英维思发电管理系统——电力公司的好帮手

用技术应对挑战，最优化实现运作 本文讲述的是一个旗下拥有12家发电厂，发电能力达7,500 MW的电能经销商兼运营商。这家公司管理遍及全美的各类负荷服务协议，并同多个独立系统运营商（ISO）关系密切，其中有加利福尼亚ISO （称CAISO），中西部ISO（称MISO），宾夕法尼亚、新泽西和马里兰州的ISO（称 PJMISO）。 业务上的挑战 这家电力公司同某些独立系统运营商（ISO*）订立有一系列严格的服务合同，规定在合同期间电力供应在任何时候都不得中断。负荷服务协议则要求具备8,000 MW的发电量，每周7天，每天24小时购电。电力公司有各类计收费合同和销售合同，规模从75 MW到1,900 MW不等。 为了满足需求，切实履行合同，电力公司必须对间歇负荷发生装置或独立发电企业（IPP）进行管理。这家电力经销商的现有系统难以承担在各电厂之间传递所需信息的重任，因而，管理向独立发电企业（IPP）和负荷发生装置购电及它们之间的切换成为一大难点。 这家电力经销商面临的另一挑战是如何安排全面的需求。负荷服务协议和资源优化协议（后者是对其中两个电厂的计收费协议）引起了某些担忧，因为这些工厂中有的相互之间的通信状况很糟糕。为了经济地分配所有可利用的资源并将剩余电能推上市场，该公司要求在各工厂之间始终保持完全的可见度。存在于这些工厂及独立系统运营商（ISO）之间的多协议给电力公司维护好这些协议造成了困难。 技术上的挑战 控制系统上存在的各种技术问题开始影响到电力公司各方面的能力，即生产正确的电量的能力，通过输电网输电的能力，以及履行合同以合适的价格将电力零售到需要电力的地方的能力。他们的SCADA系统已经落伍，需要升级改造。举例来说，电厂的多SCADA系统和多集散控制系统（DCS）使得在各个工厂之间通信开始变得非常困难。此外，现有系统内所需要的协议开始变得难以保持在最新状态。在这些电厂里，应用的协议和技术五花八门，其中包括Modbus、 DNP3、ICCP、FTP、 XML/SOAP和 OSI/PI等等。 用现代化的系统替换SCADA系统也许会解决由技术落伍而产生的问题，但是业务问题依旧存在。控制系统上能够带来更多附加价值，管理层才会相信对此投资是物超所值。 事实上，英维思发电管理系统（GMS）采用InFusion™企业控制系统，不仅能解决协议方面的问题，而且还为大型商务应用的解决方案打开了方便之门。 另外，在英特网上发布表格、过程界面及其他技术和商务相关数据，供各个工厂和公司总部的决策人员使用，是一个重大的难题，因为建立组态和多协议与系统需要耗费大量时间。需要有一个更加快速的组态和报表发布方法。 工厂概况 此外，履行严格的服务合同意味着要应付被称作拥堵的输电过载。拥堵指的是这一种情况，即在某一个时间点，给输电系统排定的负荷或供电超出了它的输电能力，这样就要求有管理程序来分配可利用的能力。拥堵的解决方案或应对措施可包括削减输电服务，重新分配发电资源，重新配置输电网，以及/或者卸掉负荷。但是，问题很简单，工厂之间的有效通信对于寻求最佳电力分配是最基本的。 电力交易意味着电网必须随时保持完全的可见度。电力经销商有了收计费设备和发电装置的完全的可见度，就可以利用一种基于市场的方法 - 地区性边际定价（LMP）- 来管理整个输电网上的配电。电力公司通过在英特网上发布有关数据来进行信息传输。快速获得数据对于公司的管理层来说是至关重要的，因此，一个可以提取报告并将报告发送出去，不需要把报告重写成html或 xml格式 的系统能使公司从节省大量时间中获得效益。报告的修改也是一个关键性要求，将过程简化，便使每一天都能见到成效，或者给数据“硬传输”增加了时间。 英维思的解决方案 英维思的GMS系统提供了从总部中央控制室对12家电厂的快速发电控制。 系统包括： 12个InFusion View HMI人机接口终端 2个InFusion Application Environment Servers应用环境服务器，在主控中心冗余操作 1个InFusion Historian Server历史纪录服务器，配置操作InFusion报告软件的ActiveFactory® 1个SuiteVoyager® Web Portal Server for InFusion网络信息终端网站服务器 英维思GMS主系统设置在总部，为电力经销商提供实时数据。英维思GMS设计为从位于总部的主控系统READ（读）数据和将数据WRITE（写）到主控系统中，而来自各个独立系统运营商（ISO）的提出详细短时间歇电力需求的可读信息汇聚到主控系统。有关发电能力的可读信息也从各家电厂发送到位于总部的主DCS。 英维思GMS还把“GOTO”给定值写给各个电厂，所以这些电厂可以根据业务需求迅速提高或降低发电量。主DCS还把有关公司发电能力的数据写给独立系统运营商。 交付的软件中包括现有SCADA系统数据库的升级。特定的InFusion“object”（对象）被生成以接受来自电厂的数据。在某些情况下，这些“对象”是已经存在于InFusion Access Manager（存取管理器）而不需要重新生成的。英维思GMS的价值就是解决管理多发电资源，多客户接口至多输电系统等业务问题的能力。在解决方案中代表各个电厂的“对象”被一一生成，比如给定值控制和独立系统运营商的电力需求等都被编写成“对象”。“对象”技术提供整个InFusion不同应用程序镜像的一次性数据生成。InFusion工具组还允许团队建立一个DAServer （通信服务器） 以进行 实时数据 ICCP通信。DAServer允许ICCP数据“对象化”，使数据能够在InFusion应用和电厂、电力交易市场及在主控系统建立和存储数据的应用对象之间读出和写入。 最终，客户享受的真正实惠是把数据“指”向任何应用程序的能力，其唯一目的是向终端用户提供业务信息。这个当然可以手动进行，但是，在电力交易业务中，即使是一分钟，也可能意味着巨额的罚 款或增收。在业务环境发生变化时，英维思GMS能够在数据点、战略、报警和更多的应用之间无缝地切换。 英维思的解决方案还包括把数据输送到InFusion Historian（历史纪录）服务器中。Historian允许另一项英维思应用ActiveFactory for InFusion取用对象数据以生成报表，并把信息分发给内部和外部的多用户。其中，InFusion方案的获得的一个巨大效益就是节约了大量时间，ActiveFactory能够无缝地即时向SuiteVoyager发布数据，不再需要专门重新生成HTML页面来向网络发布信息。通过网络，各类随机或非随机的用户可以根据数据而采取行动。 该客户有比较老的SCADA系统，因此从原先的历史纪录进行数据升级是非常重要的。通过把旧的历史纪录数据下载到一个Excel表，然后把Excel表复制到InFusion Historian的一个输入区，便完成了此升级。InFusion Historian自动地读出数据并把数据融合到它的历史数据库中。 基于INFUSION ECS的英维思GMS方案产生的效益 •业务优化AGC（自动发电控制）给定值下载到每家电厂 •对照理想给定值监控每家电厂的发电情况 •维护全面工厂发电的用气量计算 •改进了电厂同公司决策人员之间的通信状况 •报表生成更快，并可应用于网络发布 •历史数据收集 •可靠地达到合同要求 •在电厂之间输送发电管理所需的信息 •按需要向独立发电企业（IPP）和负荷发生装置购电 •经济地分配公司的发电资源 •上市销售过剩电能 *ISO是联邦能源管理委员会（FERC）批准的一个实体，目的在于管理地区性输电系统。这些实体是在美国的电力行业进行机构重组时形成的。ISO控制电力系统而无特殊利益，不拥有发电、输电或负荷设施。因此，其宗旨在于ISO将公正地运营输电系统，维护所有市场参与者的利益。 Invensys、InFusion、ActiveFactory、SuiteVoyager、Wonderware是Invensys（英维思）集团或其子公司和附属公司的商标。所有其他产品名称可能为其各自拥有者的商标。Invensys Systems, Inc. 2006年版权所有。©