+7 (812) 702-1120
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДИЗЕЛЬНЫМИ И ГАЗО-ПОРШНЕВЫМИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯМИ
Дизельные электростанции, газопоршневые электростанции, модульные электростанцииДизельные электростанции, газопоршневые электростанции, модульные электростанции

Применение автоматизированных систем управления (АСУ ТП) на дизельных и газопоршневых электростанциях.

 

Одной из существенных особенностей современного этапа развития предприятий промышленности России является возрастание требований потребителей этих предприятий к надежности электроснабжения. Перерыв в электроснабжении предприятий химической и газовой промышленности, банковской сферы, больниц и медицинских учреждений, объектов космической отрасли на время более 30-60 секунд может привести к многомиллионным убыткам и человеческим жертвам.

Повышение требований к надежности электроснабжения заставляет многие предприятия России решать вопросы повышения надежности электроснабжения за счет строительства собственных источников электроэнергии (электростанций), а при строительстве таких источников применять технологии и технические средства, обеспечивающие повышение надежности работы собственных электростанций и живучести систем электроснабжения предприятий в целом.

Автоматизированная система управления технологическими процессами электростанции (АСУ ТП ЭС) позволяют сделать электростанцию и систему электроснабжения живучим в условиях непредсказуемых аварийных ситуаций. Живучесть системы электроснабжения обеспечивается быстрой и точной реакции АСУ ТП ЭС на мгновенно изменяющиеся параметры объекта управления.

АСУ ТП ЭС предназначена для автоматизированного управления технологическими процессами работы основного и вспомогательного оборудования электростанции во всех режимах её работы, включая режимы пуска и останова отдельных энергоблоков, представления оперативному и техническому персоналу необходимой технологической информации, получения расчётных параметров, создание и ведение архивов, подготовки и вывода на печать протоколов и другой оперативной документации.

Основной целью применения АСУ ТП в составе электростанции является создание системы управления обеспечивающей:

контроль и предоставление точной оперативной информации о параметрах всего основного и вспомогательного оборудования электростанции;

комплексное управление работой основного и вспомогательного технологического оборудования электростанции за счёт использования современных методов контроля, управления и регулирования технологических процессов и применения высоконадёжной микропроцессорной элементной базы;

устойчивую работу электростанции в заданном режиме за счет автоматического поддержания частоты и напряжения на шинах электростанции в соответствии с ГОСТ 13109-97 (при автономном режиме работы) или заданной мощности в линии связи с энергосистемой (при работе параллельно с энергосистемой) и распределения активных и реактивных нагрузок между параллельно работающими электроагрегатами;

надежную и безопасную эксплуатацию технологического оборудования ЭС за счет автоматического обнаружения неисправностей и предотвращения развития аварийных ситуаций;

высоконадежное управление установками пожаротушения и средствами пожарообнаружения, обеспечивающее обнаружение возгорания в помещениях ЭС, управление исполнительными механизмами установок пожаротушения;

удобство работы оперативного персонала при управлении автоматизируемым оборудованием за счёт создания современных автоматизированных рабочих мест;

автоматизацию ведения отчетной документации;

достоверность информации о состоянии оборудования, минимальные затраты времени на ориентацию персонала в режимной и оперативной обстановке, своевременное выявление неполадок и отклонений;

предотвращение ошибочных действий оператора;

снижение затрат на эксплуатацию и ремонт оборудования электростанции.

При построении концепции АСУ ТП для автономной многоагрегатной электростанции особое внимание следует уделять вопросам ликвидации аварии одного из работающих электроагрегатов с поддержанием электроснабжения потребителей месторождения оставшимися электроагрегатами. При этом в после аварийных режимах АСУ ТП ЭС должна восстановить нормальную работу схемы и питание отключенных при ликвидации аварии потребителей, с сохранением показателей качества электроэнергии, как во время аварии, так и после её ликвидации, в соответствии с требованиями потребителей.

Структурная схема АСУ ТП многоагрегатной дизельной (газо-поршневой) электростанции (Рис 1) основана на применении единой информационной сети, которая связывает между собой отдельные управляющие подсистемы, автоматизированные рабочие места и вспомогательное оборудование. Всю структуру АСУ ТП ЭС можно условно разделить на четыре уровня программно-технических средств.

Структурная схема АСУ ТП ЭС.

Рис. 1 Структурная схема АСУ ТП ЭС

На нижнем («полевом») уровне АСУ ТП располагается контрольно-измерительное оборудование (датчики, измерительные устройства, сигнализаторы, преобразователи сигналов и т.д.) и исполнительные механизмы.

Первичный анализ и обработку данных от контрольно-измерительной аппаратуры проводят локальные подсистемы управления (терминалы микропроцессорных защит ячеек РУ, САУ агрегатов, САУ вентиляции, подсистема коммерческого учета электроэнергии и т.д.), составляющие второй уровень структуры АСУ ТП. Эти подсистемы реализуют алгоритмы управления отдельными блоками или устройствами из состава оборудования электростанции. На основе полученных команд и данных о параметрах контролируемого процесса они формируют сигналы управления оборудованием.

Контроль функционирования указанных подсистем и формирование режимов их работы осуществляют элементы третьего «станционного» уровня — подсистемами управления основным электротехническим (АСУ Э) и тепломеханическим (АСУ Т) оборудованием. Данные подсистемы реализованные на базе микропроцессоров комплексов АСУ Э и АСУ Т, периферийных контроллеров системы противопожарной автоматики и релейной защиты.

Подсистемы АСУ ТП станционного уровня реализуют алгоритмы контроля и управления оборудованием электростанции и подсистемами нижнего уровня на основе данных, получаемых как от собственных первичных источников информации (датчиков), так и от других подсистем через информационную сеть.

Верхний уровень структуры АСУ ТП ЭС составляют автоматизированные рабочие места (АРМ) специалистов, с помощью которых можно полностью контролировать состояние технологического и прочего оборудования ЭС, анализировать текущие или архивные данные, осуществлять управление работой отдельных установок или подсистем. В зависимости от конфигурации АРМ и собственного уровня доступа пользователь имеет возможность использовать определенный набор информационных и управляющих функций.

Связь между изделиями АСУ ТП ЭС осуществляется по каналам последовательной передачи информации на базе современных высоконадёжных интерфейсов (Modbbus, Industrial Ethernet) и по индивидуальным линиям связи для передачи особо ответственных команд управления.

Опыт использования АСУ ТП на дизельных и газо-поршневых электростанциях показывает, что применение автоматизированных систем управления технологическими процессами производства, распределения и передачи электроэнергии на автономных электростанциях позволяет повысить надежность электроснабжения потребителей за счет постоянного мониторинга состояния работающих установок и вспомогательных систем, мгновенной реакции АСУ ТП на возникающие неисправности в основном оборудовании и вспомогательных системах, автоматического запуска резервной установки (резервного оборудования) или отключения неответственных потребителей с целью сохранения устойчивости работы электростанции.

Одновременно применение АСУ ТП позволяет увеличить моторесурс применяемых дизельных и газо-поршневых двигателей на 20-30%, оптимизировать расходы топлива, за счёт алгоритмов управления оптимального распределения нагрузки, а следовательно уменьшить срок окупаемости электростанции на значительный период.

Свириденко А.О., Свириденко О.В., Щетинин А.А., Румянцева И.М.