Главная Пресс-центр Статьи и публикации Цифровой задатчик внеплановой нагрузки электростанции на базе аппаратуры телемеханики SMART-КП, Перепечатка Энергетик №5/2002

Цифровой задатчик внеплановой нагрузки электростанции на базе аппаратуры телемеханики SMART-КП, Перепечатка Энергетик №5/2002

Р.Н. Могилко ЗАО «РТСофт»

В статье описан цифровой задатчик внеплановой нагрузки (ЦЗВН), разработанный на базе аппаратуры телемеханики SMART-КП и обеспечивающий обмен информацией с верхним уровнем системы автоматического регулирования по частоте и перетокам активной мощности (ЦС АРЧМ). Данный ЦЗВН призван заменить устаревшие устройства телемеханики, применяемые в настоящее время в системах АРЧМ.

 
  Как известно, одной из важнейших задач АСУТП регулирующей электростанции является выполнение режима по частоте и перетокам активной мощности, в соответствии с управляющими воздействиями, поступающими с верхнего уровня диспетчерского управления энергосистемой. В настоящее время на регулирующих электростанциях используются как полуавтоматические, так и полностью автоматизированные режимы отработки внепланового задания мощности. В первом случае управляющее воздействие принимается и вводится на отработку диспетчером станции по телефонной или другим видам связи, во втором процесс полностью автоматизирован с помощью устройств телемеханики и так называемого задатчика внеплановой нагрузки (ЗВН). Очевидно, что оперативность и точность выполнения функций автоматического регулирования по частоте и перетокам активной мощности (АРЧМ) определяется всеми составляющими контура автоматического регулирования. Основным недостатком полуавтоматического режима является низкая оперативность, а также влияние человеческого фактора на процесс управления. Таким образом, полностью автоматический режим регулирования является наиболее предпочтительным, а полуавтоматический режим может использоваться как резервный вариант в случае отказа систем автоматики.

 
  Как уже упоминалось, составной частью централизованной системы автоматического регулирования по частоте и перетокам активной мощности (ЦС АРЧМ) является ЗВН. Данное устройство устанавливается на регулирующей электростанции и предназначено для приема управляющего воздействия с верхнего уровня виде внепланового задания мощности электростанции), его преобразования и выдачи в станционную систему управления мощностью (ГРАМ на гидроэлектростанции, САУМ на тепловой электростанции). На подавляющем количестве электростанций элементы системы АРЧМ создавались более 30 лет назад и практически не модернизировались. Как правило, ЗВН на действующих электростанциях представляет собой устройство, построенное с использованием аналоговой схемотехники и устаревшей элементной базы, а для приема управляющих воздействий и передачи сигналов обратной связи на верхний уровень ЦС АРЧМ используются физически устаревшие и изношенные устройства телемеханики типа УТК-1 и ТМ-512.

 
  Между тем, используя возможности современных устройств телемеханики, построенных на базе программируемых промышленных контроллеров возможно построение цифрового задатчика внеплановой нагрузки (ЦЗВН), обеспечивающего обмен информацией с верхним уровнем ЦС АРЧМ и заменяющего устаревшие устройства телемеханики, применяемые в настоящее время в системах АРЧМ. Благодаря большой работе, проведенной специалистами ЦДУ РАО «ЕЭС России», ВНИИЭ и ЗАО «РТСофт» такое устройство было разработано на базе аппаратуры телемеханики SMART-КП.

 
  Как уже неоднократно упоминалось на страницах данного выпуска журнала, SMART-КП представляет собой интеллектуальное устройство, выполненное на базе промышленного контроллера SMART-I/O фирмы PEP Modular Computers (Германия). Благодаря возможности использования технологически-ориентированных языков программирования для разработки прикладного ПО, SMART-КП может быть легко запрограммирован для выполнения различных алгоритмов и функций локальной автоматики. Отличительной особенностью комплекса является то обстоятельство, что используемый программный инструментарий (пакет ISaGRAF) доступен для освоения пользователем, т.е. эксплуатационный персонал при соответствующей подготовке имеет возможность модифицировать и расширять прикладное ПО ЦЗВН.

 
  Разработанный программно-технический комплекс ЦЗВН выполняет следующие функции:

 
 
  • Прием с верхнего уровня ЦС АРЧМ управляющего воздействия виде внепланового задания мощности электростанции), в соответствии с протоколом аппаратуры телемеханики УТК-1, передаваемого в виде 8-разрядного сигнала телеуправления и 4-х телесигналов ТС телеотключения и телевключения.
 
 
  • Масштабирование принятого кода управляющего воздействия в соответствии с заданной линейной масштабной характеристикой.
 
 
  • Отработка и запоминание принятого управляющего воздействия (интегральной составляющей) с помощью следящей системы, состоящей из интегратора, охваченного отрицательной обратной связью (ООС).
 
 
  • Выдача интегральной и пропорциональной составляющих управляющего воздействия в станционную систему управления мощностью (ГРАМ на ГЭС и САУМ на ТЭС) по двум отдельным независимым выходным цепям.
 
 
  • Ввод и отработка сигналов от элементов ручного управления ЦЗВН.
 
 
  • Отображение необходимой информации и сигнализация о работе и состоянии ЦЗВН и его защит для дежурного персонала станции.
 
 
  • Сбор необходимой информации о работе электростанции под управлением ЦС АРЧМ, формирование обобщенных сигналов о работе и состоянии ЦЗВН и передача этой информации на верхний уровень ЦС
 
  АРЧМ по каналам телемеханики в соответствии с протоколом аппаратуры телемеханики ТМ-512.

 
 
  • защита от неправильного действия устройства или повреждения технических средств:
 
 
  • защита от неисправности канала телерегулирования (недостоверности кода);
 
 
  • защита от недопустимо большого рассогласования между входным и выходным значениями интегральной составляющей управляющего воздействия;
 
 
  • защита от обрыва или короткого замыкания выходной цепи интегральной составляющей управляющего воздействия, идущей в станционную систему управления мощностью.
 
  В состав ЦЗВН входят следующие компоненты (рис.1):

 
 
 
 
  • Блок процессора SMART-BASE;
 
 
  • Блоки расширения ввода-вывода SMART-EXT;
 
 
  • Модули дискретного ввода SM-DIN1;
 
 
  • Модуль дискретного вывода SM-DOUT1;
 
 
  • Модуль аналогового ввода SM-ADC1;
 
 
  • Модуль канального адаптера SM-TM2;
 
 
  • Пульт оператора.
 
  Блок процессора SMART-BASE является центральным элементом, на который возлагаются вычислительные и коммуникационные функции системы, а модули ввода-вывода SM-DIN1, SM-DOUT1, SM-ADC1, SM-DAC1 и SM-TM2 обеспечивают сопряжение контроллера с внешними цепями. Пульт оператора решает задачи визуализации процесса регулирования, ручного управления ЦЗВН, а также контроля и диагностики ПТК.

 
  Конструктивно ЦЗВН выполнен в виде приборного шкафа настенного исполнения. В шкафу смонтированы контроллер с модулями ввода-вывода, источники питания, клеммные блоки и пульт оператора. Лицевая панель пульта оператора с клавиатурой и дисплеем выведена на дверь шкафа.

 
  В настоящее время ПТК ЦЗВН успешно прошел стендовые испытания на техническом полигоне в ЦДУ РАО «ЕЭС России». В декабре 2001 года промышленный образец ЦЗВН был установлен на Волжской ГЭС и после проведения приемо-сдаточных испытаний на объекте комплекс был запущен в опытную эксплуатацию.

22.04.2014