文和专著。这些都大大推动了我国电力系统可靠性的研究。 进入90年代，我国电力系统可靠性研究和应用有了新的进展，开发出自主版权的评估软件，并得到应用；发电、输变电设备的可靠性统计制度化且开始用于电力企业的管理。1999年6月，中国电力企业联合会成立了电力行业可靠性管理委员会。 2.研究现状 电力系统是一个复杂、动态的系统,习惯上将其分为若干子系统,如：发电系统、输电系统、发输电系统、配电系统和发电厂变电所电气主接线等，这些子系统的功能特点不同，使用的评估方法和采用的可靠性指标也不一样，其完善程度存在着很大的差异。相比之下，发电系统作为电力系统中十分重要的一个环节，发电系统的可靠性研究作为研究重点已较为成熟，国内外都取得了很多应用成果，例如对以下问题的研究：可靠性指标的设定；可靠性指标计算方法的探究以及提高系统可靠性措施的研究，包括：发电系统可靠性分析的随机生产模拟研究，不确定法在发电系统可靠性评估中的应用，发电系统可靠性指标的研究，以及电力市场下的可靠性研究等。尽管在发电系统可靠性方面已取得很多成果，但是对发电系统安全性的评估在国内外仍处于起步和探索阶段。随着社会的发展，用电需求激增，发电机组的装机容量越来越大，过去发电系统可靠性评估模型所使用的两状态模型对大型发电机组的评估结果不能令人满意，因此，建立大型发电机组的多态模型是非常必要的。另外，对发电系统可靠性薄弱环节的识别和各种因果假设分析的研究还不够充分，仍需进一步研究。 现在常用的评估发电系统可靠性的方法主要是解析法和模拟法。其中解析法包括：电力不足概率法（LOLP）；电量不足概率法（LOEP）；频率及持续时间法（F﹠D）；电力不足期望值法（LOLE）。以上四种方法的共同特点是：组件及系统的寿命过程均用数学模型表示，可靠性指标可以通过求解数学模型的方法得到。其特点是：物理概念清晰，逻辑关系明确，模型精度高。但是当系统很复杂时，用解析法构造模型十分困难，而且计算量也会随系统的规模呈指数关系增长，所以，解析法在系统庞大时会受到限制。解析法在美国、加拿大、英国等地区的应用比较广泛。 模拟法，又叫蒙特卡罗法。模拟法是在计算机上模拟组件或系统寿命过程的一次实际实现，并按照对比模拟过程进行若干时间的观察，估计所求的可靠性指标。其特点是：原理简单，受限因素较少，适用于大型系统的可靠性评估。模拟法虽然也使用数学模型，但是它通过在模型上进行采样试验求得结果，类似于通常的统计实验。它是一种非常灵活的方法，且在处理某些问题时可能是唯一的方法。正是由于其明显的统计性质，它的计算结果不够精确且计算效率不高。模拟法在西欧各国比较流行。 近年来，人工智能技术逐渐渗透到电力系统可靠性评估领域，以弥补常规评估方法的不足。例如，贝叶斯网络方法，它是以概率论为基础的，最显著的特点是：对不确定知识的准确、直观的表示和灵活、快捷的推理。因此，基于贝叶斯网络的方法不仅能方便的表述系统能够提供的容量和负荷需求之间的平衡关系，而且通过高效的贝叶斯网络推理算法有效地计算系统失去负荷的概率和其他各种概率。 在电力控制领域，20世纪60年代初，美国一家小电厂最早使用了计算机控制系统。而在60年代中期，北京西部的高井电站成功研制并安装了全自动数字闭环发电、配电管理系统。电力工作者们很早就想到了要将计算机技术和现代化的科学理论与电力系统可靠性的研究相结合的方法，从而促进电力系统可靠性研究和工程应用的飞速发展。但是当时存在的阻碍很多，因为能满足大型电力系统可靠性评估实际需要的有效算法尚且不多，加上电力系统本身的特点，使电力系统可靠性计算非常复杂。直到林里和伍德等人发表了一批文章，介绍了建立容量模型的递推算法和便于应用数字计算机的负荷模型组合算法以后，这种指标才得到了实际应用。 发电系统的可靠性评估技术相对而言较为成熟，近年来国内国外许多专家、学者一直致力于发电系统的可靠性与计算机技术相结合的研究，虽然面临着许多问题，存在的困难不少，但是未来的发展前途很广阔，也取得了一些工程上应用的成果：不仅开发了发、输电组合系统、高电压配网、中压配网和电站电气主接线可靠性评估软件，在电力系统的相关领域中，电网可靠性规划，电网可靠性改造，可靠性开关优化，配电网可靠性重构都是可靠性在实际中应用的成果。