Распределенная автоматизированная система управления пароснабжением на базе динамической программной модели

Для повышения эффективности демпфирования переменной нагрузки вакууматора и выработки пара котлами ОКГ разработана распределенная система автоматического управления пароснабжением, включающая локальные системы автоматического регулирования (САР) на источниках и потребителях пара.

При этом, так как локальные САР должны работать на единую цель – обеспечение инвариантности системы пароснабжения к переменной нагрузке вакууматора и выработке пара котлами ОКГ при максимальном повышении уровня пароснабжения станции ST-3, возникла необходимость координации их работы.

Одним из способов координации данных систем является использование оперативного диспетчерского управления с использованием программы эффективного планирования пароснабжения промплощадки, основанной на математической модели паровой сети. С этой целью была разработана математическая модель системы пароснабжения промплощадки ККЦ.

Отличительной особенностью разработанной модели является учет гидродинамики паровых потоков, связанных с аккумулирующей способностью труб, и наличие пароаккумуляторов, что позволяет учитывать не только статические, но и динамические режимы пароснабжения при переменных нагрузках, а также регулирующих воздействиях от диспетчера и автоматических систем. Видеокадр моделирования режима пароснабжения рассматриваемой системы с использованием разработанной динамической модели представлен на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Видеокадр моделирования пароснабжения промплощадки ККЦ

Анализ результатов моделирования режимов пароснабжения и фактических данных эксплуатации показал, что разработанная модель адекватно отражает процессы пароснабжения станции ST-3 в различных режимах работы источников и потребителей пара с достаточной для практического использования точностью.

Реализация разработанного подхода к оперативному управлению пароснабжением промплощадки ККЦ предполагает установку на каждом источнике и основных потребителях пара автоматизированных рабочих мест (АРМ) диспетчеров с экранной формой, пример которой приведен на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Пример экранной формы АРМ диспетчеров пароснабжения промплощадки

В левой части экранной формы показаны выработки пара источниками, а именно ПВЭС
№. 2, ЦЭС, котельной № 2 и котлами ОКГ; в правой – потребление пара вакууматором, станцией ST-3, ЛПЦ 6–8, сетевыми бойлерами и деаэраторами энергокорпуса. В центральной части расположен график изменения и прогноза ресурса пара в системе и пороговый уровень ресурса пара, поддержание которого необходимо для обеспечения требуемых параметров пара у потребителей. Ниже расположены фактические и прогнозные графики включения вакууматора и котлов ОКГ. На основе использования программной модели в реальном времени рассчитывается ресурс пара в системе и его прогноз в зависимости от параметров и режимов источников и потребителей пара.

Программная модель использует в качестве исходных данных фактические значения параметров пара на источниках и потребителях, получаемые из существующей АСУ. Результаты расчетов по сети передаются на АРМ диспетчеров, включая диспетчера, контролирующего работу вакууматора и котлов ОКГ. В результате каждый из диспетчеров получает возможность контролировать не только текущие значения параметров, но и прогнозируемые значения, полученные с помощью модели.

В итоге алгоритм управления системой пароснабжения может быть представлен следующим образом. Диспетчер вакууматора формирует упреждающий сигнал о начале плавки, который одновременно отображается на АРМ всех указанных источников и потребителей. Также формируется упреждающий сигнал, представляющий собой прогноз включения котлов ОКГ. На основании данных сигналов с помощью динамической модели рассчитываются прогнозные значения ресурса пара в системе, позволяющие другим источникам и потребителям пара выполнить необходимые возможные действия по изменению режимов пароснабжения с тем, чтобы не допустить снижения ресурса пара в системе ниже минимального порогового уровня, обеспечивающего максимальную выработку электроэнергии на станции ST-3.

Таким образом, реализуется распределенное оперативное управление пароснабжением, при котором каждый из элементов системы может видеть состояние системы в целом, состояние и влияние каждого элемента, в том числе свое влияние на работу системы в целом.

Эффективное управление сложными техническими системами, например, системами пароснабжения крупных производственных предприятий, требует получения достоверной прогнозной информации о состоянии системы на основе использования динамической программной модели.

Для реализации оперативного управления системой пароснабжения промплощадки металлургического предприятия разработана математическая программная модель. Особенностью модели является учет гидродинамики паровых потоков, связанных с аккумулирующей способностью труб и паровых аккумуляторов, что позволяет учитывать не только статические, но и динамические режимы пароснабжения при переменных нагрузках, а также регулирующих воздействиях от диспетчера и автоматических систем. Апробация модели на базе данных диспетчерского управления показала целесообразность ее применения для целей анализа режимов и выбора оптимальных вариантов регулирования пароснабжения.

Предложенный подход к управлению пароснабжением промплощадки металлургического предприятия, основанный на использовании динамической программной модели, может быть использован для оперативного управления потоками энергетических ресурсов в других производственных сетях с учетом динамики их выработки, аккумулирования и потребления.

Дата добавления: 2014-12-29