Автоматические системы управления технологическими процессами на объектах электроэнергетики

Автоматическая система управления (АСУ) - это комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления техническими процессами, производством и различными операциями на предприятии; АСУ используются в различных отраслях промышленности, энергетики и транспорта.

Для повышения эксплуатационной надежности, долговечности и эффективности энергетических объектов, а также для решения задач диспетчерского, производственного, технического, организационного и экономического управления в энергетике предприятия могут оснащаться автоматизированными системами управления энергопотреблением (АСУЭ).

Эти системы являются подсистемами автоматизированной системы управления предприятием (АСУП) и должны быть оснащены необходимыми средствами для передачи согласованных объемов информации от диспетчерского пункта энергосистемы на стороне поставщика.

Комплекс задач АСУЭ в каждом коммунальном предприятии должен выбираться на основе эффективности и экономичности, с учетом рационального использования существующих типовых решений и эксплуатационных возможностей технических средств.

Автоматизированная система управления электрохозяйством (АСУ ЭХ) является составной частью АСУЭ и включает в себя, в принципе, систему диспетчерского управления поставкой электроэнергии, ремонтом электроустановок, распределением и сбытом электроэнергии, а также систему управления производственно-экономическими процессами в электрохозяйстве.

Для контроля и учета энергоресурсов (электроэнергии, тепла и воды) в состав АСУ входит специализированная подсистема АСКУЭ (Автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов).

Подсистемы тепло- и водоснабжения предприятия должны быть определены в АСУ отдельно. Система автоматического управления электропитанием обеспечивает выполнение следующих функций:

• -    отображение текущего состояния сетевой энергосистемы в виде мнемосхемы

• -    измерение, контроль, отображение и регистрация параметров;

• -    обработка и вывод информации о состоянии главных цепей и оборудования в текстовом (табличном) и графическом виде; и

• -    дистанционное управление включением главных выключателей и оперативный контроль дежурного персонала;

• -    обработка данных об установившемся режиме работы для различных оперативных целей

• -    Диагностика устройств защиты и автоматического управления по аварийным сигналам;

• -    Дистанционное изменение настроек цифровых РЗА и контроль ввода в эксплуатацию;

• -    Регистрация и сигнализация феррорезонансных режимов, возникающих в сети;

• -    Проверка достоверности входной информации

• -    Диагностика и контроль оборудования

• -    Создание баз данных; хранение и документирование информации (ведение суточных ведомостей, списков работ, архивов);

• -    Технический (коммерческий) учет электроэнергии и контроль энергопотребления;

• -    Контроль параметров качества электроэнергии

• -    Автоматическое противоаварийное управление

• -    Регистрация параметров аварийных и переходных процессов (осциллография) и анализ осциллограмм;

• -    Контроль режима работы от аккумуляторных батарей и изоляция цепей

• -    диагностика состояния аппаратного и программного обеспечения АСУ СЭС;

• -    передача информации о состоянии системы электроснабжения в техническую АСУ по каналам связи с ЦДС и другими службами предприятия.

На рис. 1 показана примерная структура схема АСУ СЭС компрессорной станции. Структура АСУ СЭС зависит от типа КС (электроприводная или газотурбинная), наличия на КС электростанция собственных нужд (ЭСН) и от режимов ее работы. Также имеет значение степень интеграции ЭСН в систему электроснабжения (СЭС).

Рисунок 1 - Структурная схема АСУ СЭС КС

Объектами ГП, входящими в состав СЭС АГУ, являются:

- Открытое распределительное устройство 110 кВ (ОРУ-110 кВ);;

- распределительные устройства 6-10 кВ (ОРУ-6-10 кВ);

- Вспомогательные энергетические установки

• -    Комплект трансформаторных подстанций (КТП) вспомогательных нужд (ВН);

• -    КТП в производственно-эксплуатационных блоках (КТП в ПЭБ);

• -    Блоки с воздушным охлаждением газа (БВОГ);

• -    Вспомогательные сооружения;

• -    КТП водозаборных сооружений

• -    Автоматическая дизельная электростанция (АДЭС);

• -    Главные распределительные устройства станции управления (ГРЩУ);

• -    Распределительные щиты постоянного тока (РЩП);

• -    Системы кондиционирования и вентиляции; и т.д.

Основные отличия АСУ СЭС от технических АСУ заключаются в следующем:

• -    Высокая скорость реакции на всех уровнях процесса управления, соответствующая скорости процессов, протекающих в электрических сетях;

• -    Высокая степень защиты от электромагнитных воздействий.

• -    структура программного обеспечения.

Поэтому обычно СЭС АСУТП выделяется при проектировании как самостоятельная подсистема, связанная с остальными частями АСУТП через мосты. Однако сегодня существуют принципы и возможности построения глубоко интегрированных систем.

Режим работы технологического оборудования определяет режим работы энергетического оборудования. Поэтому подсистема АСУ ТП в целом полностью зависит от технического процесса; подсистема АСУ ТП и АСУТП определяют возможности построения информационно-управляющей системы.

Автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии обладают известным преимуществом - организацией учета с помощью автоматизированных систем контроля, измерения и управления электропотреблением. Такие системы уже много лет используются на средних и крупных промышленных предприятиях, как за рубежом, так и в

России. На таких предприятиях, помимо учетных функций, обычно осуществляется контроль и управление потреблением электроэнергии.

Основной экономический эффект от применения таких систем для потребителей заключается в снижении платежей за потребленную энергию и мощность, а для коммунальных предприятий - в сокращении капитальных вложений для снижения пиков потребления и увеличения генерирующих мощностей в пиковые периоды.

Основными задачами ASCME являются:

• -    Применение современных методов измерения потребления электроэнергии;

• -    Снижение затрат за счет уменьшения платежей за потребленную электроэнергию; и

• -    Оптимизация методов распределения электроэнергии и мощности;

• -    Переход к многотарифному подходу; - Оперативное управление суммарной, активной и реактивной мощностью; - Управление качеством электроэнергии;

• -    Управление качеством электроэнергии. ASCMS выполняет следующие задачи:

• -    Сбор данных на объектах для использования в коммерческой метрологии;

• -    Сбор информации на уровне высшего руководства и подготовка на этой основе данных для коммерческих расчетов между субъектами рынка (включая сложные тарифные структуры);

• -    Формирование балансов потребления по отраслям, в целом по предприятию и по АО-энергозоне;

• -  Оперативное управление и анализ  режимов  потребления

электроэнергии и мощности по основным потребителям;

• -    Управление надежностью измерений электроэнергии и приборов учета электроэнергии;

• -    Подготовка статистических отчетов;

• -    Оптимальное управление нагрузками потребителей.

• -    Финансовые и банковские услуги; расчеты между потребителями и

• продавцами.

Структурная схема АСКУЭ представлена на рис. 2.

Рисунок 2 - Структурная схема АСКУЭ

Рисунок 3 - АСУ ТП электростанций

Система автоматического управления электростанцией представляет собой интегрированную систему автоматизации, состоящую из двух основных подсистем - электрической и тепломеханической, к которым предъявляются совершенно разные требования.

Основными задачами интегрированной системы автоматического управления электростанцией являются обеспечение

• -    Устойчивую работу электростанции в нормальных, аварийных и послеаварийных режимах;

• -    оперативное управление;

• -    возможность интеграции системы управления электростанцией в систему диспетчерского управления верхнего уровня.

АСУ теплоснабжением или тепловая АСУ - это интегрированная, многокомпонентная, организационно-техническая система автоматизации управления теплоснабжением.

Автоматизированные системы управления теплоснабжением позволяют

• -    Повысить качество теплоснабжения

• -    оптимизировать работу системы теплоснабжения за счет реализации заданных технических режимов

• -    Снизить потери тепла за счет раннего обнаружения аварийных ситуаций, выявления и устранения инцидентов;

• -    Значительно повысить качество управленческих решений на верхних уровнях за счет связи с высшим руководством.