ПРОЕКТЫ

Электроэнергетика, без всяких сомнений, является приоритетной отраслью экономики современных развитых стран, от надежного и эффективного функционирования которой зависят условия жизни их граждан.

Сегодня в России проводятся масштабные реформы в этой области, направленные на формирование полноценного конкурентного оптового рынка и розничных рынков электроэнергии. В частности, предусмотрено разделение бизнесов генерации, передачи и сбыта электроэнергии, а также вспомогательных производств, создание инфраструктуры этих рынков, включающей системных операторов, администраторов торговой системы, федеральную и региональные сетевые компании.

Сохранение качества и надежности электроснабжения потребителей в рамках новой структуры единой энергетической системы потребует организации четкого оперативно-информационного взаимодействия между субъектами рынка и выполнения каждым из них определенных специфических функций и обязанностей. Кроме того, перспектива вхождения России в европейскую, а впоследствии и в мировую энергетическую систему зависит от повышения качества и эффективности функционирования практически всех систем автоматического и автоматизированного управления в электроэнергетике. Таким образом, уже на начальном этапе формирования этого рынка необходимо обеспечить опережающее развитие технических и программных средств, способных удовлетворить рост информационных запросов его участников. Очевидно, что сегодня это невозможно без использования новейших компьютерных и информационных технологий, внедрения современного оборудования практически на всех уровнях систем диспетчерского и технологического управления.

Рис. 1. Структурная схема многофункционального телекомплекса SMART

Для большинства инжиниринговых компаний, производителей и поставщиков оборудования реформирование электроэнергетики - реальная возможность расширить свой бизнес, повысить конкурентоспособность собственных продуктов, найти приложение накопленному опыту и реализовать творческий потенциал. И здесь многое будет зависеть от мобильности производителей, умения подстраиваться самим и адаптировать свои продукты к изменяющимся условиям рынка, к новым задачам. Как никогда становится важен фактор времени выхода нового продукта на рынок. Искусство и правильно выбранная стратегия разработчика, его умение грамотно оценить собственные ресурсы и распорядиться ими - вот составляющие успеха фирмы и ее продуктов на рынке.

Фирма РТСофт"(www.rtsoft.ru) одна из первых в нашей стране стала использовать открытые компьютерные технологии промышленного назначения для построения специализированных ПТК для электроэнергетики. За 10 лет работы в содружестве с ведущими мировыми научными организациями был разработан целый спектр решений для построения систем диспетчерского и технологического управления энергообъектами.

Основным стратегическим партнером "РТСофт" является международный холдинг Kontron (www.kontron.com), обеспечивающий серийный выпуск компьютерного оборудования промышленного назначения. В спектр поставляемых холдингом продуктов входят встраиваемые процессорные модули, промышленные рабочие станции, мобильные и защищенные компьютеры, контроллеры, платы ввода-вывода, конструктивы и др.

Телеинформационные системы

В числе первых разработок "РТСофт" на базе технологий Kontron - многофункциональный телемеханический комплекс SMART, предназначенный для создания распределенных систем сбора и передачи информации на энергетических объектах (тепловые и гидростанции, распределительные подстанции различного класса напряжения). В состав ПТК входят четыре основных компонента: телемеханический терминал SMART-КП, коммуникационный сервер "Интегратор", центральная приемопередающая станция (ЦППС, рис. 2) и автоматизированные рабочие места (АРМ) оперативного персонала. Типовая структурная схема комплекса представлена на рис. 1. Сбор и передача данных о работе и состоянии технологического оборудования объекта производятся телемеханическими терминалами SMART-КП, распределенными по отдельным технологическим участкам. "Интегратор" играет роль локального сервера системы, обеспечивающего такие функции, как коррекция системного времени, сбор информации, архивирование, интерфейс к рабочим местам, взаимодействие с другими подсистемами энергообъекта. АРМ базируются на стандартных персональных компьютерах офисного или промышленного исполнения со специализированным программным пакетом InTouch фирмы Wonderware (США) для визуализации технологического процесса (рис. 3).

Рис. 2. Центральная приемопередающая станция

Все компоненты телемеханического комплекса, рассчитанные на работу в жестких условиях промышленного объекта (электромагнитные помехи, повышенная температура окружающего воздуха, вибрация, запыленность и др.), построены на основе процессорной платформы Motorola и многозадачной операционной системы реального времени (ОСРВ). ЦППС, предназначенные для работы в диспетчерских пунктах энергосистем, обеспечивают прием, обработку и представление оперативному персоналу технологической информации, получаемой по каналам связи от локальных систем сбора и передачи данных на объектах, входящих в состав энергосистемы. Основная особенность станции - поддержка не только современных скоростных, но и низкоскоростных (100-200 бод) каналов связи, которые, к сожалению, пока остаются преобладающими в отечественной электроэнергетике.

Рис. 3. Пример мнемосхемы АРМ оперативного персонала

Следует отметить, что телемеханический комплекс является масштабируемой системой. В простейшем случае это может быть всего один телемеханический терминал на необслуживаемой распределительной подстанции. Другой пример - крупная районная тепловая электростанция, где необходимо создание распределенной системы сбора и передачи данных, охватывающей электрическую часть энергообъекта.

Регулирование частоты и перетоков мощности

Одна из важнейших задач генерирующих компаний, а также системного оператора в условиях рынка - обеспечение регулирования частоты и перетоков мощности. При этом участие электростанций в таком регулировании рассматривается как системная услуга и в то же время как весьма немаловажное условие ее подключения к электрическим сетям.

Компании "РТСофт" в сотрудничестве с ведущей научной организацией отрасли - ВНИИЭ - удалось разработать систему автоматического регулирования частоты и мощности (АРЧМ) на основе современных компьютерных технологий. В состав системы входит центральный регулятор АРЧМ, ряд объектных подсистем [цифровой задатчик внеплановой нагрузки электростанции (ЦЗВН), система группового регулирования активной и реактивной мощности (ГРАМ) и телемеханический терминал SMART-КП]. Центральный регулятор системы предназначен для функционирования в объединенных диспетчерских управлениях энергосистем и отрабатывает алгоритмы регулирования частоты и мощности по командам оперативного персонала. Источниками информации и исполнительными органами для центрального регулятора являются объектные подсистемы, устанавливаемые на регулируемых электростанциях.

Применение компьютерных технологий в системе АРЧМ позволило решить целый комплекс задач, недостижимых при использовании какой-либо другой техники. Новая система значительно повышает оперативность и точность регулирования частоты и мощности в энергосистеме, сводит к минимуму влияние человеческого фактора. Главная изюминка системы - решение специфических оптимизационных задач по распределению нагрузки на генераторы электростанции с учетом особенностей конкретного генерирующего объекта (ресурс агрегатов, основные характеристики, КПД, нежелательные зоны работы, технологические ограничения и др.). Применение подобных решений направлено прежде всего на снижение и выравнивание нежелательного износа весьма дорогостоящего первичного оборудования электростанции.

Противоаварийная автоматика

Надежное электроснабжение потребителей находится в прямой зависимости от безаварийной эксплуатации высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП) системного значения. Как известно, системные аварии, приводящие к повреждению оборудования ЛЭП и отключению потребителей, влекут за собой самые тяжелые последствия для энергосистемы. По всем правилам эксплуатация ЛЭП без автоматизированных систем противоаварийного управления запрещена. Однако большинство энергосистем сегодня оснащены устаревшими устройствами противоаварийной автоматики, выполненными на элементной базе 60-70-х годов прошлого века. Физический износ подобного оборудования и отсутствие комплектов ЗИП - только одна часть проблемы. Ограниченная функциональность устройств затрудняет эксплуатацию комплекса, а "жесткая" логика построения не позволяет реализовать более эффективные алгоритмы противоаварийного управления.

Рис. 4. Устройство противоаварийной автоматики SMART-ПА

В содружестве с такими научными и проектными организациями, как ОАО "СибНИИЭ", ОАО "Южэнергосетьпроект", ОАО "Сибэнергосетьпроект", компании "РТСофт" удалось разработать серию микропроцессорных устройств SMART-ПА (рис. 4) для решения задач противоаварийной автоматики. Модульность и масштабируемость этих устройств позволяют задействовать их как при модернизации действующих систем противоаварийного управления, так и при построении новых комплексов. В основе SMART-ПА лежат базовые аппаратные и программные средства, аналогичные тем, что применяются в телекомплексе SMART.

Данная разработка была успешно использована при модернизации систем противоаварийного управления объединенных энергосистем Юга России и Сибири.

В заключение хотелось бы отметить, что область применения компьютерных технологий в электроэнергетике огромна, мы рассмотрели только некоторые примеры их использования, в основном на самой нижней ступени информационной структуры, т. е. на объектном уровне. Между тем сегодня очень большой интерес проявляется к информационным технологиям, позволяющим оптимизировать технологические процессы генерации, распределения и потребления электрической энергии с целью снижения потерь, увлечения рентабельности, повышения отдачи основных фондов, улучшения финансовых показателей предприятия и др. Решить перечисленные проблемы можно с помощью так называемых MES-системы (Manufacturing Execution Systems). Это специализированные программные продукты, ориентированные на решение информационных задач оперативного планирования, управления и оптимизации технологических процессов и производственных ресурсов. Усилия "РТСофт" по продвижению и внедрению MES-систем на отечественном рынке позволяют надеяться на более широкое распространение этих технологий и в электроэнергетике.