Автоматизированные системы управления технологическими процессами и комплексы противоаварийного управления

Работы по созданию автоматизированных систем управления технологическими процесса­ми (АСУ ТП) электроэнергетических объектов были начаты с появлением первых управляющих вычислительных машин (УВМ). Первая в нашей стране АСУ ТП была создана для Боткинской ГЭС па УВМ типа УМ-1НХ (1973—1975 гг.) по инициативе и проектным разработкам Ленгидропроекта. В дальнейшем в качестве тех­нической базы при создании АСУ ТП ГЭС (Красноярская. Саяно-Шушенская, Чиркейская ГЭС, Загорская ГАЭС) использовались средства управляющей вычислительной техники на базе ЭВМ (М-6000, М-7000, СМ-1, СМ-2, ТВСО и др.). Наибольший вклад в становление и разви­ тие работ по АСУ ТП ГЭС внесли М.Н. Розанов, В.А. Карпов, Н.Б. Гущина (ВЭИ), В.В. Семенов (ВНИИэлектромаш), В.И. Фельдман (Ленгидропроект), Г.Р. Носова (Гидропроект), Л.В. Росман (Энергосетьпроект).

С появлением микропроцессорной вычисли­тельной техники (конец 70-х—начало 80-х го­дов) в мире и одновременно в СССР начались разработки и внедрение в энергосистемах мик­ропроцессорных систем управления. Отечес­твенными разработчиками (ВЭИ, ВПИИЭ, ВНИИэлектромаш) были начаты исследования по созданию локальных микропроцессорных устройств управления. Впервые в нашей стране в 1979 г. сотрудниками ВЭИ были проведены ис­пытания опытного образца микропроцессорного автоматического регулятора возбуждения на Днепровской ГЭС. В результате исследований иполномасштабных испытаний разработаны сле­дующие микропроцессорные устройства:

автоматические регуляторы возбуждения гидро- и турбоагрегатов (АРВ-СДМ);

системы управления мощностью турбоагре­гатов (ЭЧСР-М);

устройства противоаварийного управления (ПАА);

устройства группового регулирования актив­ной и реактивной мощности электростанции;

система сбора и отображения информации на ГЭС, ГАЭС;

системы управления и защиты передач и вставок постоянного тока.

К числу важных устройств относятся автома­тические регуляторы возбуждения генераторов сильного действия, без которых невозможно обеспечить устойчивую работу ЕЭС. Первые ав­томатические регуляторы возбуждения сильно­го действия на базе магнитных усилителей были созданы для Волжской ГЭС им. В.И. Ленина (И.А. Глебов (ВНИИэлектромаш), И.М. Ботвин­ник (ВНИИЭ), Г.Р. Герценберг (ВЭИ), В.А. Вени­ков (МЭИ), С.А. Совалов (ЦДУ ЕЭС)).

Существенный вклад в создание микропро цессорных систем автоматического управления внесли В.Д. Ковалев, В.С. Мельников, А.В. Фа­деев (ВЭИ». В.М. Долкарт (ВНИИЭМ), В.В. Кичаев (ВИИИэлектромаш), Я.И. Лугинский (ВНИИЭ), А.Н. Комаров (ЦДУ ЕЭС).

Накопленный опыт разработки и эксплуата­ции микропроцессорных систем автоматическо­го управления позволил перейти к созданию ин­тегрированных микропроцессорных АСУ ТП. Отечественными институтами (ВЭИ НИИтепло прибор, ВНИИЭМ) разработаны микропроцессорные средства для создания интегрированных АСУ ТП, соответствующие мировому уровню.

Системы автоматизации для АСУ ТП зару­бежного производства (фирмы АВВ, АЕО, и др.) требуют адаптации аппаратных средств к отечественному электротехническому и энергетическому обору­дованию. Кроме этого, при применении аппара­туры зарубежных фирм сохраняется зависи­мость от фирм-поставщиков при дальнейшем расширении или реконструкции объекта, а также при ремонте аппаратуры. Аппаратно-программ­ные системы зарубежных фирм, как правило, в 2—3 раза дороже отечественных.

В последнее время функциональные задачи, возлагаемые на АСУ ТП, значительно расшири­лись. АСУ ТП выполняется в виде двухуровне­вой распределенной системы. Верхний уровень управления включает в себя:

подсистему представления информации пер­соналу станции (ППИ);

подсистему группового регулирования час­тоты и активной мощности (ГРАМ);

подсистему общестанционного регулирова­ния напряжения (ОСРН);

подсистему выбора состава работающих аг­регатов (ПУСК);

подсистему регистрации и анализа аварий­ных режимов (ПРАР);

устройство противоаварийной автомати­ки (ПАА);

подсистему коммерческого учета электро­энергии (КУЭ);

подсистему связи с вышестоящим уровнем управления (ПСВУ).

Нижний уровень АСУ ТП содержит:

устройства сбора и первичной обработки ин­формации (УСИ) от агрегатов, блочных транс­форматоров, преобразователей, линий и т.д.;

локальные системы регистрации (ЛСР) ава­рийного режима на агрегатах и подстанциях;

устройства контроля и диагностики агрега­та (КДА);

подсистемы комплексного управления агре­гатом (КУА);

подсистемы контроля и диагностики под- станционного оборудования (КДПО).

Интегрированные микропроцессорные АСУ ТП проектируются для Волжской, Чебоксарской ГЭС и ряда других объектов.

Подсистема представления информации строится на базе локальной вычислительной се­ти IВМ-совместимых персональных компьюте­ров промышленного исполнения. В качестве тех­нических средств остальных подсистем исполь­зуются унифицированные микропроцессорные комплексы разработки ВЭИ, отвечающие требо­ваниям энергетических объектов по электромаг­нитной совместимости, помехозащищенности и надежности.

Приоритет разработок в области противоава рийного управления принадлежит отечествен­ным специалистам В.А. Беликову, С.А. Совалову, В.А. Семенову, В,Д. Ковалеву, Л.А. Кощееву, Б.И. Иофьеву, Р.С. Рабиновичу. Используемые в энергосистемах России комплексы противо­аварийной автоматики (УПА) включают:

устройства для обеспечения устойчивости электростанций и энергосистем;

автоматику предотвращения асинхронного хода (АПАХ);

автоматическую частотную разгрузку (АЧР);

противоаварийную автоматику от опасного повышения (понижения) напряжения.

Наиболее ответственной является система противоаварийного управления, предотвращаю­щая нарушение устойчивости электростанций и энергосистем. Соответствующие устройства формируют управляющие воздействия на от­ключение части генераторов, быстродействую­щую разгрузку паровых турбин, отключение на­грузки, форсировку (расфорсировку) мощности передач и вставок постоянного тока, деление энергосистем и т.п.

Устройства противоаварийной автоматики создавались вначале как релейные комплексы. Обеспечивающие устойчивость ограниченного энергорайона отдельные устройства были слабо координированы между собой и не отличались точностью формирования управляющих воздей­ствий (УВ).

Когда в энергосистемах началось широкое строительство линий электропередачи напря­жением 500 кВ и выше, существенно возросли требования к точности реализации УВ и надеж­ности функционирования УПА. К этому време­ни отечественной промышленностью уже на­чали выпускаться управляющие вычислитель­ные машины.

Созданные в некоторых энергообъединени­ях централизованные (в рамках энергорайона) УПА с применением мини-ЭВМ типов М-6000, ТА-100, СМ-1, СМ-2 давали возможность фор­мировать УВ для энергосистем со сложной структурой. Однако ограниченное быстродейст­вие мини-ЭВМ не позволяло осуществлять фор­мирование алгоритмов с достаточной степенью точности. Централизованные системы требова­ли большого количества дорогостоящих телека налов связи для передачи контролируемых режимных параметров. УВ, информации о состоя­нии сети и кусковых органах. Управляющие системы с мини-ЭВМ и большим объемом пери­ферийного оборудования не отличались надеж­ностью, а для их обслуживания были необходи­мы квалифицированные специалисты по вычис­лительной технике.

Дата добавления: 2014-12-25