Автоматизация систем управления энергоснабжением

Автоматизированная система управления или АСУ — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т.п.

С целью повышения эксплуатационной надежности, долговечности и эффективности работы энергетического оборудования, для решения задач диспетчерского, производственно-технологического и организационно-экономического управления энергохозяйством предприятия могут оснащаться автоматизированными системами управления энергохозяйством (АСУЭ).

Указанные системы являются подсистемами автоматизированной системы управления предприятием (АСУП) и должны иметь необходимые средства передачи информации от диспетчерских пунктов питающей энергосистемы в объеме, согласованном с последней.

Комплексы задач АСУЭ в каждом энергохозяйстве должны выбираться исходя из производственной и экономической целесообразности, с учетом рационального использования имеющихся типовых решений и возможностей эксплуатируемых технических средств.

Автоматизированная система управления электрохозяйством (АСУ СЭС) является составной частью АСУЭ и, как правило, имеет в своем составе системы диспетчерского управления электроснабжением и ремонтом электроустановок, распределением и сбытом электроэнергии, а также системы управления производственно-экономическими процессами в электрохозяйстве.

Для контроля и учета энергоресурсов (электроэнергии, тепла, воды) в состав АСУЭ включается специальная подсистема АСКУЭ (автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов). Отдельно следует выделить подсистему тепло- и водоснабжения предприятия в АСУЭ.

Автоматизированная система управления электрохозяйством обеспечивает следующие функции:

• отображение текущего состояния главной схемы электроснабжения в виде мнемосхемы;

• измерение, контроль, отображение и регистрация параметров;

• обработка и вывод информации о состоянии главной схемы и оборудования в текстовой (табличной) и графической форме;

• дистанционное управление переключением выключателей главной схемы с контролем действий дежурного;

• обработка данных установившихся режимов для различных эксплуатационных целей;

• диагностика защит и автоматики с аварийной сигнализацией;

• дистанционное изменение установок цифровых РЗА, управление их вводом в работу;

• регистрация и сигнализация возникновения феррорезонансных режимов в сети;

• проверка достоверности входной информации;

• диагностика и контроль оборудования;

• формирование базы данных, хранение и документирование информации (ведение суточной ведомости, ведомости событий, архивов);

• технический (коммерческий) учет электроэнергии и контроль энергопотребления;

• контроль параметров качества электроэнергии;

• автоматическое противоаварийное управление;

• регистрация (осциллографирование) параметров аварийных и переходных процессов и анализ осциллограмм;

• контроль режима аккумуляторной батареи и изоляции ее цепей;

• диагностика состояния аппаратуры и программного обеспечения АСУ СЭС;

• передача информации о состоянии системы электроснабжения в технологическую АСУ по ее каналу связи на ЦДП и в другие службы 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).

Рис. 1. Структурная схема АСУ СЭС КС

Ниже перечислены объекты СЭ, входящие в АСУ СЭС:

• открытое распределительное устройство 110 кВ (ОРУ-110 кВ);

• комплектное распределительное устройство 6-10 кВ (КРУ 6-10 кВ);

• электростанция собственных нужд;

• комплектная трансформаторная подстанция (КТП) собственных нужд (СН);

• КТП производственно-эксплуатационного блока (КТП ПЭБа);

• КТП агрегатов воздушного охлаждения газа (КТП АВО газа);

• КТП вспомогательных сооружений;
  

• КТП водозаборных сооружений;

• автоматическая дизельная электростанция (АДЭС);

• общестанционный щит станции управления (ОЩСУ);

• щит постоянного тока (ЩТП);

• системы кондиционирования и вентиляции и др.

Основные отличия АСУ СЭС от технологических АСУ заключается в:

• высоком быстродействии на всех уровнях процесса управления, адекватной скорости процессов, протекающих в электрических сетях;

• высокой защищенности от электромагнитных влияний;

• структуре программного обеспечения.

Поэтому, как правило, АСУ СЭС при проектировании выделяется в отдельную подсистему, связанную с остальными АСУ через мост. Хотя в настоящее время имеются принципы и возможности построения глубоко интегрированных систем.

Режим работы технологического оборудования определяет режим работы энергетического оборудования. Поэтому подсистема АСУЭ в целом полностью зависит от технологических процессов. Подсистема АСУЭ как и АСУ ТП фактически определяют возможность построения информационно управляющих систем производством.

Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии обеспечивает общеизвестные преимущества организации учета при помощи автоматизированных систем контроля, учета и управления электропотреблением. Такие системы долгие годы применяются как за рубежом, так и в России на средних и крупных промышленных предприятиях. Кроме функций учета, они обычно также осуществляют контроль и управление электропотреблением на этих предприятиях.

Основной экономический эффект для потребителя от применения этих систем состоит в уменьшении платежей за используемую энергию и мощность, а для энергокомпаний в снижении пиков потребления и уменьшении капиталовложений на наращивание пиковых генерирующих мощностей.

Основные цели АСКУЭ:

• применение современных методов учета расхода электроэнергии;

• экономия средств из-за снижения платежей за потребляемую электроэнергию;

• оптимизация режимов распределения электроэнергии и мощности;

• переход на многотарифный учет электроэнергии; - оперативный контроль полной, активной, реактивной мощностей и др.;

• контроль качества электроэнергии. АСКУЭ обеспечивает решение следующих задач:

• сбор данных на объекте для использования при коммерческом учете;

• сбор информации на верхнем уровне управления и формирование на этой основе данных для проведения коммерческих расчетов между субъектами рынка (в том числе и по сложным тарифам);

• формирование баланса потребления по подразделениям и предприятию в целом и по АО-энергозонам;

• оперативный контроль и анализ режимов потребления электроэнергии и мощности основными потребителями;

• контроль достоверности показаний приборов учета электроэнергии и мощности;

• формирование статистической отчетности;

• оптимальное управление нагрузкой потребителей;

• проведение финансово-банковских операций и расчетов между потребителями и продавцами.

Структурная схема АСКУЭ представлена на рис. 2.

Рис. 2. Структурная схема АСКУЭ: 1 - счетчик электрической энергии, 2 - контроллер сбора, обработки и передачи показаний электрической энергии, 3 - концентратор, 4 - центральный сервер АСКУЭ, 5 - модем для связи с электросбытом, 6 - автоматизированное место (АРМ) АСКУЭ

АСУ ТП электростанций - это интегрированная автоматизированная система, состоящая из двух основных подсистем: АСУ электрической части и АСУ тепломеханической части, к которым предъявляются совершенно разные требования.

Основные задачи интегрированной АСУ ТП электростанции заключаются в обеспечении:

• устойчивой работы электростанции в нормальных, аварийных и послеаварийных режимах;

• оперативности управления;

• возможности включения АСУ ТП электростанции в АСУ диспетчерского управления высшего уровня.

АСУ теплоснабжения или АСУ тепло - это интегрированная, многокомпонентная, организационно-технологическая автоматизированная система управления тепловым хозяйством.

АСУ теплоснабжения позволяет:

• повысить качество теплоснабжения;

• оптимизировать работу теплового хозяйства путем осуществления заданных технологических режимов;

• снизить потери тепла благодаря раннему обнаружению аварийных ситуаций, локализации и устранению аварий;

• обеспечить связь с верхними уровнями управления, что существенно повышает качество управленческих решений, принимаемых на этих уровнях.

Читайте также: АСУ ТП подстанций, автоматизация трансформаторных подстанций