ПРОЕКТЫ

Целесообразность внедрения современной автоматизированной системы для управления основными агрегатами тепловой электростанции (котлом, турбиной, электрогенератором) и контроля их работы сомнений, как правило, не вызывает. Однако весьма неочевидным является другое обстоятельство: автоматизация вспомогательных технологических процессов зачастую приносит не меньший, а то и больший экономический эффект. Этот факт может быть наглядно продемонстрирован на опыте Пермской ГРЭС (www.permgres.ru), создавшей АСУ ТП водно-химических режимов (ВХР) и расчетного диспетчерского графика электрической нагрузки (РДГ). О том, как проходили разработка и внедрение системы, рассказал заведующий лабораторией ПО АРМов цеха АСУ ТП ГРЭС Дмитрий Воробьев.

Пермская ГРЭС

Выбор

SCADA-системы

Внедрению АСУ ТП предшествовал выбор наиболее подходящей для данного случая SCADA-системы. Поскольку ИС Пермской ГРЭС построена исключительно на компьютерах, работающих под управлением Windows, рассматривались только системы под эту ОС. Кроме того, из анализа исключались разработки западных фирм, не имевших в России официальных дистрибьюторов, а также системы, ознакомиться с которыми по каким-либо причинам в тот момент было затруднительно. В результате решение выбирали из трех SCADA-систем: IFix разработки Intellution, TRACE MODE отечественной фирмы AdAstra Research Group и Genesis32 компании Iconics. Все они оценивались по трем группам характеристик - техническим, экономическим и эксплуатационным.

К техническим характеристикам относятся требования к аппаратной платформе (процессор, объемы оперативной и дисковой памяти и т. п.), удобство и возможности скриптового языка, полнота функционала, модульность системы, средства представления и передачи информации, коммуникационные возможности и возможности графического редактора.

Экономические характеристики заключаются в стоимости внедрения, эксплуатации, технической поддержки и т. п.

Эксплуатационные характеристики охватывают дружественность пользовательского интерфейса, удобство сопровождения в процессе работы, качество документации и сервисной поддержки.

Проанализировав все эти факторы, специалисты ГРЭС остановились на системе Genesis32. Среди ее основных достоинств они отметили наиболее удачную графическую подсистему и реализацию интерфейса OPC (OLE for Process Control), а также модульность и гибкую систему лицензирования, что обеспечивает относительно невысокую стоимость. Договор на поставку ПО и обучение сотрудников с официальным дистрибьютором компании Iconics фирмой Prosoft (www.prosoft.ru) был заключен в октябре 2003 г. На месте необходимую помощь оказывал пермский партнер Prosoft - фирма ПРОМ-А (www.prom-a.ru).

Проектирование и внедрение

К моменту начала проектирования АСУ ТП ВХР все три энергоблока ГРЭС уже имели разнотипные автоматизированные системы. Информация от технологического оборудования поступает на отдельные серверы энергоблоков, а также на сервер общестанционного оборудования.

Система мониторинга ВХР разрабатывалась и внедрялась в течение 2003-2004 гг. Серверы энергоблоков и общестанционного оборудования были объединены в автоматизированную информационно-расчетную систему (АИРС), которая служит промежуточным звеном между SCADA, функционирующей на отдельном сервере, и технологическим оборудованием, а также скрывает от Genesis32 особенности разнотипных АСУ ТП энергоблоков. Всего АИРС обрабатывает и передает в SCADA-систему более 10 тыс. дискретных и аналоговых сигналов. Следует отметить, что все работы производились силами пяти-шести сотрудников станции.

Пермская ГРЭС станет еще мощнее

Строительство Пермской ГРЭС, расположенной в Добрянке, началось в 1975 г. параллельно с возведением в этом городе жилья и соответствующей инфраструктуры.

Проектом предусматривалось создание шести энергоблоков суммарной мощностью 4800 МВт, что сделало бы ГРЭС одной из самых мощных тепловых станций, однако до распада СССР была построена только половина энергоблоков (1986, 1987 и 1990 гг.). Все они работают на природном газе, хотя первоначальный проект предусматривал использование угля.

С 1993 г. станция стала акционерным обществом в составе РАО ЕЭС. В настоящее время здесь ведется строительство четвертого энергоблока, а в перспективе будут установлены и два последних.

АСУ ТП ВХР была официально введена в промышленную эксплуатацию 6 сентября этого года. Основное ее назначение - отслеживание состояния оборудования химической водоочистки и управление им, для чего служит автоматизированное рабочее место (АРМ) начальника смены химического цеха. Нужно сказать, что разработка системы мониторинга ВХР изначально была неразрывно связана с созданием АИРС, без чего невозможно построение каких-либо общестанционных АСУ ТП.

Система мониторинга РДГ в настоящее время находится в опытной эксплуатации. Ежесуточный РДГ, указывающий требования к электрической мощности на каждые полчаса, поступает по электронной почте из Объединенного диспетчерского управления (ОДУ) Урала и вводится в автоматизированную систему коммерческого учета электроэнергии, откуда направляется в SCADA-систему. Поступление технологической информации, как и в АСУ ТП ВХР, обеспечивает АИРС. На основании РДГ создается уточненный диспетчерский график (УДГ), определяющий требуемые мощности для каждого энергоблока с поминутной разбивкой. В задачи системы мониторинга РДГ входят:

- автоматизация расчета и распределения нагрузки по энергоблокам;

- контроль исполнения РДГ и УДГ;

- анализ отклонений фактической нагрузки от РДГ;

- предупредительная сигнализация о превышении допустимых отклонений (не более 2%);

- оперативное обеспечение машинистов энергоблоков и начальника смены станции достоверной ежеминутной информацией об электрической нагрузке каждого энергоблока.

Следует заметить, что Genesis32 обеспечивает доступ к информации не только с компьютеров, входящих в станционную локальную сеть, но и через Интернет посредством обычного веб-браузера, в том числе с мобильных устройств, причем количество одновременно функционирующих рабочих мест можно оперативно изменять, чему способствует гибкая лицензионная политика Iconics.

Экономический эффект

Система мониторинга ВХР ведет непрерывный контроль качества питательной воды. Помимо продления службы котлов за счет более стабильного ее качества такой контроль позволяет отказаться от не учитывающих реальные условия эксплуатации регулярных остановок энергоблоков для выполнения дорогостоящей регламентной отмывки котлов, заменив их профилактическими работами, выполняемыми по мере надобности, а также избежать крайне невыгодных простоев, связанных с возникновением неисправностей из-за нарушения ВХР. Кроме того, непрерывный мониторинг ВХР положительно скажется и на экологической обстановке. Правда, о точных цифрах экономического эффекта от его внедрения говорить еще рано - слишком мал срок реальной эксплуатации системы, но, по мнению специалистов станции, эффект этот будет весьма велик.

Дмитрий Воробьев считает,

что одной из причин,

мешающих внедрению

современных систем

автоматизации технологических

процессов на российских

предприятиях, является

недостаток информации

по таким решениям

А вот примерный эффект от системы мониторинга РДГ оценить значительно проще. Любое отклонение фактически вырабатываемой мощности от графика - это потерянные деньги (если мощности вырабатывается меньше, чем нужно, то снижаются доходы от продажи электроэнергии, не говоря о возможных штрафных санкциях; ну а если больше - лишняя энергия оказывается вообще невостребованной и фактически представляет собой топливо, в буквальном смысле слова улетевшее в трубу). Система мониторинга РДГ находится в опытной эксплуатации совсем недолго, однако уже приносит весьма ощутимую пользу. Например, в декабре прошлого года, когда ее еще не существовало, недополученная прибыль станции, связанная с отклонениями фактической выработки от диспетчерского графика, была оценена специалистами ГРЭС в 447 тыс. руб., а в августе нынешнего, когда система уже находилась в опытной эксплуатации, - всего в 11 тыс.

Перспективы

В технологическом плане в скором будущем намечаются переход на восьмую версию Genesis32 (сейчас функционирует версия 7.2, а начиналась разработка на версии 7.0), а также отказ от архивного сервера на базе СУБД MS Access в пользу MS SQL Server (на серверах АИРС эксплуатируется СУБД Informix). Постепенно будет проводиться и унификация АСУ ТП всех энергоблоков станции.

АСУ ТП и экономическая эффективность

Экономический эффект от АСУ, охватывающей только основные технологические процессы (для ТЭС в первом приближении заключающиеся в поддержании заданных оборотов турбины в соответствии с генерируемой электрической мощностью путем изменения параметров пара), будет весьма невелик, что становится очевидным при внимательном рассмотрении проблемы. В самом деле, котел не может резко менять свою паропроизводительность, а турбина - мгновенно реагировать на изменения подачи пара. Эти процессы весьма медленные, и квалифицированный оператор с помощью традиционной электромеханической АСУ ТП вполне способен удерживать агрегаты на заданном режиме. Поэтому переход к современной компьютеризированной АСУ ТП существенно облегчит труд операторов, однако на КПД установки это практически не отразится. Настоящую экономическую выгоду можно получить только при комплексном подходе к автоматизации.

Но более важны экономические перспективы. С 20 октября этого года на европейской территории России и в Объединенных энергосистемах Сибири сектор отклонений оптового рынка электроэнергии стал действовать по новым правилам, связанным с введением технологии балансирования. Переход к балансирующему рынку приведет к установлению ежечасных РДГ вместо суточных, ежечасных цен на электроэнергию, широкому внедрению системы штрафов и премий. В такой ситуации отлаженная система мониторинга РДГ дает электростанции серьезные конкурентные преимущества: возможность очень оперативно и гибко реагировать на колебания спроса, извлекая из них максимальную прибыль.