Реферат: Автоматические системы управления в энергетике

--PAGE_BREAK--Составные части АСУ ТП.
1)                Функциональна часть АСУ ТП.

Представляет совокупность всех функций, которые выполняет данная система. Эти функции ещё называют законами АСУ и они включают в себя перечень всех функций управления, формулировку каждой функции, цель, мат. аппарат и алгоритм каждой функции.

2)                Техническая (комплекс технических средств АСУ ТП).

Это совокупность всех компьютерных средств, всех устройств, обеспечивающих сбор информации, измерение, передачу информации и реализацию управляющих сигналов.

3)                Программная (математическая – в л-ре может встретится).

Это совокупность системных и функциональных программ (р-щие функции АСУ).

4)                Информационная.

Совокупность всей информации, циркулирующей в системе, и программ, обеспечивающих хранение, обновление и коррекцию информации, а также доступ к ней.
Тема 2. Функциональная часть АСУ ТП. Общая характеристика


Измерение всех режимных переменных состояния. Преобраз. – преобр. измеренных сигналов в форму, удобную для обработки на компьютере (цифровую и кодированную).

ВС – вычислительная система (не 1 комп.). В результате обработки данных получают:

1)                совокупность обработанной, измеренной информации (без помех, ошибок);

2)                управляющие сигналы;

3)                расчётные режимные величины.

Обработка данных ведётся по заранее разработанным алгоритмам и программам.

4)                хранение с обновлением, коррекцией, удалением устаревшей информации.

I – 1-ый автоматический контур АСУ (без людей). Есть АСУ только с первым контуром.

II – автоматизированное управление.


Тема 3. Техническая часть АСУ ТП


Датчики – технические устройства, которые обеспечивают измерение информации (но это не измерительные приборы (стрелочные амперметры, вольтметры и т.д.)).

УВИ – устройства ввода информации (преобразование в код для ЭВМ);

УВК – управляющий вычислительный комплекс (комплекс компьютерной техники);

АРМО – автоматизированное рабочее место оператора. Есть АРМО турбин, АРМО СГ;

УВУС – устройства вывода управляющих сигналов (з кода компьютера в аналоговый сигналы).

ИОто – исполнительные органы технологических объектов (эл. маг. выключателя, например);

САУ – системы автоматического управления. Если установлены на отдельных, конкретных технологических объектах то локальные САУ (ЛСАУ) (регулирование возб. СГ).

Датчики – это устройства, обеспечивающие измерение режимных параметров и преобразование этих измерений в эл. сигнал тока или напряжения, пропорциональный измеряемой величине (ИТТ, ИТН). Датчики делятся на 2 группы: — аналоговые; — дискретные.

Аналоговые– датчики, на выходе которых есть непрерывный во времени сигнал (аналоговый сигнал).

Дискретные– датчики на выходе которых имеется дискретный по уровню или во времени сигнал. Дискретный по уровню сигнал – это сигнал в котором текущее значение непрерывного во времени сигнала заменяется конечным числом уровней этого сигнала. От 0 до <img width=«16» height=«25» src=«ref-1_1894489527-123.coolpic» v:shapes="_x0000_i1027"> непрерывный сигнал заменяется на <img width=«24» height=«25» src=«ref-1_1894489650-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028">. На участке <img width=«48» height=«25» src=«ref-1_1894489842-175.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029"> непрерывный сигнал заменяется уровнем <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1894490017-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">. <img width=«49» height=«25» src=«ref-1_1894490216-177.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031"> → <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1894490393-198.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">; <img width=«49» height=«25» src=«ref-1_1894490591-177.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033"> → <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1894490768-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">; <img width=«51» height=«25» src=«ref-1_1894490970-177.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035"> → <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1894491147-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036"> и т.д.

Обычно эти уровни на одинаковом расстоянии <img width=«180» height=«25» src=«ref-1_1894491343-542.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">. Принцип измерения: пока сигнал не изменится на <img width=«31» height=«19» src=«ref-1_1894491885-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038"> датчик фиксирует предыдущее значение уровня. Величина <img width=«31» height=«19» src=«ref-1_1894491885-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039"> зависит от конструкции датчика (схемы датчика). <img width=«31» height=«19» src=«ref-1_1894491885-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040"> определяет точность измерений. <img width=«31» height=«19» src=«ref-1_1894491885-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041"> также зависит от погрешности измерения. Разновидность: бинарный датчик (на его выходе сигнал двух уровней).

Датчик типа «да», «нет». Определяет состояние коммутационной аппаратуры. В качестве бинарного датчика используются контакты различных контрольных реле.

Дискретный во времени– датчик, который текущее значение измеряемой величины заменяет конечным числом мгновенных значений, фиксирующих измерения через равны промежутки времени.

<img width=«157» height=«25» src=«ref-1_1894492817-433.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">. Есть ещё подвид дискретного во времени датчика, который широко применяется в АСУ эл. эн. Это число-ипульсные датчики. Они на выходе генерируют различные количества импульсных сигналов в зависимости от измеряемой величины.

Измерением является кол-во импульсов N за промежуток времени <img width=«28» height=«19» src=«ref-1_1894493250-203.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">. N в пересчёте даёт значение измеряемой величины. Таким датчиком снабжаются все счётчики эл. эн., которые используются в АСУ. Для таких датчиков установлен весовой коэффициент (цена импульса). По ним пересчёт. Например, <img width=«116» height=«47» src=«ref-1_1894493453-605.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">.
    продолжение
--PAGE_BREAK--Устройства ввода информации (УВвИ).
Они обеспечивают съём сигналов датчиков, передачу этих сигналов на расстояние и преобразование в машинные коды ЭВМ.

Обычно к первому УВвИ подключается 8 – 32 датчиков. Канал связи с ЭВМ может быть в виде двухпроводной линии либо многопроводной (многоразовой) линии. В первом случае сигналы измерения датчиков предаются последовательно (сначала с <img width=«23» height=«25» src=«ref-1_1894494058-185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">, затем с <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1894494243-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">,…). Измеренная величина каждого датчика в виде машинного кода также передаётся последовательно во времени побитно. машинные коды измерений формируемые УВвИ имеют 8 – 32 разряда <img width=«41» height=«37» src=«ref-1_1894494426-293.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">.
<img width=«341» height=«70» src=«ref-1_1894494719-4256.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">
В случае многоразрядного канала связи сигналы передаются параллельно, каждый разряд по своей.

Самые распространённые аналоговые датчики. Выход этих датчиков в УВвИ преобразуется в цифровой сигнал. УВвИ имеет при этом АЦП. УВвИ иногда называют просто АЦП. Если величина изменяется от 0 до 10 В 4 разрядный АЦП <img width=«160» height=«28» src=«ref-1_1894498975-476.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">. «Цена деления» <img width=«55» height=«48» src=«ref-1_1894499451-385.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050"> (В). УВвИ обязательно содержит фильтры для подавления измеренных шумов.

Они обеспечивают преобразование управляющих сигналов, расчитаных на управляющем вычислительном комплексе, из машинных кодов в аналоговые или дискретные сигналы тока или напряжения. УВУС содержит ЦАП.
Исполнительные органы технологического оборудования.
Это различные приводы, задвижки, контакты, реле. Это те органы которые непосредственно обеспечивают реализацию сигнала управления, отходящего от ЭВМ.
ЛСАУ.
Это системы авт. упр.установленные непосредственно на эл. ст. АРВ СГ, главный регулятор котла, регулятор напряжения трансформатора с РПН, регулятор частоты вращения турбины.
УВК.
Обеспечивает обработку данных всей АСУ и функционирование всех технических средств АСУ.
Структура современного УВК
<img width=«281» height=«211» src=«ref-1_1894499836-8890.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">
Это примерная структура УВК, которая принимается в современных АСУ ТП эл. ст. Эта структура двухуровневая. Каждый уровень определяется наличием коммуникационной шины КШ на которых реализуется локальная вычислительная сеть. КШ ещё называют информационными шинами. К КШ подключаются различные вычислительные устройства и КШ обеспечивает обмен информацией и управление между отдельными вычислительными устройствами. Есть и одноуровневые системы (1 КШ) – их сейчас не строят. Есть 3-уровневые (хим. промышленность). На каждой шине своя локальная вычислительная сеть, но меж ними есть протоколы обмена.

ТС – терминал связи (для обмена информацией данным ВК и внешними (другими) ВК, например связь АСУ ТП эл. ст. с АСДУ (автоматизированная система диспетчерского управления) эн. системы); <img width=«25» height=«46» src=«ref-1_1894508726-1123.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052"> – канал связи.

Канал связи – выделенный телефонный канал (зарубежом – радиоканалы). ПКА – персональные компьютеры администрации.

СУПр – станции управления персоналом.Реализуются также на ПК, но имеет связь с КШ1 и КШ2. Назначение СУПр: управление частями технологического процесса на эл. ст. Например, станция управления турбинами, станция управления котлами, станция управления эл. частью станции. Разбивка на эл-ты разна (в завис. от мощности ст.).

АРМО – автоматизированные рабочие места операторов.

Осн. функции СУПр:

1)                отображение информации об оборудовании на экране монитора в виде схем, диаграмм с указанием измерений текущих режимных параметров;

2)                возможность вмешательства операторов в ход технологического процесса через контроллеры (вмешательство только в свою часть (котёл, СГ));

3)                расчёт и анализ режимных ситуаций (нормальных и ав.) с последующим изображении на мониторе. Например, расчёт ТКЗ в точке;

4)                построение графиков режимных параметров за определенный период времени.

С – сервер. Обеспечивает обработку данных в данном УВК, обмен информации меж различными устройствами, подключение к КШ и обмен информации.

ИС – инженерная станция (тоже ПК (перс. комп.)).

Настройка ВК:

·                   прикладное программирование;

·                   поиск ошибки в системе;

·                   защита данных;

·                   тестирование устройств ВК.

ГЩУ главный щит управления эл. ст. (Для удобства оператив. обслуживания приборы и аппараты с-мы управления сосред-ют на щитах управления (ЩУ). ЩУ представляют собой уст-во что содерж. тех. средства (приборы, аппараты, ключи, сигнал. лампочки…) предназнач. для управления работой отдельных агрегатов, группы агрегатов, участка или всей эл. установки (управ. ген-ми, т-ми, КЛ, ВЛ, междушинными связями). Команды на операции управления или рег-ния подаются вручную или автоматикой. На ГЩУ находится начал. см. ст. (ДИС). На ГЩУ устанавливают приборы контроля за осн. тепловыми показателями ст. и предусматривается 2-сторон. связь начальника смены с оперативным персоналом и с диспетчером системы.).

СЩУ – сервер щита управления (обеспечивает вывод информации на ЩУ).

К – контроллеры – программируемые микропроцессорные устройства, выполняющие функции устройств ввода информации, устройств вывода управляющих сигналов и функции ЛСАУ (локальных систем управления).

Д – датчки.

ИСК – инженерная станция контроллеров – ноутбук для настройки и программирования контроллеров.
    продолжение
--PAGE_BREAK--Информационная и программная часть АСУ ТП.
АСУ разбиваются на:

·                   функциональную часть;

·                   техническую часть

·                   информационную часть;

·                   программную часть.

Информационная часть АСУ ТП представляет собой упорядоченную совокупность всей информации, циркулирующей в АСУ а также способы кодирования этой информации, хранения, доступа к ней и представления этой информации опреаторам.

Упорядочивают информацию в след. больших группах:

1)                оперативная информация;

2)                нормативно-справочная информация.

1) Получается в рез-те измерения режимных параметров с помощью Д. Способы упорядочивания различают: по признаку принадлежности к тому или иному оборудованию (параметры котла, СГ…).

2) Это паспортные данные на оборудование, справочные данные и нормативные значения режимных параметров (ном. уровни напряжения, ном. частота).

1) и 2) вместе называют входной информацией.

Результаты расчётов управляющих сигналов или результаты расчётов режимных параметров – выходная информация. Обработка всей информации, циркулирующей в АСУ, основывается на так называемых компьютерных банках данных.
Структура банка данных

<img width=«348» height=«183» src=«ref-1_1894509849-10712.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">

СУБД – система управления БД – совокупность программ. Позволяет обратится к БД со стороны операторов (О), администрации (Адм.) со стороны програм. расчёта управляющих сигналов и режимных параметров.

Программное обеспечение делят на 2 части:

1)                общее п.о.;

2)                специальное п.о.;

К общему п.о.относят:

1)                ОС(представляет собой набор программ, предназначенных для управления компьютером, хранения информации и организации работы всех подключенных к нему устройств);

2)                драйверы устройств ввода-вывода(программы которые обеспечивают ввод и вывод информации меж различными устройствами);

3)                трансляторы и компиляторы;

4)                программы самодиагностики(тестируют работу всего оборудования);

5)                стандартные библиотеки программ;

6)                программы управления банками данных.

Общее п.о,. как правило, оставляется изготовителем УВК.

Спец. п.о.– совокупность прикладных программ реализующих функции АСУ относительно конкретных технологических объектов.

Всё п.о. можно представить в виде оболочек вложенных друг в друга:

1)                ОС (UNIX, MS DOS);

2)                Служебные программы (все общие п.о., кроме ОС и программ управления БД-ных);

3)                Комплекс программ управления БД;

4)                Все прикладные пограммы.
2. Основы построения АСУ ТП в эл. энергетике Структура управления эл. энергетикой страны
Основой эл. энергетики Украины есть объединенная энергетическая система Украины, которая осуществляет технологический процесс производства эл. энергии, транспорта и распределения.

Энергетическое предприятие «Энергорынок». Киевэнерго содержит генерирующие мощности. Основной аспект управления – оперативное управление режимами работы (оперативное – текущее). Основная задача – надёжность снабжения.

Оперативное управление осуществляется диспетчерскими центрами управления. Эти центры есть в НЭК «УЭ» и в восьми региональных энергосистемах системах.
    продолжение
--PAGE_BREAK--Структура диспетчерского управления в энергетике страны.
ЦДП – центральный диспетчерский пункт;

РДЦ – региональные диспетчерские центры эл. эн. систем (8 центров);

ДПУ ОЭ – диспетчерские пункты управления обл. энерго;

ПУ эл. ст. – пункты управления эл. ст.;

ПУ п/ст. 220 – 750 кВ — пункты управления подстанций сети 220 – 750 кВ;

ДПУ — диспетчерские пункты управления районов эл. сетей;

РЭС – 10 – 0.4 кВ – сети.

Главные задачидиспетчерского управления в нормальных режимах эн. системы:

1)                обеспечение баланса производства и потребления эл. энергии в целом по объединённой эн. системе страны и по отдельным регионам;

2)                обеспечение надёжного и качественного эл. снабжения.
Тема. Краткая характеристика обеспечения баланса производства и потребления эл. энергии.
Потребление эл. энергии в энергосистемах изменяется постоянно течении минут… По этому производство эл. эн. должно приспосабливаться к этим изменениям к этим изменениям, а это требует следующего:

1)                надо планировать строительство новых энергоблоков, эл. станций, эл. сетей на несколько лет вперёд (обычно на 5 лет). Для планирования надо прогнозировать графики потребления на 10 – 15 лет;

2)                надо распределять нагрузку меж различными эл. станциями для различных периодов времени: год, неделя, день. Цель распределения нагрузки – ↓ общих затрат на производство эл. энергии;

3)                разработка и применение методов и средств управления, которые будут противостоять случайным отклонениям производства и потребления эл. энергии. Эти отклонения связаны с ав. ситуациями. Что б противостоять случайным отклонениям должен быть резерв. Этот резерв мобильный: манёвренные ГЭС, ГТУ, ГАЭС.
Поддержание качества поставки эл. энергии.
Под надёжностью эл. снабжения понимается бесперебойность работы. Поддержание баланса имеет смысл если всем потребителям поставляется эл. эн. необходимого качества. Качество эл. эн. характеризуется 2-мя основными параметрами: f и U.

Частота переменного тока – общее системный параметр, значение которого одинаковы во всех точках энергосистемы. Согласно стандартам <img width=«168» height=«52» src=«ref-1_1894520561-681.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">в уст. режиме. Отклонение частоты – нарушение баланса мощности. Осн. причины нарушения баланса:

1)                отклонение реальной нагрузки от запланрованной;

2)                отсутствие (недостаток) резерва по генерируемой мощности.

Для поддержания баланса надо регулировать мощность эл. станций в соответствии с изменением нагрузки. <img width=«164» height=«28» src=«ref-1_1894521242-639.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">; <img width=«63» height=«28» src=«ref-1_1894521881-340.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">суммарные потери мощности. В случае отсутствия регулирующего диапазона на эл. станциях приходится отключать нагрузку в эл. эн. системах. При значительных отклонениях баланса (ав. откл. СГ, ЛЭП) могут возникнуть нарушения устойчивой параллельной работы СГ эл. ст. (вплоть до выпадения из синхронизма).

Второй параметр, характеризующий качество эл. эн., – напряжение. Напряжение различно в различных точках системы. Надо обеспечить поддержание напряжения на зажимах эл. приёмников на уровнях номинальных значений при нормированных, допустимых отклонениях. Для большинства эл. приёмников: <img width=«125» height=«25» src=«ref-1_1894522221-406.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">, для эл. двигателей <img width=«128» height=«52» src=«ref-1_1894522627-600.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058"> (более широкий диапазон).

ЦК – централизованная координация;

РС – распределительная сеть;

ЭП – эл. приёмники;

ЛСАУН – локальные системы автоматического управления напряжением;

ЦП – центры питания:

— Трансформаторы с РПН снабжены автоматическим управлением;

— СК – синхронны компенсаторы (с АРВ СК);

— реакторы;

— КБ (конденсаторные батареи)

В двигателях 6 кВ есть системы автоматического регулирования возбуждения (на газоперекачивающих станциях). Работу ЛСАУН-ием надо постоянно корректировать поскольку их функционирование не зависит друг от друга, а участки эл. сети которыми они управляют взаимосвязаны и изменение режимных параметров на одном участке не сказывается на изменение на втором участке. Надо ЦК (централизованная координация). <img width=«41» height=«19» src=«ref-1_1894523227-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">, <img width=«49» height=«23» src=«ref-1_1894523428-253.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">.
Последовательность управлений во времени.     продолжение
--PAGE_BREAK--1. Уровень нескольких секунд.
Управление мгновенным равновесием энергосистемы. согласно этому временному уровню мощность генерирующего оборудования должна точно следовать и мгновенно реагировать на изменение нагрузки. Такую задачу обеспечивает т.н. первичное регулирование скорости вращения генераторов. Первичное регулирование обеспечивается ЛСАУ, которые устанавливаются на турбинах эл. станций и называются автом. регуляторами частоты вращения турбин АРЧВ (АРС – автом. регуляторы скорости). Кроме первичного на этом временном уровне используется вторичное регулирование, которое обеспечивает изменение мощности генераторов. Первичное и вторичное регулирования должны быть быстродействующими и поэтому реализуются полностью АСУ. Устанав. эти системы на эн. блоках эл. станций.
2. Уровень нескольких минут.
На этом уровне управление состоит в нахождении наиболее экономичного распределения нагрузок меж работающими энергоблоками при чёте потерь в эл. сети.

Суточный график нагрузки. Распределение нагрузки по графику.

Эта задача ещё называется третичным регулированием. Решается с помощью многовариантных расчётов на ЭВМ. Ещё наз-ся оптимизация режима работы эл. станций и эн. систем.
3. Уровень суток или недели.
Задача состоит в использовании имеющихся эн. блоков тепловых эл. станций таким образом что бы ↓ число пусков и остановов эн. блоков.
4. Уровень года или нескольких лет.
Задача состоит в планировании остановов эн. блоков ТЭС на несколько недель для проведения ежегодных ремонтных работ.
5. Уровень нескольких лет.
Основная задача планирование строительства новых энергоблоков, ст., п/ст., ЛЭП и поставок оборудования.

3, 4, 5 уровни не относятся к оперативно-диспетчерскому управлению. Это управление в плане планирования (мы не рассматриваем).
Структура технологического управления в электроэнергетике.
Технологическое управление – это оперативное управление производством, передачей и распределением эл. энергии. Оперативное управление реализуется диспетчерскими службами. Сейчас все диспетчерские службы оснащены автоматизированными системами управления технологическим процессом в электроэнергетике. Кроме того в область действия и диспетчерских служб и АСУ ТП входят ЛСАУ, установленные на электроэнергетических объектах.

Есть 3 основных группы задач, которые возлагаются на диспетчерские службы АСУ ТП (а значит и на ЛСАУ):

1)                обеспечение постоянного необходимого качества питания всех потребителей эл. эн. в любой точке энергосистемы, что требует постоянного оперативного управления частотой, напряжением и мощностью;

2)                Осуществление оптимального использования оборудования эл. станций, эл. сетей;

3)                Осуществление мер оп ликвидации последствий аварий и восстановления нормальной работы эн. систем, а также осуществление мер по предотвращению аварий.

Структурная схема.

ЭЭС – электроэнергетические системы (8 шт.);

ПЭС – предприятия эл. сетей 35 – 220 кВ (сейчас обл. энерго);

ЭБ – энергоблоки (300 МВт и ↑ → АСУ ТП);

РЭС – районы эл. сетей; Д – датчик; ИО – исполнительные органы; ЛСАУ.

ЦСАУЧМ – централизованная САУ частотой и мощностью;

ЦСАУН — централизованная САУ напряжением (управл. U и Q)




<img width=«375» height=«310» src=«ref-1_1894523681-17609.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">
В состав автоматизированного технологического управления эл. эн. системы кроме автоматизированных систем управления входят и автоматические системы управления. Есть 2 группы таких систем: САУ нормальным и САУ аварийным режимами (Н.Р. и А.Р,). Устойчивость параллельной работы СГ энергосистемы → САУ А.Р.
Основные сведения о САУ Н.Р. (нормальным режимом).
ЦСАУЧМ– предназначена для регулирования частоты в эл. эн. системе на заданном уровне путём поддержания баланса активной мощности в системе. Эта централизованная система регулирования частоты только за счёт изменения генерирующей мощности.
<img width=«123» height=«25» src=«ref-1_1894541290-357.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">
Состоит эта система из центральной части и нескольких станционных частей.

На Украине в составе АСУ ОЭС имеется программно-вычислительный комплекс CSADA в состав которого входит ЦСАУЧМ.

На Украине в качестве ЧРЭС используется 4 ГЭС (Днестровская, Днепровская, Кременчугская, Днепродзерджинская) и 1 ТЭС (Змеевская (Донбас)). Для качественного регулирования частоты и мощности к регулированию должны привлекаться практически все ТЭС. У нас не привлекаются из-за изношенности оборудования и отсутствия развитой системы управления (нет каналов связи, денег).

ЦСАУН– предназначена для поддержания напряжений в контролируемых узлах эл. сети 110 и ↑ кВ на заданном уровне и для обеспечения при этом заданных перетоков мощности по ЛЭП.
Основные задачи АСУ ТП эл. станций.
Задачи управления (технологического (оперативного)).

Классификация задач.

— По технологическому принципу.

1)                задачи управления эл. частью;

2)                задачи управления тепловой частью;

3)                задачи управления вспомогательным хозяйством станции;

— По типу управления:

1)                Контроль и диагностика состояния оборудования;

2)                Регулирование параметров режима;

3)                Ведение и оптимизация режима.
    продолжение
--PAGE_BREAK--1. Контроль и диагностика состояния оборудования.
Задачи контроля(большинство задач на Украине этим ограничивается). Контроль – сравнение измеренных значений переменных состояния с заданными допустимыми значениями.

Стандартная схема контроля.

Дискретные измерения значений. <img width=«75» height=«28» src=«ref-1_1894541647-355.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">вектор заданных значений (может изменятся во времени).

ОП – оперативный персонал;

ИО – исполнительные органы.




<img width=«524» height=«51» src=«ref-1_1894542002-1301.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">


Краткая характеристика задач диагностики.

Под задачей диагностики в АСУ понимают расчётный показатель работоспособности оборудования на основе измерений.

Пример задачи диагностики.

Диагностика выработки коммутационного ресурса ВВ Все ВВ характеризуются коммутационным ресурсом – max допустимое кол-во коммутаций выключателя в различных диапазонах коммутируемых токов.

Решение задачи выработки коммутационного ресурса основано на формуле, определяющей расход ресурса за единичную коммутацию:
<img width=«74» height=«33» src=«ref-1_1894543303-290.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">; <img width=«88» height=«27» src=«ref-1_1894543593-299.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066">.
Суммарный ресурс: <img width=«120» height=«56» src=«ref-1_1894543892-571.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">, где <img width=«33» height=«15» src=«ref-1_1894544463-174.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">кол-во коммутаций. Выключатель выработал коммутационный ресурс при <img width=«52» height=«25» src=«ref-1_1894544637-241.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">.

Задачи контроля и диагностики в плане управления реализуются через оперативный персонал, т.е. персонал принимает решения по управлению на основе данных контроля и диагностики. По этому в этих задачах управление осуществляется с задержкой во времени.
Краткая характеристика задач регулирования.
Задача регулирования это задача, которая преимущественно формирует управленческие воздействия с целью вернуть значения переменных состояния к заданы значениям при отклонениях. Воздействие осуществляется автоматически без задержки во времени.

<img width=«176» height=«31» src=«ref-1_1894544878-778.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">опред. алгоритм работы ОС. Этот алгоритм работы такой что б выполнялось условие: <img width=«121» height=«35» src=«ref-1_1894545656-602.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">.

Основное – устойчивая работа системы.

Есть системы в которых <img width=«120» height=«28» src=«ref-1_1894546258-565.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">. Назыв. они системы стабилизации.
Краткая характеристика задач ведения и оптимизации режимов эл. ст.
Задачи ведения режимов это задачи, которые последовательно во времени изменяют состояние или режим технологического объекта управления по заранее определенной последовательности действий. Пример – пуск или останов эн. блока вывод в ремонт выключателя на РУ и т.д.

Задачи оптимизации режимов рассчитывают такие значения режимных параметров, при которых обеспечивается min или max некоторого показателя качества работы технологического объекта управления. Результаты задач оптимизации являются заданными значениями для задач регулирования <img width=«61» height=«28» src=«ref-1_1894546823-340.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">. Примеры: задача определения таких мощностей параллельно работающих энергоблоков станции при которых достигается min суммарного расхода топлива (для ТЭС).
Схема взаимодействия меж задачами контроля и диагностики состояния эл. оборудования, регулирования параметров режима, ведения и оптимизации режима.
В контуре управления АСУ ТП в настоящее время кроме задач контроля, диагностики регулирования, оптимизации и ведения режимов предусматривают группу задач «советчик диспетчера». Эта группа задач вырабатывает рекомендации – советы по принятию решений оперативным персоналом в различных режимных ситуациях на эл. станциях. Сейчас группу задач «советчик диспетчера» называют системой интеллектуального принятия решений (СИПР) оперативным персоналом. СИПР основана на мат. методах и моделях теории нейронных сетей (теория искусственного интеллекта).

3. Управление частотой и активной мощностью в нормальных режимах

электростанция управление автоматизированный энергетический
Статическая характеристика турбоагрегата
В установившемся режиме должен обеспечиваться баланс активной мощности: <img width=«123» height=«25» src=«ref-1_1894541290-357.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">. Баланс мощности имеет смысл если <img width=«31» height=«20» src=«ref-1_1894547520-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075"> и <img width=«25» height=«19» src=«ref-1_1894547737-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076"> в допустимых пределах. При нарушении баланса отклоняется в первую очередь частота: <img width=«99» height=«25» src=«ref-1_1894547937-296.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">.
<img width=«165» height=«48» src=«ref-1_1894548233-654.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">момент на валу турбины, где
Q – расход энергоносителя (пара или <img width=«40» height=«25» src=«ref-1_1894548887-240.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079">);

Н – давление пара (для ГЭС напор <img width=«40» height=«25» src=«ref-1_1894548887-240.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080">);

η – КПД турбоагрегата;

ω – механическая скорость вращения вала.
<img width=«133» height=«47» src=«ref-1_1894549367-545.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081">, где f – частота тока, <img width=«45» height=«25» src=«ref-1_1894549912-127.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082">угловая скорость вращения вектора напряжения генератора.

<img width=«101» height=«29» src=«ref-1_1894550039-283.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083">, * – относительно номинальных значений.
Рассмотрим турбину с постоянной мощностью <img width=«81» height=«25» src=«ref-1_1894550322-338.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084">. Все паровые турбины имеют регулировочные клапаны с помощью которых осуществляется изменение кол-ва пара, подаваемого на турбину. Суть регулирования в том что регулирующие клапаны больше или меньше перекрывают относительное отверстие паропровода, подающего пар на турбину. Если регул. клапаны зафиксировать то <img width=«81» height=«25» src=«ref-1_1894550322-338.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085">.

В этом случае: <img width=«93» height=«48» src=«ref-1_1894550998-507.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086">. В пределах <img width=«73» height=«20» src=«ref-1_1894551505-362.coolpic» v:shapes="_x0000_i1087"> от номинальных значений эта зависимость линейная.

Статическая характеристика – не зависит от времени. Если <img width=«32» height=«24» src=«ref-1_1894551867-226.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088"> то <img width=«47» height=«28» src=«ref-1_1894552093-263.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089">. Так как наклон большой то любое отклонение f или M приводит к значительному отклонениям M или f. Моментно-скоростная характеристика турбоагрегата при постоянной мощности приводит к значительным отклонениям угловой скорости или f при отклонениях момента на валу турбины. Момент на валу турбины определяется моментом нагрузки (моментом сопротивления). Момент нагрузки на валу определяется изменением эл. нагрузки эн системы (эл. нагрузка данного СГ). Работа с такой характеристикой – недопустима.

Фиксированных положений РК может быть множество и для каждого состояния своя моментно-скоростная характеристика. Пределы характеристики:

— справа – при полностью открытых РК;

— слева – при устойчивой работе (тех. min по мощности. Технологический минимум электростанции — минимальная нагрузка электростанции, обеспечивающая безопасное для персонала, оборудования, потребителя и окружающей среды состояние работы электростанции, включающая в себя технический минимум собственного оборудования и минимально необходимую нагрузку, обеспечивающую технологический минимум потребителей).
    продолжение
--PAGE_BREAK--