大唐先一大唐集团SIS投标文件 第三部分 技术方案.docx
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大唐先一大唐集团SIS投标文件第三部分技术方案
第三部分技术方案
1概述
1.1项目建设背景
厂站自动化历来是电力行业信息化建设的重点，大部分水电厂、火力发电机组及变电站配备了计算机监控系统。
发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。
对于电网企业，提高电力调度自动化水平、提高电网运行质量是信息化建设的重点方向。
目前电力调度自动化的各种系统，如SCADA、AGC以及EMS等系统已建成，省电力调度机构全部建立了SCADA系统，电网的三级调度100%实现了自动化。
我国电厂、电力调度的自动化水平达到国际先进水平。
厂网分开、竞价上网已经成为必然的趋势，电力市场的出现，使电力调度、运行方式、决策管理、计划和财务各部门围绕火电厂最大利益目标而工作，这就要求火电厂必须对各种企业资源建立完善的管理网络，使各个方面资源得到充分调配、平衡和控制，最大限度地发挥他们地能力，实现企业生产资源与其它资源的管理一体化，实现生产现场的在线管理，降低成本。
中国大唐集团公司在原国家电力公司部分企事业单位基础上组建而成，是全国五大发电集团之一，是中央直接管理的国有独资公司、国务院批准的国家授权投资的机构和国家控股公司的试点。
主要经营范围为：
集团公司及有关企业中由国家投资形成并由集团公司拥有的全部国有资产；从事电力能源的开发、投资、建设、经营和管理；组织电力（热力）生产和销售；电力设备制造、设备检修与调试；电力技术开发、咨询；电力工程、电力环保工程承包与咨询；新能源开发。
随着电力体制改革的不断深入，发电企业间电力市场竞争加剧，各发电集团把信息化建设当作提升管理水平、规范管理流程、提高管理效率、降低管理成本、提高企业效益和综合竞争能力的重要手段，并将其提升到实现公司发展的战略，提高核心竞争能力的高度，列为公司的重要工作之一。
随着集团公司“四年内再造一个大唐”的目标的实现，集团公司总的发电装机容量突破5000万千瓦，发电量突破2500亿千瓦时，销售收入突破700亿元，利润总额突破40亿元。
集团的规模也在不断的扩大，近期集团公司陆续成立了江苏、四川等分公司，集团公司三级责任主体的集团化管理体制已经基本完善。
根据集团机构的逐步调整，为确保三级责任主体的有效运作，急需理顺各级的管理关系，进一步明确各级各部门的管理职责，各层次管理的需求不断的涌现。
那么如何准确、及时的了解下属单位的生产情况？
如何不陷入大流量的信息泥潭？
又如何只关注少量重点信息而又达到预期的效果？
如何充分的调动员工的工作积极性？
又如何保证生产过程的规范性？
如何有效的降低能耗，提高机组出力和效率？
对于这些问题，是否能用一些管理信息系统来解决呢？
应此，打造一套符合集团公司“三级责任主体”的管理模式，以节能降耗、提高机组运行效率和经济性、促进下属单位运行管理和设备管理水平为主要目的，以运行全能值班和设备点检定修为重点关注内容的“厂级监控系统（SIS++）”应用系统势在必行。
1.2厂级监控信息系统简介
厂级监控信息系统（简称SIS系统，SupervisoryInformationSystem）是为火电厂全厂实时生产过程综合优化服务的生产过程实时管理和监控的信息系统。
SIS目的在于提高全厂运行的经济性、提供完整的运行信息、为经济运行提供操作指导。
借助于技术经济指标、运行参数及其偏差的分析等，SIS可协助运行管理人员实施经济运行方式、优化全厂负荷在各个机组的分配、指导运行人员进行操作调整，从而在保证负荷的饱满度的基础上，节能降耗，提高全厂的经济效益。
厂级监控信息系统在对全厂各个机组、输煤、除灰等公用系统生产工况的监视的基础上，形成不同管理阶层、不同管理部门的知识库，以决策支持的方式，实现经济目标控制下全厂的协调生产。
SIS是对生产运行过程的综合管理系统，是厂级运行的监控信息系统，SIS摒弃传统的专业壁垒，实现全面的、充分的信息共享，形成“全厂生产过程一体化”的概念，SIS实时信息可用于对电厂日常生产的各种实时信息进行综合管理，为实现安全、稳定、经济运行提供完整、统一的决策支持信息。
SIS接受DCS、PLC等通过网络提供的实时数据，以统一的GPS为标准时标，在线监测设备运行参数、运行状态，并通过相应的计算，形成能表现发电过程的参数和指标，定期对计算结果进行存储，形成SIS历史数据库，该数据库可为运行操作、设备检修、电力市场经营提供必要的信息。
SIS是贯穿厂级生产主线的决策知识支持体系，帮助运行人员判定设备的经济性，支持运行人员优化调整运行参数。
SIS在一定意义上讲是DCS功能的延伸与提高，是厂级“DCS”。
与DCS对安全目标的追求不同，SIS的目标是通过对全厂负荷的优化、对运行的操作指导使运行过程取得满意的经济效益，SIS强化负荷管理、追求全厂经济性、强调运行的质量。
SIS以全厂负荷经济管理为中心，依据机组、公用系统等状态，在对机组效率、设备出力及能耗等优化管理的基础上，在满足电网负荷需求的条件下，优化全厂负荷在各单元机组之间的负荷分配。
厂级实时监控信息系统对于电厂的安全稳定运行具有十分重要的意义。
主要集中各单元机组的参数及设备状态信息、从厂级管理的高度对各机组运行工况进行监视、分析和判断，并做出决策，指挥机组运行。
厂级信息监控系统的建立，具有重要意义。
火电厂SIS软件全部以成本核算、经济管理为核心，将原来不可控或不清楚的能量损失全部量化，并帮助进行分析、查找故障，提出节能降耗的优化措施，强化运行和管理人员的经济管理意识，促进观念转变，提高电厂的经济效益和现代化管理水平。
SIS提供了多种供生产管理人员分析、管理生产过程的手段和工具。
可最大程度地利用DCS和MIS的资源，使全厂计算机监控网络总体设计合理配置，避免重复设置，减少工程量，节约投资。
利用SIS可使电厂的硬件接口、通讯协议规范化，有利于应用软件的开发和应用，为各种电厂运行、管理优化软件包的应用提供运行平台。
可把实时性不强的管理功能上移至厂级，提高了DCS的直接监控性，还可降低综合投资费用。
同时还可支持远程通讯方式，使远程设备故障诊断、机组性能分析及信息监控功能的实现成为可能。
SIS的建立解决了厂级生产、技术层的自动化问题，使火电厂形成完整的DCS、SIS、MIS三层有机联系的管控一体化系统。
2系统总体设计
2.1系统设计原则
大唐先一SIS++解决方案完全针对电厂厂级监控信息系统有关技术规范要求，采用国内外有关最新版本的规范、标准。
首先保证系统正常运行，其次是保证系统实用可靠，具有可扩充能力，进行方案设计时，充分考虑到系统的实用性、先进性、兼容性、经济性、伸缩性、发展性、安全性、稳定性、管理性、维护性等诸多因素。
●可靠性和安全性。
设计方案及所采用技术考虑到了软件模块本身的高可靠性和安全性，同时考虑到与其它软件集成应用时，系统整体同样具有高可靠性和安全性。
●成熟性和先进性。
设计方案保证使用成熟和先进的技术，满足系统当前整体规划的应用需求，并能兼顾到系统的长远规划，保证获得更大的投资效益。
●标准性和开放性。
在满足系统具体功能的前提下，方案尽量选用标准和开放的技术及软件产品，同时保证系统有较好的互操作性。
●可延伸性和可管理性。
设计方案考虑到了系统及具体使用单位的应用需求的变化，使系统能方便地扩充和升级并始终处于可管理状态下，使系统软件资源得到长期保护。
●系统符合集团公司三级管理模式，符合集团公司管理目的，描述如下：
管理者
管理目的
集团公司
及时、准确的了解集团公司的总体生产情况，各分子公司和电厂的生产情况。
与集团公司“创一流”和“对标”系统相结合，初步建立实时、准确的三级对标和管理平台，促进整个集团公司节能降耗的工作。
了解和促进各单位对运行全能值班和设备点检定修制度的执行情况，及时掌握设备的安全性、经济性、可靠性、资产利用率等方面的信息，提高机组运行水平和设备管理水平，提高整体经济性和安全性。
分子公司
及时、准确的了解分子公司自身和各下属电厂的生产情况；
了解和促进下属各厂对运行全能值班和设备点检定修制度的执行情况，及时掌握设备的安全性、可靠性、经济性方面的信息，提高机组运行水平和设备管理水平，提高分公司整体经济性指标。
促进厂级对运行全能值班和设备点检定修制的相关管理和作业标准的制订和完善工作，提升厂级运行和设备管理的水平。
厂级
建立厂级实时信息平台，全厂能及时、准确的了解厂级生产情况。
建立对基层运行人员和设备点检员的公正、公平、公开的绩效考核管理制度，提高员工的工作积极性、主观能动性。
通过以实时信息和耗差分析为基准的运行绩效考核，科学而且制度化的引导运行人员，提升机组安全性和经济性水平。
通过以可靠性管理、设备缺陷、技术监控为主要基准的设备点检定修岗位考核，提升设备维护和检修的水平，借以提升整体机组的安全性和经济性水平。
2.2系统设计思想
SIS++系统的目的是完成厂级生产过程的监视与控制，在对全厂各个机组、输煤、除灰等公用系统生产工况的监视的基础上，形成不同管理阶层、不同管理部门的知识库，以决策支持的方式，实现经济目标控制下全厂的协调生产。
大唐先一SIS++系统对生产管理过程遵循“信息→决策→控制”的模式，依靠计算机网络系统采集全厂生产运行实时数据；其次，通过计算机对所采集的大量的、复杂的数据进行计算、分析，产生综合的技术经济指标；最后，以技术经济指标为基础，评价全厂运行生产经济性、分析经济效益偏差点、产生对运行调整有指导意义的方案。
大唐先一SIS++系统目的在于提高全厂运行的经济性、提供完整的运行信息、为经济运行提供操作指导。
借助于技术经济指标、运行参数及其偏差的分析等，可协助运行管理人员实施经济运行方式、优化全厂负荷在各个机组的分配、指导运行人员进行操作调整，从而在保证负荷的饱满度的基础上，节能降耗，提高全厂的经济效益。
大唐先一SIS++系统以运行经济性为目标，借助于对全厂运行设备的技术经济指标分析提供全厂负荷调度、运行操作指导信息，指导运行人员，使生产运行的经济效益有所保证，着重解决的是生产运行相关联的经济性问题。
在厂级建立以实时信息和耗差分析为基准的运行全能值班绩效考核平台，和以可靠性管理、缺陷管理、技术监控为主要基准的设备点检定修绩效考核平台。
2.3系统构成
大唐先一SIS++系统设计采用成熟的三层结构，分为数据采集层、数据管理层和功能应用层。
（1）数据采集层主要包括数据采集子系统，负责采集DCS、TDM、辅网系统以及电网调度中心的数据，进行检测并自动缓冲恢复数据。
（2）数据管理层负责统一管理全厂的所有实时、历史数据，为其它专门应用提供数据基础。
（3）功能应用层是SIS++的业务应用的集合，包括全厂生产过程实时监控、厂级性能计算和分析、经济负荷分配、设备状态监视、运行标准化管理、绩效考评、预警管理和热力试验平台等模块。
（4）大唐先一SIS++系统采用了纯B/S结构，由系统的各项专业服务程序对实时/历史数据进行管理分析，通过IIS（或其它Internet服务）响应来自客户浏览器的请求，把相应的请求页面发布到客户终端。
具体如下图所示：
2.4大唐先一SIS++算法模型引擎CM-Engine
针对电厂实际应用中关于性能计算及运行优化中的各种复杂条件，大唐先一有限公司组织了大量的有关专家和现场经验丰富的工程师，建立了一个存储大量性能计算和优化模型的数据库；同时，为动态建立性能计算和优化模型提供了相应的工具和引擎——大唐先一SIS++算法模型引擎。
性能计算和优化模型中，包含各种专业知识内容和复杂的逻辑推理，大唐先一SIS++算法模型引擎提供可视化的图形组态工具，将这些算法模型展示成直观的图形，用户可以根据这些直观的图形，配置成符合现场情况的推理模型，改善性能计算和优化的结果，不断丰富自己的算法模型库。
下图描述了大唐先一SIS++算法模型引擎提供引擎服务、建立算法模型库的逻辑图：
2.4.1算法模型引擎服务
算法模型引擎服务是一组运行在应用服务器上的进程，包括逻辑解释进程、算法解释进程、模型构造进程、性能计算进程、模型解析进程等。
这些进程提供了关于性能计算、耗差分析、运行优化、故障诊断等模块的具体模型的解释、运行服务。
如果存储在算法模型知识库中的算法或逻辑不能完全满足电厂的现场具体情况，用户可以以这些知识库中的模型为模版，通过修改完善形成新的计算模型或逻辑推理模型来满足现场需求。
2.4.2算法模型知识库
算法模型知识库存储了大量的计算模型和优化模型以及各种设备故障的逻辑推理模型，如各种性能计算的方法和模型、锅炉清洁模型、循环水泵优化模型等。
知识库采用完全的开放模式，用户可维护，通过提供的工具不断增加知识库的内容，丰富各种计算模型和逻辑推理模型。
这些模型和逻辑推理可以以XML文件的方式存储，对于特别复杂的算法和模型，可以按照算法模型和逻辑推理模型规范定制相应的DLL动态链接库，将这些DLL部署在应用服务器上，在需要时动态调用。
2.4.3操作指导专家知识库
针对机组各种可控参数异常和设备故障，我们建立了一个旨在为出现各种异常和故障提供操作指导的专家知识库。
这个专家知识库记录了在各种特定现场条件（如特定负荷下，各种工况条件）下，可控参数出现异常时的工况，并为在该条件下的操作提出指导；同时，用户可以在已有知识库的基础上，动态增加、完善该知识库，形成更符合电厂现场条件和工况环境的专家知识体系，为操作指导和运行优化提供有效指导。
同时，该专家知识库与耗差分析动态绑定。
当机组的可控参数出现偏差时，系统通过计算模型引擎的分析，诊断出出现偏差的可能原因，并针对这些原因搜索指导知识库，将当前出现偏差的应对措施，以文字的方式提示给操作者，为运行人员提供具体的操作指导，使运行人员能在最短的时间内采取正确的措施降低机组的耗差。
2.5系统主要技术性能指标
●实时数据库容量：
满足全厂主辅系统实时数据完整采集处理的要求，支持最大容量仅仅受服务器内存及存储容量的限制；
●全部历史数据可在线连续保存3年以上，结合离线备份手段可实现整个生命周期的历史数据存储管理；
●数据平均存储占用空间：
国际领先水平；
●支持浏览器B/S方式和C/S结构：
方式简捷、快速，画面结构合理实用；
●第三方程序访问数据库：
系统支持第三方软件访问数据库；
●接口机具有数据缓存功能：
单台接口机缓存区可保存其现场采集的7天以上的数据；
●接口机数据采集更新周期：
可以灵活设置，数据可带现场控制系统时标，能够与现场数据刷新时间同步；
●数据库存储更新周期：
≤1s，可自定义；
●数据库数据恢复时间段：
≤＝0.1ms；
●数据采集率：
100﹪；
●性能计算分析周期可动态设置，所有用于性能计算和耗差（可控损失和非可控损失）分析的计算公式和模型的误差不大于1％，动态计算偏差不大于2％（30％－100％负荷区间），能耗偏差找出率大于总能耗偏差的90％。
●系统具有远程系统监测和分析功能，支持通过广域网的远程升级和维护管理。
●年运行时间：
长期不间断运行；
●无故障运行时间：
＞l0000小时；
●系统最大画面数：
600幅；
●单画面动态点数：
无限制；
●客户端画面刷新周期：
＜5s；
●WEB画面刷新周期：
＜10s；
●画面支持汉字系统：
GB码，Big5码；采用中文界面；
●报表及打印功能；
●满足二次开发要求，即用VB、VC、DEPHI制作等开发工具获得实时数据库数据。
2.6系统设计依据
2.6.1方案编制依据
●《中国大唐集团公司厂级监控信息系统（SIS++）招标规范书》
●按照安全可靠、技术先进、运行经济、方便扩充、升级平滑的原则进行系统的设计和实施，并提供符合招标文件和行业要求的优质产品和技术服务。
2.6.2规程和标准
ANSI/NFPA70国家电气规范
ANSI/NFPA496电气设备外壳的净化和密封
美国电气和电子工程师协会（IEEE）
ANSI/IEEEC37.90.1-2002冲击电压承受能力导则（SWC）
ANSI/IEEE488可编程仪表的数字接口
美国电子工业协会（EIA）
EIARS-232-C数据终端设备与使用串行二进制数据进行数据交换的数据通讯设备之间的接口
EIARS-485、RS-422数据终端设备与使用串行二进制数据进行数据交换的数据通讯设备之间的接口
美国仪器学会（ISA）
ISARP55.1数字处理计算机硬件测试
ANSI/ISAS82.01电气和电子设备、测量和控制机相关设备的一般要求
ISARP60.3控制中心的人机工程学
ISAS5.3分散控制/共享显示仪表的图例符号；逻辑和计算机系统
美国电气制造商协会（NEMA）
ANSI/NEMAICS4工业控制设备和系统的端子排
ANSI/NEMAICS6工业控制设备和系统外壳
美国保险商实验室（UL）
UL1418电视用阴极射线管的防内爆
UL44橡胶导线、电缆的安全标准
UL1950信息技术设备，包括电子商务设备
IEC国际电工委员会
IEC60068-1（GB2421-89）环境试验:
总论和导则（88）
IEC60331（GB12666.6-90）电缆阻燃特性（70）
IEC60332（GB/T18380）燃烧情况下的电缆试验（93）
IEC60529（GB4208-93）外壳防护等级（IP码）（EQV）
IEC60950信息技术设备的安全要求（91）
IEC61000-4-1992（GB/T17626-1998）工业过程测量和控制设备的电磁兼
容性：
试验和测量技术
除上述标准外，卖方SIS还应符合下列组织颁布的相关标准或与之相当的其它国际组织相关标准：
IEC国际电工学会
AIEE美国电气工程师协会
ANSI美国国家标准化协会
MSS制造标准化协会
ICEA绝缘电缆工程师协会
NEBB美国国家环保局
NEC美国国家电气标准
ISO国际标准化组织
TCP/IP网络通讯协议
IEEE802局域网标准
OPCfoundationOPCV2.0
国家经贸委第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》
3硬件网络系统体系结构
3.1安全区域划分及系统部署
根据中华人民共和国国家经济贸易委员会第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》、国家电力监管委员会第5号令《电力二次系统安全防护规定》、国家电力监管委员会《电力二次系统安全防护总体方案》、《发电厂二次系统安全防护方案》等要求。
电厂信息化系统必须进行安全区域的划分，原则上划分为生产控制大区和管理信息大区。
生产控制大区可以分为控制区（安全I区）和非控制区（安全II区）。
根据应用系统实际情况，可以简化安全区的设置，但必须避免通过广域网形成不同安全区的纵向交叉连接。
根据文件要求，电厂信息系统划分为三个安全区域：
安全I区（DCS等生产控制系统）、安全II区（SIS系统）、安全III区（MIS系统）。
3.2二次防护安全性设计
根据《火力发电厂厂级监控信息系统技术条件》（中华人民共和国电力行业标准DL/T924——2005）的4.7和4.8中的要求。
SIS和机组分散控制系统（disributedcontrolsystem,简称DCS）应分别设置独立的网络，信息流应按单项设计，只允许DCS向SIS++发送数据。
SIS++网络应独立于管理信息系统（managementinformationsystem，简称MIS）网络进行配置，信息宜按单向设计，只允许SIS++向MIS发送数据。
在本方案中，SIS++系统（安全II区）与生产控制系统（安全I区）通过正向隔离装置进行物理隔离，SIS++客户端通过防火墙后接入SIS系统，通过防火墙控制客户端对SIS++应用的访问。
SIS系统通过正向隔离网闸与MIS系统相连，SIS只能单向往MIS网络发送数据，MIS系统不能对SIS进行访问。
3.3络拓扑结构
根据中华人民共和国国家经济贸易委员会第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》、国家电力监管委员会第5号令《电力二次系统安全防护规定》、国家电力监管委员会《电力二次系统安全防护总体方案》、《发电厂二次系统安全防护方案》等要求。
电厂信息化系统必须进行安全区域的划分，原则上划分为生产控制大区和管理信息大区。
生产控制大区可以分为控制区（安全I区）和非控制区（安全II区）。
根据应用系统实际情况，可以简化安全区的设置，但必须避免通过广域网形成不同安全区的纵向交叉连接。
根据要求，我司设计SIS++系统网络拓扑结构图如下（建议方案）：
如上图所示，信息系统划分为三个安全区域：
安全I区（DCS等生产控制系统）、安全II区（SIS++系统）、安全III区（MIS系统）。
在SIS网络区域内部署实时数据库服务及相关生产/监控工作站。
3.4主要硬件设备需求建议
本硬件设备清单包含构成系统的主要硬件设备，不含与各接口系统的连接线缆及机柜，终端用户使用的个人电脑等。
序号
设备名称
描述
单位
数量
1
实时数据库服务器集群
二颗CPU，4G内存，146G硬盘RAID1，双网卡，双电源
台
2
2
磁盘阵列
单/双控制器512M缓存，500G-1T存储容量
台
1
3
实时数据库镜像服务器
二颗CPU，4G内存，500G使用容量，双网卡，双电源
台
1
4
关系型数据库服务器
一颗CPU，4G内存，146G硬盘RAID1，双网卡，双电源
台
1
5
性能计算站
二颗CPU，4G内存，146G硬盘RAID1，双网卡，双电源
台
1
6
WEB服务站
二颗CPU，4G内存，146G硬盘RAID1，双网卡，双电源
台
1
7
网管与防病毒服务器
一颗CPU，4G内存，146G硬盘RAID1，双网卡，双电源
台
1
8
值长工作站
主流PC机单CPU/2G内存/250G硬盘/22“显示器，网络接口
台
1
9
工程师站
主流PC机单CPU/2G内存/250G硬盘/22“显示器，网络接口
台
1
10
SIS交换机
24口网络交换机
台
2
11
接口机
工控机，机架式2G内存，250G硬盘，3网络接口
台
12
12
隔离网闸
珠海鸿瑞物理隔离装置
台
12
4系统功能设计
4.1系统平台
大唐先一有限公司推出的企业应用快速开发平台（RapidEnterpriseApplicationPlatform，REAP）是一种基于框架技术和组件技术开发的，以业务导向和驱动的、可快速构建应用软件的软件平台。
REAP为复杂应用系统开发提供一个基本框架，并有与之相应的、方便易用的开发与维护管理工具。
这个框架给出了一些复杂应用软件的基本组成部分和实现方法，并预置了很多供参考的软件模块。
有了这样的基础架构平台，开发管理软件就可以降低复杂性，省去很多基础性的研发工作，从而大大缩短研发周期，提高研发效率。
总之，REAP作为业务基础架构平台软件，是一种技术创新，它使软件平台又多了一个层次，并将应用软件的业务逻辑和开发技术分离，使得应用软件的开发者可以只关注应用的业务，而不必关注其技术的实现，这也使得管理和业务人员参与应用软件的开发成为可能。
REAP由四个部分组成，各部分功能如下：
●应用/开发框架：
应用/开发框架是REAP的核心组件，由一系列的系统核心组件包构成，实现了通用数据访问、O-R映射、业务对象总线、AOP、数据与对象缓存、分布式服务端对象访问、业务外观
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