一种智慧电厂综合监控管理系统技术方案

一种智慧电厂综合监控管理系统，包括智慧管控平台、多能流IEMS网络交换机、厂级DCS；智慧管控平台包括万兆网络交换机、服务器、智慧管控平台管理员站；服务器包括冗余实时数据服务器、冗余非实时数据库服务器、智慧经营决策应用服务器、能源贸易交接应用服务器和其它软件应用服务器；服务器、智慧管控平台管理员站与万兆网络交换机连接；厂级DCS对外上传的有两路；多能流IEMS网络交换机向上的接口有两路。本发明专利技术的有益效果是：对智能子系统接入后的联动应用案例进行了规划，使智慧电厂的设计整体性更强；结合DCS控制系统，实现自动控制范围扩大到了全过程运行实现自动控制；使智慧电厂具备了与更上层的智慧园区、智慧城市整体设计相融合的能力。

Intelligent power plant integrated monitoring and management system

A comprehensive monitoring and management system for intelligent power plant includes intelligent management and control platform, multi-energy flow IEMS network switch, plant-level DCS; intelligent management and control platform includes 10,000 Mbp network switch, server, intelligent management and control platform administrator station; server includes redundant real-time data server, redundant non-real-time database server and intelligent economy. Business Decision Application Server, Energy Trade Handover Application Server and other software application servers; Server, Intelligent Management and Control Platform Administrator Station and 10,000 Mbps Network Switch Connection; Plant-level DCS upload two routes; Multipurpose Flow IEMS Network Switch upward interface has two routes. The beneficial effects of the invention are as follows: planning the linkage application case after the intelligent subsystem is connected, making the design of the intelligent power plant more integrated; combining with the DCS control system, the automatic control scope is extended to the whole process of operation to realize automatic control; making the intelligent power plant have a higher level of Intelligent Park and intelligent city. The integration of the city's overall design capability.

【技术实现步骤摘要】
一种智慧电厂综合监控管理系统
本专利技术涉及一种智慧电厂综合监控管理系统。
技术介绍
与本方案相关的
技术介绍
包含4个方面：1、厂级DCS系统在电厂主辅控均采用相同DCS控制的基础上，再设置一个整合统一的控制网络平台，实现对厂内所有生产系统的监视和控制，并能在统一的数据库基础上完成厂级性能计算和分析、厂级负荷分配及控制优化。厂级DCS技术彻底改变了长期以来，国内电厂单元机组和辅助车间分开的原则。2、火灾报警与消防联动控制电厂的火灾探测器在探测到火灾信号后，能自动切除报警区域内有关的空凋器、关闭管道上的防火阀，停止有关换风机，开启排烟风机等联动控制。3、生产视频及安防视频监控系统通过在电厂内生产重要区域及人员密集区域安装数字化的摄像设备，将采集信号远距离传输至视频管理主机，实现对电厂内多区域的视频监视。4、数字化三维模型三维建模是智能电厂用来管理电厂复杂工艺系统的重要手段，目前国内设计院主流采用的三维建模软件为PDMS，通过PDMS三维建模能在一个物理电厂建成的同时，建成一个与实际电厂完全一致的三维模型。PDMS软件与一体化数据平台间已建立完善的接口。目前，智能化的相关技术较多，但大多由各家设备厂商独立开发，在工程实施过程中，没有进行统一的设计集成，各功能模块间由于信息壁垒，缺少更多功能的联动。主要包括如下几项技术：(1)机组自启停(AutomaticPowerPlantStartUpAndShutdownSystem,简称APS)，现有技术已能实现，根据APS顺序控制步序，通过设计和逻辑组态优化，减少人工干预断点。(2)多能流能量管理技术(简称：IEMS)。现有技术已能通过多能流的数据采集、数据分析与辨识、多能流的状态感知和多能流优化调度，提高电厂发电利用率、提升园区清洁能源供应比例，实现电厂、用户等多参与主体的效益双赢。(3)电厂监管信息一体化系统。通过将电厂中生产信息系统(简称：SIS)和管理信息系统(简称：MIS)进行数据合网，实现发电厂厂级信息监控和信息管理。合网后的数据平台支持来自多种数据源的结构化数据、非结构化数据以及模型数据的集成，并能够根据一定规则对图纸及文档进行数据提取、并建立对象及对象间的关联关系。(4)智能巡点检系统、智能人员定位系统。智能巡点检系统主要开发用于电厂的巡点检管理，巡检过程中巡检人员借助智能巡检设备对设备进行二维码的扫码完成巡检数据的记录，并按需将数据返回巡检系统，发起缺陷流程，自动生成工单，实现智能化巡检管理。智能人员定位系统通过定位基站，识别人员佩戴的定位标签，获取人员的位置信息、权限状态等。(5)智能设备诊断。依托于现场总线技术，能全面感知现场智能设备的运行信息、管理信息和诊断信息。现有DCS厂家开发的总线设备管理软件应具备一些诊断和维护功能，从而使智能设备发挥最大效益。(6)智能安防管理。现有安防厂家将门禁一卡通系统、安保视频监视系统、电厂周界防范系统及电子巡更系统进行了整合，在统一平台上进行管理。(7)高精度仿真技术。现有仿真厂家开发的仿真系统，已具备完善的培训管理功能，提供向受训人员展现正常、异常和紧急状态的现场环境，经培训后能够熟练地掌握机组启停过程和维持正常运行的操作。现有技术主要具有以下缺点：一、生产控制自动化程度仍不足(针对现有技术(1)、(2))虽然APS已能实现机组从冷态、温态、热态和极热态情况下的自启动及协调控制，但发电计划及运行过程中机组负荷的调度仍需由人工确认完成。多能流能量管理现有理论技术已研究成熟，具备了落地实施的能力，但还没有工程中将IEMS网络、DCS网络及电厂智慧管控平台进行统筹设计。二、生产管理智能化程度不足(针对现有技术(3)、(4)、(5)、(6))SIS/MIS合网后形成了电厂监管一体化系统，虽然当前已有电厂接入了火灾报警系统和CCTV系统，但仍不能适应智慧电厂的发展趋势，未将智能巡点检系统、智能人员定位系统、智能安防管理系统等众多与电厂生产管理相关的子系统进行接入，因而不能实现各功能模块之间的智能联动。对于电厂的设备诊断和维护，现有水平仍停留在厂内的范围，不能实现故障自动识别与远程诊断。三、经营管理智能化程度不足经营管理是电厂管理层关注的重点，特别是在能源互联网时代，电厂的经营受市场环境影响的波动较大，显然通过人工采集数据进行分析已不能满足智慧电厂的需求。此外，当前电厂也大多都忽视了基于设备性能的电厂经营分析，常常出现越发电越亏损的情形。四、仿真培训方式单一(针对现有技术(7))当前仿真培训虽然已能通过采用与DCS相同的软件来提高仿真精度，但仍停留在二维层面，没有考虑结合电厂的三维模型，来开发更多实景化三维仿真模型，及结合三维模型开发情景化的培训软件，进而提升仿真培训人员的直观感受。智慧电厂将具有越来越多的智能化的子系统，但随着建设的逐步进行，各项独立的智能化子系统需要一个统一的运行平台，以打通相互之间信息的壁垒，从而实现数据的共享，进而实现更多功能的联动。基于此，本专利技术提出了一种综合监控系统的设计，完善考虑了智慧电厂中各功能的实现，规范了各智能子系统的接入和配置方式，说明了智慧管控平台上开展的智能业务功能及其数据存储形式。
技术实现思路
本专利技术针对天然气分布式能源站提出一种综合监控系统，并依托于搭建的智慧管控平台，将使电厂的监控中心将从传统电厂的集控室向集运行维护等生产管理、成本供销等经营管理以及财务、非生产领域配套管理为一体的综合监控中心过渡，并作为智慧电厂生产实时控制层、信息管理层和外部信息网络的纽带和中心，进而发挥越来越大的作用。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种智慧电厂综合监控管理系统，包括智慧管控平台、多能流IEMS网络交换机、厂级DCS；厂级DCS包括厂级DCS网络交换机、厂级DCS操作员站、厂级DCS工程师站和厂级DCS服务器；厂级DCS操作员站、厂级DCS工程师站和厂级DCS服务器均与厂级DCS网络交换机相连；智慧管控平台包括万兆网络交换机、服务器、智慧管控平台管理员站；服务器包括冗余实时数据服务器、冗余非实时数据库服务器、智慧经营决策应用服务器、能源贸易交接应用服务器和其它软件应用服务器；服务器、智慧管控平台管理员站与万兆网络交换机连接；厂级DCS对外上传的有两路，1路通过OPC接口由接口机和单向隔离装置向上直接连接至智慧管控平台的万兆网络交换机，用于完成管控平台SIS实时数据库对DCS中实时数据的采集，厂级DCS上传来数据将存储在智慧管控平台实时数据库服务器中；另一路通过OPC接口由接口机和单向隔离装置向上连接至多能流IEMS网络交换机，多能流IEMS网络交换机连接多能流IEMS服务器、多能流IEMS操作员站和多能流IEMS工程师站；多能流IEMS网络交换机向上的接口有两路，其中一路通过OPC接口由接口机和单向隔离装置向上连接至智慧管控平台，另一路则通过TCP/IP接口由接口机和单向隔离装置向上连接至智慧管控平台；智慧管控平台通过堡垒机连接外网。作为优选方式，厂级DCS服务器包括厂级DCS历史数据服务器和厂级DCS数据库服务器，厂级DCS历史数据服务器和厂级DCS数据库服务器分别与厂级DCS网络交换机连接。作为优选方式，多能流IEMS服务器包括冗余通讯服务器、冗余应用服务器、冗余实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智慧电厂综合监控管理系统，其特征在于：包括智慧管控平台、多能流I EMS网络交换机、厂级DCS；厂级DCS包括厂级DCS网络交换机、厂级DCS操作员站、厂级DCS工程师站和厂级DCS服务器；厂级DCS操作员站、厂级DCS工程师站和厂级DCS服务器均与厂级DCS网络交换机相连；智慧管控平台包括万兆网络交换机、服务器、智慧管控平台管理员站；服务器包括冗余实时数据服务器、冗余非实时数据库服务器、智慧经营决策应用服务器、能源贸易交接应用服务器和其它软件应用服务器；服务器、智慧管控平台管理员站与万兆网络交换机连接；厂级DCS对外上传的有两路，1路通过OPC接口由接口机和单向隔离装置向上直接连接至智慧管控平台的万兆网络交换机；另一路通过OPC接口由接口机和单向隔离装置向上连接至多能流I EMS网络交换机，多能流I EMS网络交换机连接多能流I EMS服务器、多能流I EMS操作员站和多能流I EMS工程师站；多能流I EMS网络交换机向上的接口有两路，其中一路通过OPC接口由接口机和单向隔离装置向上连接至智慧管控平台，另一路则通过TCP/I P接口由接口机和单向隔离装置向上连接至智慧管控平台；智慧管控平台通过堡垒机连接外网。...

【技术特征摘要】
1.一种智慧电厂综合监控管理系统，其特征在于：包括智慧管控平台、多能流IEMS网络交换机、厂级DCS；厂级DCS包括厂级DCS网络交换机、厂级DCS操作员站、厂级DCS工程师站和厂级DCS服务器；厂级DCS操作员站、厂级DCS工程师站和厂级DCS服务器均与厂级DCS网络交换机相连；智慧管控平台包括万兆网络交换机、服务器、智慧管控平台管理员站；服务器包括冗余实时数据服务器、冗余非实时数据库服务器、智慧经营决策应用服务器、能源贸易交接应用服务器和其它软件应用服务器；服务器、智慧管控平台管理员站与万兆网络交换机连接；厂级DCS对外上传的有两路，1路通过OPC接口由接口机和单向隔离装置向上直接连接至智慧管控平台的万兆网络交换机；另一路通过OPC接口由接口机和单向隔离装置向上连接至多能流IEMS网络交换机，多能流IEMS网络交换机连接多能流IEMS服务器、多能流IEMS操作员站和多能流IEMS工程师站；多能流IEMS网络交换机向上的接口有两路，其中一路通过OPC接口由接口机和单向隔离装置向上连接至智慧管控平台，另一路则通过TCP/IP接口由接口机和单向隔离装置向上连接至智慧管控平台；智慧管控平台通过堡垒机连接外网。2.根据权利要求1所述的一种智慧电厂综合监控管理系统，其特征在于：厂级DCS服务器包括厂级DCS历史数据服务器和厂级DCS数据库服务器，厂级DCS历史数据服务器和厂级DCS数据库服务器分别与厂级DCS网络交换机连接。3.根据权利要求1所述的一种智慧电厂综合监控管理系统，其特征在于：多能流IEMS服务器包括冗余通讯服务器、冗余应用服务器、冗余实时数据库服务器和冗余非实时数据库服务器。4.根据权利要求1所述的一种智慧电厂综合监控管理系统，其特征在于：智慧管控平台对内是全厂所有数据源的集成，对外通过堡垒机及入侵检测系统实现与外部公共网络和/或专用网络的连接，形成智慧电厂对内对外的中心和纽带。5.根据权利要求1所述的一种智慧电厂综合监控管理系统，其特征在于：生产视频监控系统、火灾报警及消防联动控制系统、安防一体化监控系统、高精度仿真系统、智能巡点检系统、智能人员定位系统、智能照明系统、智能仓储管理系统均通过TCP/IP接口由各自交换机与智慧管控平台相连。6.根据权利要求1所述的一种智慧电厂综合监控管理系统，其特征在于：各智能子系统模块的数据按数据属性存储在智慧管控平台的实时数据库服务器或非实时数据库服务器中，电厂的三维虚拟模型经过二次开发后，也将导入非实时数据库服务器中。7.根据权利要求1所述的一种智慧电厂综合监控管理系统，其特征在于：智慧管控平台除为生产管理相关子系统之间的联动打通了信息壁垒，数据库服务器中还搜集了来自生产控制系统的机组运行数据、设备状态数据、以及设备维护管理数据，在此基础上，在应用服务器中开发用于经营管理的软件功能，智慧管控平台上集成了厂内所有数据源的数据信息，而智慧管控平台通过堡垒机管理内网操作，再通过入侵检测及防御系统连接外部INTERNET及集团公司专网，进而充分保证了内外网之间的网络安全性。8.根据权利要求1所述的一种智慧电厂综合监控管理系统，其特征在于：在智慧电厂综合监控系统搭建完成后，各子系统间不再是孤立的系统，而是数据互联互通的综合监控系统，在此基础上，智慧电厂能实现生产控制智能化：全过程机组运行自动控制：工艺系统设计满足条件的前提下，对燃机联合循环启停阶段中的需要人工确认检查的项目采用自动分析装置，在运行阶段，机组运行负荷的下达由多能流IEMS系统分析完成后，通过硬接线下达至DCS系统，再由DCS系统的顺序控制和协调控制完成目标运行负荷，进而实现机组运行过程中，全程自动化控制；二维、三维及视频关联的实时可视化运行监控：操作台上能实现运行人员点击DCS系统显示器上二维工艺系统画面的同时，能在相邻的显示器显示对应的三维电厂虚拟模型，三维模型上能查看相关工艺设备的实时运行数据信息；并在三维模型仍然不够清晰的时候，可结合本工程全数字型生产视频监视系统，调用现场视频监视信号，指导运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱澄浩，李昆仑，郑强，张昱，李晶，郑童心，陈小刚，杜绍茂，田小兵，王兵，刘林，刘旭，张孝慧，辜吟吟，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51