Перейти на новую версию сайта
ПРЕСС-ЦЕНТР

От большой энергетики – к автоматизированной системе управления энергетикой газотранспортного предприятия

Нефтяное хозяйство 10/07

ЗАО «РТСофт» работает в области автоматизации технологических и производственных процессов с 1992 года. Основными видами деятельности компании являются разработка и внедрение программно-технических комплексов и автоматизированных систем управления различного уровня для предприятий энергетики и промышленности. За 15 лет компания внесла весомый вклад в развитие большой энергетики. Заказчиками компании являются известные российские компании: ОАО «СО - ЦДУ ЕЭС», ОАО «ФСК ЕЭС», Оптовые генерирующие компании, Территориальные генерирующие компании.

В связи с внедрением систем автоматизации в ОАО «Газпром» на местах складываются условия для решения задачи создания системы автоматизированного управления энергетикой (АСУ Э) газотранспортного предприятия (ГТП) [1].

В современных условиях особую важность для ГТП представляет оперативное и долгосрочное планирование, поиск оптимальных решений с поставщиками энергоресурсов; собственная генерация и распределение энергии и энергоносителей различного вида (вода, тепло, горючие и технические газы, электроэнергия); контроль произведенных и потребленных энергоресурсов; краткосрочное и долгосрочное прогнозирование и планирование потребления и собственной генерации энергоресурсов.

Успехи в построении АСУ для большой энергетики позволяют надеяться на успешное развитие этого же направления для ГТП. Так, например, внедрение ИУС в ООО «Тюментрансгаз» (Общество) позволило по-новому взглянуть на управление объектами транспорта газа, в том числе на такую важную часть, как автоматизация управления энергоснабжением.

Централизованная система сбора и обработки информации об объектах энергетики позволяет решить задачи бесперебойного энергоснабжения потребителей, оперативного управления системой энергоснабжения объектов Предприятия, планировать обслуживание и ремонт электрооборудования по его фактическому техническому состоянию.

Опыт, накопленный при создании ИУС для Общества [2], дает возможность продолжить работы в направлении создания АСУ Э.

Действительно, система сбора и обработки информации от автоматических источников объектов энергоснабжения во многом напоминает уже функционирующую систему ИУС, объединяющую и обрабатывающую информацию от источников автоматики и телемеханики газокомпрессорных агрегатов, цехов и станций.

Трудности создания ИУС повторяются и в случае создания АСУ Э. Прежде всего это разнотипные источники информации, большой объем устаревшего оборудования, не позволяющего получать информацию о параметрах этого оборудования автоматически, отсутствие линий связи, соединяющих источники информации и базы данных для их хранения, и, наконец, отсутствие концепции построения объектов малой энергетики для ГТП. Можно добавить к этому трудности, связанные с необходимостью интеграции оборудования различных производителей, что требует использования стандартов для их объединения. Отдельная проблема состоит в разработке коммуникационной модели, функций и программ системы управления, программного обеспечения для решения прикладных задач. Все перечисленные проблемы требуют разработки концептуальных основ создания систем автоматизированного управления энергетикой ГТП.

Необходимо перейти к целенаправленному построению АСУ Э для предприятий ОАО «Газпром», с учетом обобщенной модели системы энергоснабжения и энергопотребления, передового зарубежного и отечественного опыта, особенностей реализации проектов такого масштаба в России.

От принятия правильного решения о порядке и принципах программы построения АСУ Э во многом зависит успех всего проекта. Главный энергетик Общества определяет основные направления, самостоятельно контролирует все представляемые решения, выбирает оптимальные варианты.

Учитывая значительные размеры энергохозяйства Общества, разнообразие технических и технологических объектов, рассмотрим обобщенную модель объекта автоматизации.

Объектом автоматизации являются процессы диспетчеризации энергоснабжения Общества. Последнее представляет собой территориально распределенный комплекс, состоящий из систем электро-, тепло-, газо-, водоснабжения и водоотведения (основные и аварийные электростанции, трансформаторные подстанции, котельные, распределительные устройства, сети электро-, тепло-, газо-, водоснабжения и водоотведения, комплекс релейной защиты, автоматики и телемеханики, электроприемные устройства приводов основного и вспомогательного технологического оборудования) и осуществляет прием, выработку, потребление и распределение энергии, потребляемой объектами магистрального транспорта газа (в том числе электроприводами основного и вспомогательного назначения), а также сторонними потребителями.

Проведенное обобщение дает возможность получить представление о составе и содержании каждого компонента этого сложного хозяйства, помогает последовательно рассматривать и анализировать объект автоматизации.

Следующим шагом является изучение и обобщение характеристик существующих средств автоматизации.

Для того чтобы справиться с построением обобщенной модели данных системы, строятся модели информационных потоков, схем их обработки. Далее исследуются промышленные решения, предназначенные для обработки этих потоков. Ограничением при этом является соблюдение международных стандартов, принятых в области энергетики.

Решение первой задачи – построения коммуникационной модели –предложено в виде системы модульного типа, представленной на рисунке 1.


Рис. 1. Состав модулей коммуникационной модели АСУ Э

Кратко охарактеризуем состав и содержание модулей, позволяющих охватить все множество решаемых задач, при соблюдении требований международных стандартов.

Модуль коммуникаций предназначен для обеспечения взаимодействия с интеллектуальными электронными устройствами (ИЭУ) различного назначения и разных производителей.

Модуль синхронизации времени предназначен для обеспечения АСУ Э информацией об астрономическом и локальном времени с точностью, обусловленной решаемыми технологическими задачами.

Модуль обработки сигналов и сообщений предназначен для приема, регистрации и рассылки информации обо всех событиях, производимых АСУ Э и связанных с объектом управления, управляющей системой, пользователями системы и т. п.

Модуль контроля и управления системой предназначен для постоянного контроля исправности аппаратных и программных средств АСУ Э, централизованного дистанционного управления как системой в целом, так и ее отдельными компонентами.

Модуль контроля резервирования и репликации данных обеспечивает надлежащую надежность функционирования АСУ Э.

Модуль ведения архивов обеспечивает требования высокой надежности как в нормальном режиме, так и при пиковых нагрузках, исключая потери данных при сбоях и неисправностях.

Модуль взаимодействия с базой данных реального времени предназначен для обеспечения независимости всех компонентов АСУ Э от применяемой СУБД.

Модуль управления моделью системы энергоснабжения предназначен для ввода данных в модель системы энергоснабжения, для импортирования данных в модель, для ввода технологических и графических данных.

Модуль обработки параметров режима работы оборудования предназначен для сбора, обработки, хранения и контроля данных о значениях параметров, описываемых непрерывными функциями (аналоговых).

Модуль обработки данных о схемах электроснабжения предназначен для сбора, обработки, хранения и контроля данных о положениях силовых коммутационных аппаратов, элементов регулирования и управления.

Модуль взаимодействия с коммерческим и техническим учетом электроэнергии предназначен для сбора, обработки, хранения и контроля данных о величине транспортируемой и/или распределяемой электроэнергии.

Модуль контроля и управления устройствами релейной защиты предназначен для обслуживания устройств релейной защиты и автоматики.

Модуль контроля и управления устройствами противоаварийной автоматики (ПА) предназначен для обслуживания устройств ПА и должен выполнять функции контроля положения управляющих элементов (накладок).

Модуль сбора и обработки данных о регулировании предназначен для обслуживания автономных устройств локального регулирования и должен выполнять функции контроля их работоспособности, централизации данных об управляющих воздействиях, записи в соответствующие архивы, генерации необходимых сигналов и сообщений.

Таким образом, представленный состав модулей и схемы обмена информацией увязывают практически все важные информационные потоки, что может обеспечить решение поставленной задачи. Кроме того, все обменные процессы регламентируются международными стандартами и протоколами.

Задача создания промышленной системы, обеспечивающей коммуникационную модель данных, решается с помощью опыта построения ИУС и комплекса программно-технических средств на основе Spectrum PowerCC/SICAM/SIPROTEC компании Siemens.

С одной стороны, опыт построения ИУС позволяет практически реализовать систему сбора информации от источников информации за счет объединения усилий производителей систем автоматики и телемеханики для ГТС вокруг единой системы с установленными международными протоколами обмена.

С другой стороны, решения компании Siemens позволяют увязать все прикладные задачи, специфические для АСУ Э.

Система Spectrum PowerCC компании Siemens предусматривает надежную и мощную базу для сетевой системы управления различных размеров и различных диапазонов применения. Система имеет открытую архитектуру на основе широко используемых стандартов, является масштабируемой и поддерживает рассматриваемую коммуникационную модель.

Существенные особенности Spectrum PowerCC – архитектура на основе компонентов и модель данных в соответствии со стандартом IEC 61970 – позволяют взаимодействовать с совместимыми компонентами различных производителей программного обеспечения, т.е. возможен быстрый переход существующих систем управления на платформу Spectrum PowerCC.

Spectrum PowerCC использует структурированную модель данных, в которой определения всех типов объектов сохранены (