Использование ЭВМ в оперативно-диспетчерском управлении

Приватизация энергосистем, электростанций, предприятий сетей и других объектов энергетики привела к экономической разобщенности энергетических предприятий. Если до приватизации экономические цели различных предприятий были едины — минимизировать расходы энергетики в целом, снизить себестоимость электроэнергии и тепла, что объединяло все предприятия, то после приватизации экономические интересы отдельных предприятий стали носить разнонаправленный характер, и каждое предприятие стремится к получению максимальной прибыли, что привело к росту издержек и стоимости единицы энергии. Единственным структурным подразделением энергетики, которое еще обеспечиваетединство энергетики как отрасли и минимизацию затрат на производство электроэнергии и тепла, является диспетчерская служба. Несмотря на экономическую разобщенность отдельных энергетических объектов диспетчерская служба обеспечивает единство энергетики и единую экономи­ческую политику, что очень важно.

Создание автоматизированных систем управления в энергетике имеет много специфических черт. Это связано с такими особенностями энергетики, как: совпадение во времени производства и потребления энергии и невозможность ее складирования; жесткая взаимосвязь режимов большого количества параллельно работающих электростанций, размещенных на большой территории и связанных линиями электропередачи. Эти особенности привели к обособлению оперативно-диспетчерского управления и обусловили высокий уровень автоматизации технологических процессов. От оперативно-диспетчерского управления в значительной степени зависят эффективность и качество энерго­снабжения потребителей.

Автоматизация оперативно-диспетчерского управления является одной из важнейших задач совершенствования управления энергетикой. Это тем более важно, что структурно и функционально задачи оперативно-диспетчерского управления в наибольшей степени подготовлены к постановке на ЭВМ. Автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления (АСДУ) является наиболее специфической и характерной для энергетики системой управления. Система оперативно-диспетчерского управления осуществляет: 1) управление режимами; 2) ввод в эксплуатацию электростанций, электрических сетей и участвует в разработке вопросов развития энергосистем; 3) координацию планов ремонта основного оборудования энергосистем и разрешение заявок на проведение ремонтных работ; 4) разрабатывает сезонные и головные схемы регулирования стока водохранилищ ГЭС и каскадов ГЭС.

Управление режимами включает обеспечение покрытия нагрузок, удовлетворение потребности в электрической и тепловой энергии, соблюдение установленных норм качества энергии (частота и уровни напряжения), обеспечение экономичности работы электростанций, энергосистем и их объединений. Обеспечение покрытия нагрузок связано как с планированием режимов работы тепловых электростанций, так и разработкой схем регулирования водохранилищ ГЭС и каскадов ГЭС.

Диспетчерские управления и службы выдвигают предложения и участвуют в решении вопросов развития энергосистем, ввода в эксплуатацию электростанций, линий электропередачи и других энергетических) объектов, а также системы релейной защиты и автоматики; разрабатывает задания на проектирование систем и устройств автоматического управления нормальными режимами и противоаварийной автоматики системного значения, выполняют выбор уставок и осуществляют контроль и анализ работы автоматических систем и устройств.

Планирование вывода оборудования в резерв и ремонт осуществляется только с разрешения диспетчерских служб. Планирование ремонтов осуществляется в годовом, месячном и суточном разрезах. Ежедневно диспетчерские управления и службы рассматривают и разрешают заявки на проведение ремонтных работ по объектам, находящимся в их управлении и ведении, и приводят необходимые изменения в схемах энергоснабжения.

Оперативно-диспетчерское управление все задачи решает для четырех временных уровней: долгосрочное планирование; краткосрочное планирование; оперативное управление и автоматическое управление.

На уровне долгосрочного планирования решаются задачи оптимизации режимов, обеспечения надежности. Это задачи прогнозирования нагрузок по узлам и энергосистемам, распределение на­грузок между электростанциями, исследование устойчивости параллельной работы, расчеты токов короткого замыкания, расчет уровней напряжений и потокораспределения по основным узлам и линиям электропередачи, выбор уставок релейной защиты и системной автоматики и т.д.

На уровне краткосрочного планирования решаются задачи подготовки режима работы энергосистемы на ближайшие сутки или неделю. При этом рассчитываются графики нагрузок узлов и энергосистем, производится распределение нагрузок между электростанциями с учетом выводов оборудования в ремонт и аварийных остановов, проверяются уровни напряжения в узлах, загрузка линий электропередач, запасы устойчивости по ВЛ, уставки релейной защиты и автоматики, токи короткого замыкания и т.д.

На уровне оперативного управления диспетчерским персоналом решаются задачи, возникающие в течение суток и обеспечивающие выполнение запланированных режимов и их коррекцию при отклонении реальных условий производства, распределение и потребление электроэнергии от расчетных, ликвидацию аварий, восстановление схемы после аварийных отключений, организацию ремонтных и восстановительных работ и т.д.

Автоматическое управление осуществляется в темпе процесса и обеспечивается в основном действиями устройств релейной защиты и системной автоматики, такими, например, как автоматическая частотная разгрузка (АЧР), автоматы включения резерва (АВР), различные виды защиты, отключающие линии электропередачи, станционное оборудование и т.д.

Основными задачами оперативно-диспетчерского управления являются: обеспечение качества электрической энергии; обеспечение надежности; обеспечение экономичности. Высокий уровень централизации оперативно-диспетчерского управления позволил разработать эффективную систему автоматизированного управления. К настоящему времени сложилась стройная автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления. Она полностью повторяет сложившуюся структуру диспетчерского управления в энергетике.

Задачи оперативно-диспетчерского управления решаются для различных режимов: нормального, аварийного, переходного и т.д.

Основные задачи управления нормальными режимами, относящиеся ко всем временным уровням, следующие:

1) прогноз нагрузки;

2) прогноз потребления электроэнергии и тепла;

3) прогноз надежности оборудования;

4) планирование ремонтов;

5) прогноз располагаемых мощностей, составление баланса мощностей;

6) распределение активных мощностей;

7) составление баланса электроэнергии, планирование выработки элекроэнергии и отпуска тепла, суммарного и удельного расхода топлива;

8) выбор схемы коммутации и состава оборудования;

9) определение (или регулирование) загрузки оборудования;

10) расчеты устойчивости линий электропередачи;

11) регулирование частоты;

12) регулирование напряжения;

13) настройка (или корректировка) систем автоматики и релейной защиты.

Развитие и внедрение АСДУ осуществляется в три этапа. Уже завершены два этапа внедрения АСДУ, на втором этапе разработана и реализована на ЭВМ система обработки информации, обеспечивающая использование АСДУ в режиме «советчика диспетчера» при оперативном ведении режима. Разработаны системы усовершенствованных программ долгосрочного и краткосрочного планирования режимов работы энергосистем и отдельных предприятий на основе единой нормативной базы. 1ти программы работают без дополнительного ввода информации об объектах.

Освоены и внедрены комплексы программ, дающие возможность:

— недельного планирования режимов с ежесуточной коррекцией;

— контроля состояния электрической сети на основе автоматического сбора информации, поступающей в ЭВМ от устройств телемеханики;

— автоматизировать составление оперативной и производственно-статистической информации; решения задач оперативного управления прогнозирование нагрузок, расчеты потокораспределения, оперативные расчеты статистической и динамической устойчивости, токов короткого замыкания и т. д.);

— проводить диагностику развития аварии (в послеаварийном режиме) на основании зафиксированной последовательности действия устройств релейной защиты и автоматики и величин изменения напряжений, токов, мощностей;

— организации межмашинного обмена информацией в пределах одной ступени управления и между ступенями;

— работы систем противоаварийной автоматики; создания единой системы автоматического регулирования частоты и активной мощности ЕЭС.

Предполагается, что в перспективе вычислительные системы позволят решать задачу регулирования активной и реактивной мощности и на­пряжения в основных сетях энергосистем и ЕЭС при обеспечении опти­мальных требований надежности и экономичности. Система предотвра­щения аварий и управления аварийными режимами будет основываться на комплексе централизованных устройств, построенных по иерархическому принципу на базе ЭВМ.

Созданная автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления на всех уровнях состоит из функциональной и обеспечивающей части. Функциональная часть АСДУ — комплекс экономико-математических методов решения задач планирования режимов, оперативного и автоматического управления. Обеспечивающая часть АСДУ состоит из комплекса технических средств и математического обеспечения.

Взаимосвязь различных иерархических и временных уровней АСДУ обеспечивается информационным и функциональным единством для всех уровней управления; программным единством; единством исполь­зуемого комплекса технических средств. Информационное единство обеспечивается единой системой классификаторов технико-экономиче­ской информации, единой системой кодирования объектов, унифицированной системой документации и информационных потоков и массивом, т.е. во всех энергосистемах, предприятиях для решения задач АСДУ ис­пользуются одни и те же классификаторы, система кодов, формы представления информации и последовательность ввода информации в ЭВМ. Программное единство обеспечивается использованием общих операционных систем, алгоритмических языков высокого уровня, однотипно­стью программ для решения одинаковых комплексов задач в различных энергосистемах, на энергообъектах. Единство технических средств обеспечивается использованием однотипной аппаратуры на энергообъетах как в части персональных компьютеров (ПК), так и средствах подготовки и передачи информации.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: