Xreferat.com » Рефераты по коммуникации и связи » Автоматизация и диспетчеризация систем электроснабжения

Автоматизация и диспетчеризация систем электроснабжения

электроэнергии. Основная цель создания таких систем – дальнейшеё повышение эффективности технических и программных средств автоматизации и диспетчеризации СЭС для улучшения технико-экономических показателей и повышения качества и надёжности электроснабжения ПП.

Реформирование электроэнергетики России требует создания полномасштабных иерархических систем управления: автоматических систем измерения показателей электроэнергии (АСИЭ); автоматизированных систем учёта потребления и сбыта электроэнергии (АСУПСЭ), АС диспетчерского управления (АСДУ), АС контроля и управления электропотреблением (АСКУЭ).

Основная особенность экономического метода управления – рассмотрение электропотребления как главного звена, управляющего рынком электроэнергии. Этот рынок, в свою очередь, представляет совокупность собственно технологического процесса (производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии), учётно-финансового процесса электропотребления, а также политических процессов в государстве и обществе. Эти факторы должны являться основой для создания и развития рынка электроэнергии в России. Причём функционирование такого рынка не возможно без создания интегрированной системы управления электропотреблением на базе систем АСИЭ, АСУПСЭ, АСДУ и АСКУЭ. При этом возникает необходимость чётко разграничить функции указанных систем в рамках единой системы управления энергопотреблением.

Интегрированная система управления электропотреблением в условиях рынка должна охватывать все уровни и стадии управления от производства до реализации - от физических потоков электрической энергии до финансовых и экономических показателей электропотребления (табл.1.1).

Управление на каждом уровне должно осуществляться соответствующими системами, что обусловлено спецификой выполняемых ими функций (в зависимости от стадии управления) и находит подтверждение в теории и практике создания больших информационно-управляющих систем.

В рамках интегрированной системы АСКУЭ должны быть задействованы различные по функциональному назначению технологические системы, образующие иерархию экономического управления электропотреблением.

Такая единая система АСКУЭ поможет реализовать управление электропотреблением экономическим методом:

- долгосрочное и краткосрочное планирование режимов (кривой) потребления — на основе экономических параметров электропотребления потребителей и поставщиков (от АСУПСЭ) и действующей системы тарифов на электроэнергию (отражающей внешнеё, косвенное, воздействие на управление потреблением);

- контроль режимов электропотребления — по параметрам потребления, используемым для расчётов с потребителями (от АСИЭ);

- принятие управленческих решений по регулированию потребления и доведение их до системы управления производством и распределением энергии.

Таблица 1.1. Структура (иерархия) управления электропотреблением

Уровни управления Стадии управления
1. Внешний (старший) уровень управления. 1. Директивное и косвенное управление.
2. Уровень экономики. 2. Управление (планирование и контроль) экономическим методом.
3. Уровень потребления. 3. Учёт (накопление) экономических параметров для расчёта с потребителями.
4. Уровень присоединения. 4. Измерение (контроль) параметров для расчёта с потребителями.
5. Уровень процесса. 5. Измерение (контроль) технических параметров.

 

Система АСДУ осуществляет управление на технологическом уровне (уровне процесса и уровне присоединения). Её основными функциями являются:

- управление и регулирование потреблением на основе исполнения команд системы экономического управления (АСКУЭ) либо посредством исполнения директив внешнего уровня;

- обеспечение надёжного электроснабжения посредством автоматического измерения (контроля) технических параметров электроэнергии (/, U. W, Р) и автоматической коммутации цепей и генерирующих мощностей либо посредством исполнения старшего директивного уровня управления.

Система АСУПСЭ выполняет функции:

- учёт и накопление экономических параметров потребления - потреблённой энергии и мощности; соответствующих им стоимости и фактической оплаты;

- взаиморасчёты через выставление платежей непосредственно с поставщиками и потребителями, а также с финансовыми учреждениями для контроля оплаты;

- подготовку исходной информации об экономических параметрах электропотребления со стороны потребителей и поставщиков для принятия решений.

Система АСИЭ осуществляет измерение и контроль параметров электропотребления для расчётов с потребителями (потреблённой энергии и мощности).

Распределение подобным образом функций (рис.1.3) между системами АСИЭ, АСУПСЭ, АСКУЭ и АСДУ позволяет создать контур управления, замкнутый на верхнем уровне экономического управления потребления и производства электроэнергии. Благодаря этому можно обеспечить оптимальное управление электропотреблением, в наибольшей степени учитывающеё (балансирующеё) интересы производителей и потребителей в условиях формирующегося рынка электроэнергии.

АСИЭ выполняет измерение параметров энергопотребления в точках присоединения потребителей и поставщиков. АСУПСЭ осуществляет преобразование и группировку параметров потребления электроэнергии в экономические параметры конкретных потребителей и поставщиков, выставление счетов и контроль оплаты, их Учёт (накопление) и анализ.

АСДУ является исполнительным органом, осуществляющим непосредственное управление (по командам системы управления экономического уровня) коммутацией цепей и генерацией мощностей, т.е. на уровнях процесса и присоединений.

Подпись:

Рис. 1.3 Структурная схема функционального взаимодействия АСИЭ, АСУПСЭ, АСДУ и АСКУЭ при управлении процессом энергопотребления

АСКУЭ должна выполнять одновременно две функции:

- оперативный контроль и управление по выдерживанию заданного режима (кривой) потребления;

- формирование нового оптимального режима потребления на основе фактических экономических параметров потребления и тарифов на электроэнергию, а при необходимости — управление переходом на новый режим потребления.

Следует отметить, что рекомендуемые "ЕЭС России" автоматизированные системы контроля и учёта электроэнергии (или контроля, учёта и управления энергопотреблением) можно структурировать как совокупность систем АСИЭ, АСУПСЭ и АСДУ. Тогда их внедрение можно и нужно рассматривать как этап внедрения интегрированной системы экономического управления энергопотреблением (АСУ-Энерго).

Интегрированные организационно-технологические АСУ энергосистемами создаются на базе функционирующих АСУ как естественное их развитие и характеризуются рядом особенностей, в частности наличием: многомашинного оперативного информационного управляющего комплекса (ОИУК); системой сбора оперативно-диспетчерской и организационно-экономической информации; разветвлённой сетью периферийных пунктов сбора и обработки информации; АСУ различного назначения, автоматизированных систем диспетчерского (АСДУ) и организационно-экономического управления (АСОУ), АСУ технологическими процессами, АСУ энергетическими компаниями и предприятиями.

К объективным трудностям создания такой единой системы АСКУЭ можно отнести продолжающийся процесс реформирования электроэнергетики, только формирующийся рынок электроэнергии, недостаточность правовой базы и отсутствие достаточных инвестиций в отрасль.


2. Задачи автоматизированной системы диспетчерского управления энергосистемой

Задачи оперативного контроля и управления решаются в ходе процесса на различных временных интервалах, осуществляют сбор данных из каналов связи с объектами, обеспечивают создание и ведение баз данных реального времени и являются поставщиком информации для технологических задач и задач автоматического управления. Технологические задачи решаются на основе обработки и анализа данных реального времени и данных из ИБД. В комплексе АСДУ в режиме on–line на единой информационной базе должны быть реализованы функции ОИК (SCADA) и режимно–технологических задач оперативного управления, полностью адаптированные к особенностям и условиям России. Задачи автоматического управления решаются на основе обработки и анализа данных реального времени.

В качестве источника информации для АСДУ могут использоваться: ручной ввод параметров; устройства телемеханики и РЗА; комплексы АСУТП электростанций и подстанций; системы учёта электрической энергии; интегрированная база данных энергопредприятий

2.1 Задачи оперативного контроля и управления(1 группа)

Задачи оперативного управления решаются на базе программно–технических средств оперативно–информационного управляющего комплекса (ОИУК) в рамках двух подсистем: иформационно–управляющей (ИУП) и информационно–вычислительной (ИВП). Основным назначением ИУП является сбор, первичная обработка и отображение информации о текущем режиме, а также контроль допустимости режима и состояния элементов энергооборудования. В задачи ИВП входят болеё сложные вычислительные функции, обеспечивающие помощь оперативному персоналу с расчётом допустимости нормальных и послеаварийных режимов, ремонтных заявок, коммутационных переключений, оценку состояния работы электрических, тепловых сетей и электростанций, определение расстояния до места повреждения, оперативный прогноз нагрузок и контроль за потреблением энергии и мощности, расчёт и оптимизацию электрических и тепловых режимов в реальном времени, диагностику основного оборудования. В части обработки телеинформации должны решаться задачи:

– приёма телеизмерений и телесигналов по каналам связи, контроль достоверности, восстановление недостоверных данных, расчёт интегралов, осреднение, контроль пределов;

– архивирования;

– контроля состояния системы сбора информации и формирование статистических данных о работе отдельных элементов системы сбора;

– управления диспетчерским щитом;

– ретрансляции телеинформации на другие уровни управления.

В части диспетчерской ведомости должны решаться задачи:

– переноса телеизмеряемых данных в архивы и ведомости;

– переноса интегральных и осредняемых значений телеизмерений в архивы и ведомости;

– приёма и передачи данных по каналам межуровневого обмена;

– уточняющего расчёта данных диспетчерской ведомости;

– формирования отчётных документов требуемой структуры.

 

2.2 Технологические задачи (2 группа)

Технологические задачи решаются в рамках подсистем:

– технологических задач диспетчерского управления;

– планирования режимов.

В подсистему технологических задач диспетчерского управления входят задачи автоматизации функций диспетчерского персонала:

– формирование и ведение оперативной расчётной схемы электрической и тепловой сети;

– ведение оперативного журнала диспетчера;

– ведение оперативной документации;

– автоматизированное рассмотрение диспетчерских заявок;

В подсистему планирования режимов входят задачи:

– прогноз нагрузок на характерные периоды;

– оценка режимных последствий ввода в работу новых объектов и подключёния их к электрическим и тепловым сетям;

– разработка и корректировка нормальных и ремонтных режимов работы оборудования;

– расчёт потерь энергии в электрических сетях и на электростанциях,

– анализ и прогноз надёжности, качества электроснабжения;

– расчёт удельных расходов топлива и себестоимости выработки энергии на электростанциях.

Режимно–технологические задачи оперативного управления включают:

– отслеживание состояния топологии электрической сети энергосистемы по данным ТИ и ТС;

– контроль правильности работы телеизмерительной системы на основе сравнения фактических и оценённых значений телеизмеряемых режимных параметров;

– оценку надёжности текущих режимов и выдача рекомендаций по её повышению;

– оптимизацию текущих электрических режимов энергосистемы и выдача рекомендаций по снижению потерь активной мощности;

– внутрисуточную коррекцию режимов энергосистемы по активной мощности;

– возможность проведения проверочных расчётов режимов на основе реальных данных с целью оценки допустимости тех или иных решений, принимаемых диспетчером;

– возможность проведения обучения диспетчерского персонала на основе данных реального времени.

В область режимно–технологических задач краткосрочного планирования входят:

– краткосрочный прогноз суммарной нагрузки энергосистемы и её 'районов на основе фактических нагрузок, хранящихся в диспетчерской ведомости:

– расчёт краткосрочного баланса мощности энергосистемы;

– оптимальное распределение нагрузки между электростанциями энергосистемы;

– формирование расчётной схемы и нагрузок узлов для краткосрочного планирования электрических режимов энергосистемы;

– расчёт и оптимизация краткосрочных электрических режимов энергосистемы исходя из минимума потерь и соблюдения заданных ограничений;

– оценка режимной надёжности сформированных краткосрочных режимов энергосистемы;

– определение плановых краткосрочных значений технико–экономических показателей работы энергосистемы;

– обработка и достоверизация контрольных замеров;

– определение статических характеристик нагрузок;

– прогноз нагрузок в узлах электрических сетей на характерные периоды;

– расчёт плавких вставок предохранителей, устанавливаемых на трансформаторах;

– оценка режимных последствий ввода в работу новых объектов и подключёния их к электрическим сетям;

– разработка и корректировка нормальной и ремонтной схем сетей;

– разработка типовых ремонтных схем;

– расчёт, анализ и прогноз надёжности схем электроснабжения;

– расчёт, анализ и прогноз качества электроэнергии в электрических сетях;

– расчёт, анализ, нормирование и прогноз потерь электроэнергии в электрических сетях.

2.3 Задачи автоматического управления (3 группа)

К таким задачам относятся:

– автоматическое управление энергоагрегатами (котел, турбина, генератор и т.д.);

– автоматическое управление средствами регулирования напряжения и реактивной мощности;

– автоматическое управление средствами первичной коммутации для локализации аварий и восстановления электроснабжения (автоматическое повторное включение (АПВ), автоматическая частотная разгрузка (АЧР), автоматический ввод резерва (АВР), автоматическое секционирование электрических сетей и т.п.);

– автоматическое управление средствами первичной коммутации для оптимизации установившихся режимов электрических сетей;

– релейная защита электрических сетей.

Особенностью этой группы задач является решение их соответствующими устройствами (как локальными, так и АСУ ТП) автоматически, без участия человека.

2.4 Задачи АСКУЭ (4 группа)

Подсистема АСДУ должна быть развёрнута на всех уровнях:

– уровень энергосбыта;

– уровень предприятий электрических сетей (ПЭС) – отделение энергосбыта;

– уровень районов электрических сетей (РЭС) – участок энергосбыта;

– уровень энергообъектов (ТЭЦ и подстанции).

Функции и задачи АСКУЭ заключаются в формировании и передаче данных о выработанной и потреблённой электроэнергии, а также потреблении топлива для оперативного диспетчерского управления (ОДУ) энергосистемой и для решения сбытовых задач.

АСКУЭ создаётся для автоматизации расчётного и технического учёта производства и расхода электроэнергии на базе достоверной, метрологически обеспеченной информации, контроля балансов мощности и энергии, контроля и управления режимами электропотребления, а также управления нагрузкой потребителей. Автоматизацией учёта электропотребления решается проблема коммерческих расчётов за электроэнергию и мощность по дифференцированным и многоставочным тарифам, а также проблема получения точных и достоверных балансов электроэнергии по энергообъектам в едином временном срезе.

В основу создаваемых систем АСКУЭ положены следующие базовые принципы:

– исходной информацией для системы служат данные, получаемые от счётчиков расхода электроэнергии (уровень подстанций и станций);

– система создаётся как расчётная, использующая для расчётного и технического учёта одни и те же комплексы технических средств;

– сбор, первичная обработка, хранение и выдача в систему информации об электроэнергии и мощности на объектах осуществляется с помощью специализированных информационно–измерительных систем или устройств сбора и передачи данных (УСПД);

– информация об электроэнергии и мощности, образующаяся на энергообъектах и циркулирующая в АСКУЭ привязана к астрономическому времени или синхронизирована в пределах энергообъекта;

– система сбора и передачи информации АСКУЭ по возможности использует установленные системы связи.

 


3. Автоматизированная система диспетчерского управления СЭС

3.1 Цели создания АСДУ

Автоматизированная система диспетчерского и технологического управления (АСДУ) представляет собой многоуровневый программно–технический комплекс, включающий средства сбора информации, каналы связи, ПЭВМ и программы обработки. АСДУ позволяет:

– обеспечить диспетчерский и режимный персонал, энергоснаб, энергонадзор, руководство энергосистемы и предприятий сетей оперативной информацией о текущих прогнозных и ретроспективных режимах;

– организовать эффективный контроль за ведением текущего режима энергосистемы;

– повысить обоснованность принимаемых диспетчером решений;

– повысить качество и надёжность электроснабжения потребителей;

– осуществлять оперативный и ежесуточный контроль баланса мощности и электроэнергии и улучшить планирование внутрисуточных и текущих режимов;

– получить максимальную прибыль за счет оптимального ведения режимов, экономии топлива и электроэнергии;

– внедрить в кратчайший срок в промышленную эксплуатацию самые современные средства вычислительной техники, а также прикладное программное обеспечение.

3.2 Принципы построения АСДУ

АСДУ разрабатывается на основе следующих принципов:

– функциональная полнота – система должна обеспечивать выполнение всех функций, необходимых для автоматизации объектов управления;

– гибкость структуры – возможность достаточно быстрой настройки при изменяющихся условиях эксплуатации объекта управления;

– открытость – должна обеспечивать возможность присоединения к системе новых функций;

– живучесть – способность сохранять работоспособность системы при отказе её отдельных элементов;

– унификация – максимальное использование стандартного системотехнического программного обеспечения и совместимость системы с международными стандартами с целью его дальнейшего развития и включения в межуровневую региональную вычислительную сеть;

– распределённость обработки информации в неоднородной вычислительной сети;

– отработка типовых решений на "пилотных" проектах с последующим их применением на других объектах;

– преемственность по отношению к эксплуатируемым в настоящеё время системам АСДУ энергосистемой, предусматривающая возможность совместной эксплуатации существующих устройств управления на энергообъектах (телемеханики, релейной защиты и автоматики) и внедряемых микропроцессорных систем, с последующей заменой устаревших устройств;

– информационная совместимость на разных уровнях управления.

3.3 Требования к аппаратным и программным средствам АСДУ

АСДУ должна удовлетворять следующим требованиям:

– использования современных микропроцессорных терминалов и контроллеров с требуемой реакцией: электрические процессы – не болеё 1–5 мс, тепломеханические процессы – не болеё 250 мс;

– возможности передачи данных от контроллеров и устройств телемеханики с меткой времени (для расчётов баланса энергии и мощности и регистрации аварийных процессов);

– повышения скорости передачи данных по телемеханическим каналам;

– возможности использования стандартных промышленных контроллерных сетей и применение в этих сетях контроллеров;

– использования стандартов Международной электротехнической комиссии (МЭК) и российских ГОСТов;

– использования стандартных, локальных вычислительных сетей (ЛВС);

– использования стандартных операционных систем, стандартной структуры реляционных баз данных;

– обеспечения требуемой точности и реакции на события в нормальных и аварийных ситуациях.

АСДУ должна иметь открытую сетевую архитектуру, как

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: