电厂IT系统信息集成的研究和实现

论文摘要

随着我国电力体制改革的深化,实现厂网分开,竞价上网,电力市场有序竞争将更加激烈,追求投资效益最大化已成为投资主体的内在动力,这就要求电厂必须通过信息化实现生产过程高度自动化和管理现代化以达到“减员增效”的目的。与此同时,我国近年来开始频繁出现电力短缺问题,这进一步增加了发电企业优化资源配置和提高生产效率的紧迫性。因此,建设高效的集成信息系统,实现火力发电厂机组的优化运行以便达到“节能降耗”的目的,对企业今后的生存和发展具有重要的战略意义。但是电厂信息系统的信息集成涉及许多异构的数据源,并且有不同程度的实时信息查询的需求,这就对信息集成提出了很高的要求和巨大的挑战。本课题研究总结了目前各类集成技术的特点和适合的场景,提出了电厂IT系统信息集成的技术路线,即在信息集成的不同阶段,应采用不同的技术方案,先易后难,逐步建设,以降低系统的建设风险和节约投资;针对电厂信息系统集成的多异构数据源的问题,设计了信息集成平台的解决方案。该方案的特色是以SOA的架构为设计原则,以EII技术作为核心技术,结合了当前其它信息集成技术的优点,最终提供一个全局的、一致的、可以集成广泛数据源的、可以使用多种方法访问的信息视图;对于电厂IT系统中的关键部分——生产系统的信息集成进行了设计,提出了采用实时数据库来满足事务定时限制的要求,并设计了三种响应通道来满足不同程度实时信息响应的要求;结合作者参与的国电常州电厂工程,对生产系统的信息集成进行了详细设计,提出了国电常州电厂生产系统的体系构架设计、拓扑结构设计、DCS(集散控制系统)信息集成设计等解决方案。并在国电常州电厂工程进行了实施,大大提高了电厂的效益。目前国内外没有对电厂进行一体化信息集成的成熟的模式,本课题的创新内容在于结合现有的信息集成技术,对电厂IT系统整体信息集成的相关理论进行了研究,形成了适合电厂特点的,具有普遍性的信息集成模型。并在国电常州电厂工程得到了部分实现和验证。国电常州电厂工程被国电集团列为示范工程,其IT系统设计也被作为样板在国电铜陵电厂、国电泰州电厂等多个项目中推广和实施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 课题研究的现状和意义
• 1.3 课题研究的工作及创新点
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 创新点
• 1.4 论文的结构框架
• 2 电厂IT 系统信息集成的技术分析
• 2.1 电厂IT 系统信息集成的研究综述
• 2.1.1 国内电力企业信息集成的研究综述
• 2.1.2 国外电力企业信息集成的研究综述
• 2.2 电厂IT 系统信息集成存在的问题
• 2.2.1 信息集成的定义
• 2.2.2 电厂IT 系统信息集成存在的问题
• 2.2.3 目前电力企业存在的主要集成问题
• 2.3 电厂IT 系统信息集成的关键技术分析
• 2.3.1 信息集成技术
• 2.4 采用 SOA 作为架构设计的基本准则
• 2.5 各项信息集成技术的区别和联系
• 2.6 本章小结
• 3 电厂IT 系统信息集成平台设计和关键部分研究
• 3.1 电厂IT 系统信息集成的方案研究
• 3.1.1 信息集成的集中式方法和分散式方法
• 3.1.2 信息集成的技术方案
• 3.2 电厂IT 系统信息集成平台解决方案的设计
• 3.2.1 电厂IT 系统的应用层次结构
• 3.2.2 电厂IT 系统总体框架和结构
• 3.2.3 电厂IT 系统信息集成平台解决方案的要求
• 3.2.4 电厂IT 系统信息集成平台解决方案的设计原则
• 3.2.5 电厂IT 系统信息集成平台解决方案的设计
• 3.2.6 电厂IT 系统信息集成平台解决方案的优点
• 3.3 电厂IT系统的关键部分——生产系统的集成
• 3.3.1 电厂生产系统的现状
• 3.3.2 实时数据库和关系数据库的异同
• 3.3.3 采用实时数据库的作用
• 3.3.4 生产系统实时要求的解决方案
• 3.3.5 国电常州电厂生产系统信息集成方案设计
• 3.4 本章小结
• 4 国电常州电厂生产系统信息集成的实现
• 4.1 机组负荷计划采集的实现
• 4.1.1 负荷调度采集系统的组成
• 4.1.2 串口通讯方式及编程
• 4.1.3 BTC 程序的实现
• 4.1.4 多线程编程的实现
• 4.1.5 CTP 的程序实现
• 4.2 厂级生产过程监视和管理的实现
• 4.3 系统应用的效果
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 课题研究成果总结
• 5.2 今后工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读学位期间发表的学术论文