Управление технологическими процессами энергокластеров

Эффективное строительство любой сложной и распределённой системы требует использования неких унифицированных модулей, обладающих определённым набором свойств и характеристик. Такими модулями при построении интеллектуальной электроэнергетической системы могут служить энергетические кластеры и/или группы автоматизированных подстанций.

При построении энергокластеров ключевыми являются множество аспектов, связанных с противоаварийным и режимным управлением, которые должны эволюционировать в нечто, называемое нашими иностранными коллегами "Smart Grid". Целью же данной работы является попытка определить требования к функциональности, которой должны обладать автоматизированные системы управления технологическими процессами подстанций энергокластеров (АСУ ТП ЭК).

Целью построения АСУ ТП энергокластера, должно являться повышение эффективности эксплуатации подстанций, входящих в кластер.

Повышать эффективность эксплуатации возможно различными способами, для энергокластеров мы предлагаем:

• Уменьшить затраты на эксплуатацию.

 • Оптимизировать нагрузку на оборудование для получения максимального полезного эффекта.

Для выполнения поставленных целей в составе АСУ ТП ЭК должны реализовываться следующие функции:

• Централизованное управление кластером как единым объектом автоматизации.

• Централизованное управление параметрами настройки и конфигурациями автоматизированных систем, установленных на подстанциях кластера (ССПИ, АСУ ТП, ТМ).

• Всеобъемлющий непрерывный мониторинг технического состояния всего оборудования энергокластера, обеспечивающий заблаговременное обнаружение ухудшения технического состояния, позволяющее уменьшить вероятность возникновения аварий и снижение их тяжести.

• Единый центр сбора и обработки неоперативной технологической информации (данные мониторинга технического состояния, показатели качества электрической энергии, осциллограммы).

• Автоматизированное создание и анализ допустимости исполнения бланков последовательностей переключений, с учётом состояния коммутационных аппаратов на всех подстанциях кластера, режимных параметров, исправности вторичных систем и каналов связи.

• Обеспечение информационной безопасности во всей структуре кластера. • Мониторинг и дистанционное управление вторичными системами (РЗА, ПА, ТМ, сетевое оборудование), установленными на подстанциях энергокластера.

• Управление уровнями напряжения и устройствами компенсации реактивной мощности, на основеь синхронизированных векторных измерений. Выполняется для снижения потерь и управления качеством электроэнергии.

• Приём и ретрансляция команд телеуправления, получаемых от РДУ и ЦУС по стандартным протоколам.

• Взаимодействие с MES, ERP, EAM и другими информационными и управляющими системами.

Распределение функций АСУ ТП ЭК между объектами энергокластера изображено на рисунке 1.

Если проанализировать функциональность, которую должны обеспечивать АСУ ТП ЭК, то становится очевидным, что на сегодняшний день, когда многие ключевые стандарты находятся в состоянии постоянного обновления, наиболее надёжным подходом является комплексная автоматизация групп подстанций с применением оборудования одного производителя. В то же время, основные функции можно реализовывать и на основе уже существующих комплексов АСУТП или ССПИ подстанций от различных производителей поддерживающих стандартные технологии, такие как:

• Протокол передачи телеинформации МЭК 60870-5-104;

• Набор стандартов по автоматизации подстанций МЭК61850;

• Протокол для управления сетевым оборудованием SNMP;

• Доступ к текущим и архивным данным через SQL, ODBC, OPC или иным стандартным способом.

Рисунок 1. Функциональная структура АСУ ТП ЭК