ПРЕСС-ЦЕНТР

От большой энергетики – к автоматизированной системе управления энергетикой газотранспортного предприятия

Нефтяное хозяйство 10/07

ЗАО «РТСофт» работает в области автоматизации технологических и производственных процессов с 1992 года. Основными видами деятельности компании являются разработка и внедрение программно-технических комплексов и автоматизированных систем управления различного уровня для предприятий энергетики и промышленности. За 15 лет компания внесла весомый вклад в развитие большой энергетики. Заказчиками компании являются известные российские компании: ОАО «СО - ЦДУ ЕЭС», ОАО «ФСК ЕЭС», Оптовые генерирующие компании, Территориальные генерирующие компании.

В связи с внедрением систем автоматизации в ОАО «Газпром» на местах складываются условия для решения задачи создания системы автоматизированного управления энергетикой (АСУ Э) газотранспортного предприятия (ГТП) [1].

В современных условиях особую важность для ГТП представляет оперативное и долгосрочное планирование, поиск оптимальных решений с поставщиками энергоресурсов; собственная генерация и распределение энергии и энергоносителей различного вида (вода, тепло, горючие и технические газы, электроэнергия); контроль произведенных и потребленных энергоресурсов; краткосрочное и долгосрочное прогнозирование и планирование потребления и собственной генерации энергоресурсов.

Успехи в построении АСУ для большой энергетики позволяют надеяться на успешное развитие этого же направления для ГТП. Так, например, внедрение ИУС в ООО «Тюментрансгаз» (Общество) позволило по-новому взглянуть на управление объектами транспорта газа, в том числе на такую важную часть, как автоматизация управления энергоснабжением.

Централизованная система сбора и обработки информации об объектах энергетики позволяет решить задачи бесперебойного энергоснабжения потребителей, оперативного управления системой энергоснабжения объектов Предприятия, планировать обслуживание и ремонт электрооборудования по его фактическому техническому состоянию.

Опыт, накопленный при создании ИУС для Общества [2], дает возможность продолжить работы в направлении создания АСУ Э.

Действительно, система сбора и обработки информации от автоматических источников объектов энергоснабжения во многом напоминает уже функционирующую систему ИУС, объединяющую и обрабатывающую информацию от источников автоматики и телемеханики газокомпрессорных агрегатов, цехов и станций.

Трудности создания ИУС повторяются и в случае создания АСУ Э. Прежде всего это разнотипные источники информации, большой объем устаревшего оборудования, не позволяющего получать информацию о параметрах этого оборудования автоматически, отсутствие линий связи, соединяющих источники информации и базы данных для их хранения, и, наконец, отсутствие концепции построения объектов малой энергетики для ГТП. Можно добавить к этому трудности, связанные с необходимостью интеграции оборудования различных производителей, что требует использования стандартов для их объединения. Отдельная проблема состоит в разработке коммуникационной модели, функций и программ системы управления, программного обеспечения для решения прикладных задач. Все перечисленные проблемы требуют разработки концептуальных основ создания систем автоматизированного управления энергетикой ГТП.

Необходимо перейти к целенаправленному построению АСУ Э для предприятий ОАО «Газпром», с учетом обобщенной модели системы энергоснабжения и энергопотребления, передового зарубежного и отечественного опыта, особенностей реализации проектов такого масштаба в России.

От принятия правильного решения о порядке и принципах программы построения АСУ Э во многом зависит успех всего проекта. Главный энергетик Общества определяет основные направления, самостоятельно контролирует все представляемые решения, выбирает оптимальные варианты.

Учитывая значительные размеры энергохозяйства Общества, разнообразие технических и технологических объектов, рассмотрим обобщенную модель объекта автоматизации.

Объектом автоматизации являются процессы диспетчеризации энергоснабжения Общества. Последнее представляет собой территориально распределенный комплекс, состоящий из систем электро-, тепло-, газо-, водоснабжения и водоотведения (основные и аварийные электростанции, трансформаторные подстанции, котельные, распределительные устройства, сети электро-, тепло-, газо-, водоснабжения и водоотведения, комплекс релейной защиты, автоматики и телемеханики, электроприемные устройства приводов основного и вспомогательного технологического оборудования) и осуществляет прием, выработку, потребление и распределение энергии, потребляемой объектами магистрального транспорта газа (в том числе электроприводами основного и вспомогательного назначения), а также сторонними потребителями.

Проведенное обобщение дает возможность получить представление о составе и содержании каждого компонента этого сложного хозяйства, помогает последовательно рассматривать и анализировать объект автоматизации.

Следующим шагом является изучение и обобщение характеристик существующих средств автоматизации.

Для того чтобы справиться с построением обобщенной модели данных системы, строятся модели информационных потоков, схем их обработки. Далее исследуются промышленные решения, предназначенные для обработки этих потоков. Ограничением при этом является соблюдение международных стандартов, принятых в области энергетики.

Решение первой задачи – построения коммуникационной модели –предложено в виде системы модульного типа, представленной на рисунке 1.


Рис. 1. Состав модулей коммуникационной модели АСУ Э

Кратко охарактеризуем состав и содержание модулей, позволяющих охватить все множество решаемых задач, при соблюдении требований международных стандартов.

Модуль коммуникаций предназначен для обеспечения взаимодействия с интеллектуальными электронными устройствами (ИЭУ) различного назначения и разных производителей.

Модуль синхронизации времени предназначен для обеспечения АСУ Э информацией об астрономическом и локальном времени с точностью, обусловленной решаемыми технологическими задачами.

Модуль обработки сигналов и сообщений предназначен для приема, регистрации и рассылки информации обо всех событиях, производимых АСУ Э и связанных с объектом управления, управляющей системой, пользователями системы и т. п.

Модуль контроля и управления системой предназначен для постоянного контроля исправности аппаратных и программных средств АСУ Э, централизованного дистанционного управления как системой в целом, так и ее отдельными компонентами.

Модуль контроля резервирования и репликации данных обеспечивает надлежащую надежность функционирования АСУ Э.

Модуль ведения архивов обеспечивает требования высокой надежности как в нормальном режиме, так и при пиковых нагрузках, исключая потери данных при сбоях и неисправностях.

Модуль взаимодействия с базой данных реального времени предназначен для обеспечения независимости всех компонентов АСУ Э от применяемой СУБД.

Модуль управления моделью системы энергоснабжения предназначен для ввода данных в модель системы энергоснабжения, для импортирования данных в модель, для ввода технологических и графических данных.

Модуль обработки параметров режима работы оборудования предназначен для сбора, обработки, хранения и контроля данных о значениях параметров, описываемых непрерывными функциями (аналоговых).

Модуль обработки данных о схемах электроснабжения предназначен для сбора, обработки, хранения и контроля данных о положениях силовых коммутационных аппаратов, элементов регулирования и управления.

Модуль взаимодействия с коммерческим и техническим учетом электроэнергии предназначен для сбора, обработки, хранения и контроля данных о величине транспортируемой и/или распределяемой электроэнергии.

Модуль контроля и управления устройствами релейной защиты предназначен для обслуживания устройств релейной защиты и автоматики.

Модуль контроля и управления устройствами противоаварийной автоматики (ПА) предназначен для обслуживания устройств ПА и должен выполнять функции контроля положения управляющих элементов (накладок).

Модуль сбора и обработки данных о регулировании предназначен для обслуживания автономных устройств локального регулирования и должен выполнять функции контроля их работоспособности, централизации данных об управляющих воздействиях, записи в соответствующие архивы, генерации необходимых сигналов и сообщений.

Таким образом, представленный состав модулей и схемы обмена информацией увязывают практически все важные информационные потоки, что может обеспечить решение поставленной задачи. Кроме того, все обменные процессы регламентируются международными стандартами и протоколами.

Задача создания промышленной системы, обеспечивающей коммуникационную модель данных, решается с помощью опыта построения ИУС и комплекса программно-технических средств на основе Spectrum PowerCC/SICAM/SIPROTEC компании Siemens.

С одной стороны, опыт построения ИУС позволяет практически реализовать систему сбора информации от источников информации за счет объединения усилий производителей систем автоматики и телемеханики для ГТС вокруг единой системы с установленными международными протоколами обмена.

С другой стороны, решения компании Siemens позволяют увязать все прикладные задачи, специфические для АСУ Э.

Система Spectrum PowerCC компании Siemens предусматривает надежную и мощную базу для сетевой системы управления различных размеров и различных диапазонов применения. Система имеет открытую архитектуру на основе широко используемых стандартов, является масштабируемой и поддерживает рассматриваемую коммуникационную модель.

Существенные особенности Spectrum PowerCC – архитектура на основе компонентов и модель данных в соответствии со стандартом IEC 61970 – позволяют взаимодействовать с совместимыми компонентами различных производителей программного обеспечения, т.е. возможен быстрый переход существующих систем управления на платформу Spectrum PowerCC.

Spectrum PowerCC использует структурированную модель данных, в которой определения всех типов объектов сохранены (например, объекты процесса, подобные переключателям и линиям связи, топология, карты, оборудование и приложения).

Объекты процесса точно смоделированы и сохранены на основе CIM (Common Information Model IEC 61970).

Изучение и апробирование систем такого класса, развернутое в настоящее время специалистами ЗАО «РТСофт», позволяет надеяться на корректное решение поставленных задач для ГТС, т. к. всесторонне учитывает характеристики системы, особенности процессов, обеспечивает требуемую надежность функционирования всей системы энергоснабжения, соответствует основным принципам и требованиям, выдвигаемым в программах развития этого направления ОАО «Газпром».

Литература

  1. Техническое совещание «Анализ итогов реализации и эксплуатации АСУ Э и АСУ ТП ЭСН на объектах ОАО «Газпром». Проблемы и возможные пути их решения», Санкт-Петербург, 3 сентября 2007 г.

  2. Мохорт И. А., ООО «Тюментрансгаз», Семикин В. Ю., ЗАО «РТСофт». Развитие информационно-управляющей системы газотранспортного предприятия. Опытная эксплуатация//Нефтяное хозяйство, 1, 2007.