Создание автоматизированной системы оперативного управления режимами работы электростанции

• Автор: Черняев, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МОДУЛИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ.
1.1. Структура автоматизированной системы оперативного управления режимами работы электростанции.
1.2. Расположение автоматизированной системы оперативного управления режимами работы в структуре локальновычислительной сети электростанции
1.3. Основные функции автоматизированной системы оперативного управления режимами работы электростанции.
1.4. Обоснование функций автоматизированной системы оперативного управления режимами работы электростанции
1.5. Разбиение функций автоматизированной системы оперативного управления режимами работы электростанции на модули.
ГЛАВА 2. МЕЖМОДУЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ И СИСТЕМА ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
2.1. Выбор интерфейсов взаимодействия с АСУТП и АСУП автоматизированной системы оперативного управления режимами работы электростанции

2.2. Описание интерфейсов межмодульного и межсистемного взаимодействия

2.2.1. Получение плана балансирующего рынка.

2.2.2. Получение задания теплосети
2.2.3. Получение задания промышленной нагрузки.
2.2.4. Получение данных о режиме работы оборудования.
2.2.5. Получение поправок в режим работы оборудования
2.2.6. Получение ограничений на режим работы оборудования
2.2.7. Получение дополнительных параметров.
2.2.8. Получение данных пользовательского ввода
2.2.9. Методы ведения архива.
2.2 Интеграция с АСУТП
2.3. Методы хранения данных
2.3.1. Сервер вводавывода.
2.3.2. Сервер хранения настроек программы
2.3.3. Архивный сервер.
2.3.4. Сервер вычислений.
2.3.5. Локальный сервер вводавывода.
ГЛАВА 3. РЕАЛИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ ФУНКЦИЙ.
3.1. Расчет распределения нагрузки.
3.1.1. Разбиение оборудования на группы
3.1.2. Построение энергетической характеристики группы оборудования.
3.1.3. Составление уравнений расчета.
3.1.4. Методика решения уравнений
3.1.5. Методика поиска энергетических характеристик
3.2. Раздача задания на АРМ машинистов турбоагрегатов
3.3. Монитор состояния оборудования
3.4. Расчет удельных расходов топлива.
3.4.1. Выбор методики расчета
3.4.2. Ввод формул и корректировка шаблонов
3.4.3. Использование интерпретатора формул при расчете.
ГЛАВА 4. ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМЫ И ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
4.1. Внедрение системы.
4.1.1. Установка модуля распределения нагрузки на ТЭЦ ОАО Мосэнерго
4.1.2. Установка модуля мониторинга параметров на ТЭЦ ОАО Мосэнерго
4.1.3. Тестирование интерфейсов доступа к ПТК Квинт в ОАО НИИТеплоприбор.
4.2. Экономическая эффективность
4.2.1. Уменьшение расхода топлива.
4.2.2. Повышение мотивации персонала
4.2.3. Ввод контроля действий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ВВЕДЕНИЕ
Необходимость оптимального управления режимами работы электростанции и энергосистем всегда остается важным вопросом в энергетике.
В настоящее время, в связи с вводом новых правил функционирования рынка электроэнергии, особенно важной стала задача управления ТЭЦ со сложным составом оборудования при наличии на ТЭЦ блочных, неблочных агрегатов и пиковых водогрейных котлов в условиях НОРЭМ.
В данных условиях, при оптимальном управлении режимами работы ТЭЦ, одной из главных задач является получение максимальной суммарной прибыли станции ТГК от се участия в продаже электроэнергии по регулируемым договорах РД, на рынке на сутки вперед РСВ, и на балансирующем рынке БР, а также от продажи тепловой энергии. Для обеспечения данного условия основное внимание необходимо уделять минимизации топливных затрат, как главного показателя экономичности работы ТЭЦ.
Оптимальное управление режимами работы электростанций традиционно одна из сложных научных и практических задач, обусловленная неопределенностью исходной информации, многовариантностью решения, трудностью учета реального технического состояния оборудования, а также другими факторами. Тем не менее, в настоящее время разработаны различные методики и программные комплексы на их основе для внутристанционной оптимизации режимов работы оборудования.
Причиной сложности использования программных комплексов оптимального управления режимами работы электростанции является значительная доля ручного ввода исходных данных для выбора оптимального режима при каждом изменении задания. Это обусловлено отсутствием интерфейсов взаимодействия между программными комплексами и системами автоматизации, установленными на электростанциях.
Актуальность


Резервное копирование, синхронизация данных и создание архивов являются функциями, незаметными для технологов или операторов производственного процесса, но не являются менее важными составляющими работы системы в целом. В управляющие функции следует отнести функцию вывода энергоблока на заданную тепловую и электрическую мощность, полученную в результате оптимизационных расчетов модели работы электростанции. Необходимо создать автоматизированную систему оптимального оперативного управления электрической станцией. Программнотехнический комплекс должен быть расширяемым, модульным и частично открытым. В этом случае логично пожертвовать частью универсальности и учесть специфику работы энергетических предприятий, а именно невозможность складирования готовой продукции, в большинстве случаев довольно медленные, инерционные процессы, необходимость выдерживания установленного графика нагрузок. Большинство современных программнотехнических комплексов поддерживают создание дополнительных модулей и вставку их в основной процесс системы. Для подключения модулей необходимы открытые протоколы взаимодействия внутри системы. Наиболее универсальными и современными методами взаимодействия являются интерфейсы вводавывода. Они позволяют дописывать модули практически на любых языках программирования, как сторонними, так и собственными разработчиками, оперативно изменять уже существующие модули в случае изменения технологического процесса, устаревания или отказа части системы. Интерфейсная алгоритмизация позволяет сделать систему расширяемой. Таким образом, программнотехнический комплекс должен поддерживать модульные принципы построения и открытые интерфейсы взаимодействия с другими системами. Наличие модульности в системе автоматически добавляет необходимость реализации разграничения прав пользователей на доступ к модулям как внутри системы, так и из других программнотехнических комплексов. Ограничение прав пользователей позволит повысить безопасность функционирования комплекса, позволит ввести дополнительный контроль и разграничить зоны ответственности. В отличие от открытого принципа построения интерфейсов внутреннего взаимодействия, ядро системы должно быть закрытым. Такой принцип позволит сохранить целостность программы, повысит надежность и отказоустойчивость ее работы. Ядро не должно выполнять определенные функции, оно должно содержать в себе только абстрактные интерфейсы, методы хранения, вводавывода данных и алгоритмы работы с ними. Автоматизированная система должна также предоставлять интерфейсы межсетевого взаимодействия, позволяющие выводить данные из систем, вводить данные в систему и передавать управляющие воздействия, в случае их присутствия, на уровень АСУТП. АСУП также должна поддерживать возможность добавления новых интерфейсов взаимодействия в ядро системы, не открывая при этом базовых функций. Программнотехнический способ должен быть эргономичным. В частности в этот пункт входит возможность работы комплекса, полностью или частично по протоколам, не зависящим от операционной системы. Фактически, реализация возможности использования некоторых функций методом подключения к ядру посредством тонкого клиента решает полностью поставленную задачу. Необходимо помнить, что в первую очередь комплекс направлен на решение технологических задач. Это подразумевает наличие целого комплекса стандартизированных решений, которые уже применяются при создании систем автоматизации уровня, а также комплекса новых решений, применение которых возможно и целесообразно только в энергетическом секторе. Автоматизированная система должна поддерживать интерфейсы и алгоритмы работы с формулами, содержащими энергетические функции, такие как энтальпия, энтропия и т. Модуль ввода формул должен поддерживать возможность жесткой фиксации формул с возможностью правки коэффициентов, фактически модуль преобразования алгоритма в функцию нескольких переменных, с возможностью вывода промежуточных значений, и изменения формул на лету во время проведения расчета, фактически их интерпретацию. Выполнение задачи распределения тепловой и электрической нагрузки также необходимо для систем уровня на электростанциях.