АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМОЙ МОРСКОЙ ЛЕДОСТОЙКАЯ СТАЦИОНАРНАЯ ПЛАТФОРМА ИМ. Ю. КОРЧАГИНА

В статье рассматривается анализ эксплуатационных данных и логики управления энергосистемой морской ледостойкая стационарная платформа (МЛСП) им. Ю. Корчагина [1] и предложение по автоматизации системы. При анализе работы исходной системы был выявлен главный недостаток: при отказе одного из четырёх газотурбинных генераторов (ГТГ) оставшиеся агрегаты не всегда могли принять дополнительную нагрузку из-за снижения их фактической мощности. Это создавало скрытый риск повторного отказа и полного обесточивания платформы.

До внедрения современной системы автоматизации процессов, ввод резервного ГТГ в работу был практически полностью ручным и требовал значительного времени и участия персонала. Алгоритм, описанный в рисунке №1, представлял собой последовательность операций, выполняемых механиком и диспетчером, и имел существенные недостатки в плане скорости и надёжности [2].

Рисунок 1. Старый алгоритм работы

Этапы старого алгоритма:

1. Обнаружение неисправности: При срабатывании предупредительной уставки или аварийном останове рабочего ГТГ, диспетчерский пункт получал сигнал о неисправности. Время получения информации: до 2 минут.

2. Принятие решения и разрешение на пуск: Заместитель начальника смены давал разрешение на пуск резервного агрегата. Время принятия решения: 10–15 минут.

3. Физический пуск: Механик физически производил пуск ГТГ с локальной консоли управления. Время на подготовку и запуск: 10–15 минут.

4. Синхронизация с шинами: После выхода турбины на холостой ход, осуществлялся автоматический контроль параметров для синхронизации с шинами 10 кВ. Так как турбина находилась в отключенном состоянии, в критической ситуации посадка на шины происходила не в том температурном режиме (на непрогретом агрегате). Время синхронизации: 5 минут.

Для устранения этой уязвимости будет реализован режим резервирования «3+1» (для режима бурения) и «2+2» (для нормального режима), при котором три ГТГ работают в активном режиме, а один находится в горячем резерве. Этот подход позволил не только сократить время реакции на отказ с 30 минут до менее чем 1 минуты, но и обеспечить стабильность сети даже при частичной деградации мощности агрегатов, что напрямую решило проблему, указанную выше.

После внедрения системы автоматизированного управления алгоритм ввода резервного ГТГ будет полностью переработан, а также в нем будет исключен человеческий фактор, что позволит сократить время реакции до нескольких секунд [3]. Новый алгоритм указан на рисунке 2.

Рисунок 2. Новый алгоритм

Этапы нового алгоритма:

1. Обнаружение неисправности: При срабатывании предупредительной уставки контроллер TMR фиксирует событие и передаёт его в PMS/SCADA;

2. Автоматическая команда на подготовку резерва: Система автоматически проверяет состояние резервного ГТГ и при необходимости инициирует переход в режим готовности на пуск. Время реакции системы: менее 1 секунды;

3. Автоматическая синхронизация: Резервный ГТГ автоматически выводится на холостой ход, синхронизируется с сетью и переходит в режим горячего резерва (этот этап происходит без участия персонала);

4. Мониторинг и ввод в нагрузку: Система постоянно контролирует состояние резервного агрегата. При аварийном останове активного ГТГ система автоматически инициирует подключение резерва к шинам 10 кВ.

5. Отключение неисправного агрегата: После успешного ввода резервного ГТГ и стабилизации сети неисправный агрегат автоматически отключается для проведения диагностики и ремонта.

Ключевые преимущества нового алгоритма:

1. Полная автоматизация: Отсутствие необходимости в ручных действиях оператора;

2. Скорость реакции: Время от срабатывания второй уставки до начала ввода резерва — менее 1 секунды;

3. Надёжность: Использование отказоустойчивых контроллеров TMR и протоколов OPC UA исключает потери данных и ошибки связи;

4. Интеграция: Алгоритм работает в связке с системой аварийной разгрузки, корректируя её уставки в реальном времени.

Таким образом, автоматический режим является логичным развитием стратегии повышения надёжности энергоснабжения МЛСП им. Ю. Корчагина. Этот шаг позволил кардинально изменить подход к управлению резервом — от медленного, ручного и рискованного к быстрому, автоматизированному и надёжному.