韩洋，邓楠

（北京京桥热电有限责任公司，北京 100068）

市场经济常态化发展，“两化深度融合”的时代背景下，追求高质量发展成为社会发展的必然要求。京桥热电“基于大数据的智慧生产经营系统”项目的有效落实，对于完善电力企业数据资产管理平台，进行资源整合，数据分析处理具有重要的实践意义。新型电力系统背景下，充分发挥大数据、人工智能和机器学习的技术优势，对现有的资源加以整合，通过建模的方式对复杂的数据进行建模处理，将数理、机型和经营模型有机结合作为新型电力系统的核心，进一步挖掘大量数据信息的潜在价值并对其进行分析，将其作为电厂生产经营的重要理论指导，从而更好地促进电厂整体效益的增加。

1 电力设备运行维护项目实施范围

1.1 电厂基础数据监管和工况寻优系统的开发调试

作为“基于大数据的智慧生产经营系统”的重要组成部分，电厂基础数据监管和工况寻优系统的软件开发及现场调试是京桥热电电力设备运行维护实施范围中的重要内容。研发形成一套完整的机组优化运行软件，有利于对电厂生产过程的整个信息进行动态的监督，并根据具体的生产情况绘制变化曲线，对电厂生产过程的历史数据进行查询，对生产过程中的事故以及过程回放、耗差进行更细致的分析，以便形成更优质的、操作性更强的，具有技术监督和运行报告考核等功能的智能化报表。与此同时，通过对电厂生产过程中可能出现的不同情况进行模拟运行，可以更好地对整个电厂机组运行状况、厂用电率、燃料消耗率、补水率以及排放率等反映电厂生产情况的指标进行科学合理的运算。

1.2 原厂级监控系统迁移服务

在电力设备运行维护过程中，原厂级监控系统迁移服务是其中重要的内容。在电厂基础数据监管和工况寻优系统处于上线运行状态时，要求将2013 年机组投产至今的生产数据纳入系统的监管下。在此过程中，原SIS 系统的迁移服务需要完成对系统原有的数据进行转移和备份。同时，为了最大程度地保证历史数据的完整性、真实性和有效性，需要对近10 年以来PI 实时数据库的历史信息进行认真和筛选；对于认定存在问题的数据，通过研发历史数据补录接口的方式，通过人工输入的方式执行历史数据库的导入工作，完成数据信息从DCS 历史库到PI 数据库的转移。当所有的测试数据都完成数据迁移后，DCS 需要与DCS 历史数据进行核对，直到审核通过即可完成迁移工作。

1.3 数据采集改造中物联网技术的应用

基础数据监管和工况寻优系统的上线提高了京桥热电整体智能化管控水平，同时也对生产现场数据采集提出了更高的要求。简单的加装表计已经不能满足系统对底层生产数据的需求。经梳理，需要对现场的多处燃气计量分析数据、中水计量数据、热网水热量数据、补氢量数据、EDI、EOH、EBH 数据及锅炉蒸发量数据进行收集。上述生产区域大部分不具备加装仪表的条件，部分关口数据如燃气、中水等直接上送至对口结算公司，这些数据的采集需要与对方沟通。为解决上述问题，项目推进过程中采用物联网技术对现场数据采集仪表进行了改造，通过更换并定制底层数据采集规约，加装数据传输汇总终端，增加数据采集无线传输设备等手段逐项攻克了上述问题，保障了基础数据监管和工况寻优系统的数据基础。

2 电厂基础数据监管和工况寻优系统功能

2.1 实时数据采集

关于实时数据采集这一系统功能，主要指对电厂生产控制系统数据的收集处理，并安装正向及反向隔离装置实现对控制系统及基础数据监管和工况寻优系统的安全隔离。实施数据采集这一功能在使用时需要满足一定的条件。

（1）在从电厂生产控制系统向电厂基础数据监管和工况寻优系统的单向传送过程中，实时数据的采集工作不可以影响电厂生产控制系统的稳定运行。

（2）数据采集应支持对模拟量、开关量、脉冲量、累积量、字符量等内容的采集。

（3）实时数据采集的时间不能超过1 秒，且实时数据采集的每个位置的精准性都要严格按照规定开展。

（4）实时数据采集应该支持数据缓存这一功能，当实时数据库停止运行或者是网络连接中断的时候，接口处可以将数据缓存在系统中。当系统再次处于稳定运行或者是连接网络的时候，已经完成缓存的数据会自动发送到数据库服务器中，旨在最大程度地规避实时数据采集过程中数据不连续问题的发生。当然，这个数据缓存的时间也有一定限制的，系统只能保留7 天的实时数据。

（5）接口程序可以对接口运行情况进行动态的检测，充当接口机与实时数据服务器之间通讯的调试工具。

（6）一般来说，每个数据采集软件都会有一台专属于该软件的接口机，这样当某一个接口机发生故障无法使用时，并不会对实时数据的采集产生影响，也不会对电厂生产控制系统的稳定运行产生不利的影响。

2.2 全厂生产报表

全厂生产报表是系统众多功能之一。京桥热电结合企业发展的实际情况，在立足电厂基础数据监管和工况寻优的基础上，构建了更完备的信息数据库，并且根据电厂的实际需求，生成多种不同类型的生产报表。

（1）在全厂生产报表上增设报表查询功能，以便更好地查询和打印报表。全厂生产报表包含电厂系统运行、经济指标报表以及电厂生产的月报和年报等内容。

（2）电厂系统运行报表指对电厂生产运行过程的参数和中间计算参数瞬间值的记录，记录的周期为每个小时一次，运行班组是全厂生产报表的主要单位，对于报表的自动生成可以通过人为修改的方式加以实现。

（3）经济指标报表指对机组运行经济性的计算整理，将整理的结果通过生产报表的形式加以呈现，旨在为电厂的生产决策者提供更科学、更可靠的数据信息。在此过程中，对于财务报表上显示的经济指标具有自动发送给指定人物、指定端口的功能。

（4）对于提交的全厂生产报表中的年报、月报、日报等类型的报表，会将年、月、日作为重要的计算周期，并对采集的数据进行统计，最终形成EXCEL 报表或者是和EXCEL 报表能够兼容的报表。同时，对于EXCEL 报表中的不同的工作表，也具有采集计算的能力。对于系统的报表，应具备新建、编辑、添加、删除、设计计算公式以及日期自动更改等多个功能，对于将收集的数据自动生成的报表应该在5 分钟内完成。

2.3 智能报警系统

（1）完成了参数越限通知、控制系统运行记录、报警类型归属等多元化的功能。智能报警系统功能的实现会通过TCS、DCS 等厂内控制系统将需要传送的数据传递给电厂基础数据监管和工况寻优系统，并完成数据类型规划的统计划分以及数据存储等工作。

（2）智能报警系统功能的实现，可根据预设的规则在指定的时间内点击智能报警系统的触发条件，对于那些符合条件的信息会形成报警信息，并且通过对话框、声音等方式向用户呈现，以便更好地将历史数据转变为运行管理相关的预警信息。

（3）智能报警系统具有数据分析以及逻辑推理等功能，其中逻辑推理的功能主要包含与、或、非、延时、比较、RS 触发器等多功能载入能力。

（4）智能报警系统功能会将报警的内容、时间、地点、责任人联系方式等信息进行直观的展示，以便用户在短时间内快速发现电力系统运行的故障所在，并采取与之适应的应对措施。

（5）对于智能报警系统功能的实现，将后台脚本引擎作为重要基础，对系统的算法可以进行更具体的分析，以便更好地实现智能报警系统程序的拓展。

（6）智能报警系统发布预警的方式有很多种，对话框、声音等都是其中最典型的方式。在系统发生报警时，会针对每个告警设定权限，以便更好地让使用人员所熟知。同时，智能报警系统也具有报警信息历史查询和历史记录等功能。

3 电厂基础数据监管和工况寻优系统的技术应用

3.1 各系统接口协调和技术配合

在对电厂基础数据和工况寻优系统技术的应用过程中，需要对电厂基础数据的不同系统的数据接口进行协调，并加强不同网络接口之间技术的配合程度。在此过程中，项目人员尽可能地搜集了与电厂基础数据监管和工况寻优系统技术需要的各种接口规范。针对不同的网络接口对其进行了定制研发，以便网络接口更好地发挥通讯模块的作用，完成所属范围内设备内部之间的通讯互联。电厂基础数据监管和工况寻优系统技术的应用，能够从电厂控制系统下设的系统中查询到需要的参数和信息，并为网络接口协调和技术配合提供更多的数据信息，以便更好地完成相应的技术配合工作，以便更好地实现信息资源共享的发展目标。在实际使用过程中，对于网络接口协调和技术配合应尽可能地保留备用接口，以便在以后的工作中进一步拓展新增系统的接入。

3.2 总体系统设计和工况监管

总体系统设计和工况监管是电厂基础数据监管和工况寻优系统技术的主要工作内容。在对系统进行设计的过程中，设计平台主要使用的是微服务的架构，B/S 架构，旨在更好地实现完整统一的界面显示，对收集整理的监控画面、运行报表以及层次较高的应用模块进行发布，并在其中增设权限管理、配置管理等管理功能，从而更好地实现电厂基础数据监管和工况寻优系统的设计。在此过程中，将原厂级监控系统的数据转移到新的系统中，通过使用PI-SMT、PI-Processbook 等工具进行数据验证并进行审定。

4 结语

双碳发展战略背景下，对于新型电力系统的构建是加强电力系统改革的主要措施。通过对电厂基础数据监管和工况寻优系统技术的分析研究，有利于充分发掘大数据、人工智能的优势所在，更好地满足电厂生产管理过程的“自动化”、运行管理的“智能化”、日常工作的“流程化”、人员设备管理的“精细化”等电厂系统运行的多元化需求。通过采用微服务的架构，B/S 架构的方式，构建完整统一的界面显示，进一步强化对工况寻优系统的创新设计，充分发挥新型电力系统背景下电力设备运行维护系统的优势所在。