Коллектив авторов - История электротехники

В последнее время функциональные задачи, возлагаемые на АСУ ТП, значительно расширились. АСУ ТП выполняется в виде двухуровневой распределенной системы. Верхний уровень управления включает в себя:

подсистему представления информации персоналу станции (ППИ);

подсистему группового регулирования частоты и активной мощности (ГРАМ);

подсистему общестанционного регулирования напряжения (ОСРН);

подсистему выбора состава работающих агрегатов (ПУСК);.

подсистему регистрации и анализа аварийных режимов (ПРАР);

устройство противоаварийной автоматики (ПАА);

подсистему коммерческого учета электроэнергии (КУЭ);

подсистему связи с вышестоящим уровнем управления (ПСВУ).

Нижний уровень АСУ ТП содержит:

устройства сбора и первичной обработки информации (УСИ) от агрегатов, блочных трансформаторов, преобразователей, линий и т.д.;

локальные системы регистрации (ЛСР) аварийного режима на агрегатах и подстанциях;

устройства контроля и диагностики агрегата (КДА);

подсистемы комплексного управления агрегатом (КУА);

подсистемы контроля и диагностики подстанционного оборудования (КДПО).

Интегрированные микропроцессорные АСУ ТП проектируются для Волжской, Чебоксарской ГЭС и ряда других объектов.

Подсистема представления информации строится на базе локальной вычислительной сети IBM-совместимых персональных компьютеров промышленного исполнения. В качестве технических средств остальных подсистем используются унифицированные микропроцессорные комплексы разработки ВЭИ, отвечающие требованиям энергетических объектов по электромагнитной совместимости, помехозащищенности и надежности.

Приоритет разработок в области противоаварийного управления принадлежит отечественным специалистам В.А. Веникову, С.А. Совалову, В.А. Семенову, В.Д. Ковалеву, Л.А. Кощееву, Б.И. Иофьеву, PC. Рабиновичу. Используемые в энергосистемах России комплексы противоаварийной автоматики (УПА) включают:

устройства для обеспечения устойчивости электростанций и энергосистем;

автоматику предотвращения асинхронного хода (АПАХ);

автоматическую частотную разгрузку (АЧР);

противоаварийную автоматику от опасного повышения (понижения) напряжения.

Наиболее ответственной является система противоаварийного управления, предотвращающая нарушение устойчивости электростанций и энергосистем. Соответствующие устройства формируют управляющие воздействия на отключение части генераторов, быстродействующую разгрузку паровых турбин, отключение нагрузки, форсировку (расфорсировку) мощности передач и вставок постоянного тока, деление энергосистем и т.п.

Устройства противоаварийной автоматики создавались вначале как релейные комплексы. Обеспечивающие устойчивость ограниченного энергорайона отдельные устройства были слабо координированы между собой и не отличались точностью формирования управляющих воздействий (УВ).

Когда в энергосистемах началось широкое строительство линий электропередачи напряжением 500 кВ и выше, существенно возросли требования к точности реализации УВ и надежности функционирования УПА. К этому времени отечественной промышленностью уже начали выпускаться управляющие вычислительные машины.

Созданные в некоторых энергообъединениях централизованные (в рамках энергорайона) УПА с применением мини-ЭВМ типов М-6000, ТА-100, СМ-1, СМ-2 давали возможность формировать УВ для энергосистем со сложной структурой. Однако ограниченное быстродействие мини-ЭВМ не позволяло осуществлять формирование алгоритмов с достаточной степенью точности. Централизованные системы требовали большого количества дорогостоящих телеканалов связи для передачи контролируемых режимных параметров, УВ, информации о состоянии сети и пусковых органах. Управляющие системы с мини-ЭВМ и большим объемом периферийного оборудования не отличались надежностью, а для их обслуживания были необходимы квалифицированные специалисты по вычислительной технике.

С появлением промышленных микропроцессоров и микроЭВМ появилась реальная возможность создания иерархических систем противоаварийного управления, отличающихся большей надежностью, точностью вычисления УВ и меньшей стоимостью по сравнению с централизованными УПА.

Первый двухуровневый комплекс противоаварийного управления создан для объединенной энергосистемы Поволжья, где для верхнего уровня противоаварийного управления применяется мини-ЭВМ типа СМ-1420, а на нижнем — используются микропроцессорные устройства противоаварийной автоматики, разработанные ВЭИ.

Устройства автоматики для предотвращения асинхронного хода действуют локально. Устройства АПАХ, установленные в энергосистемах страны, подразделяются на два вида: быстродействующие, срабатывающие с небольшой выдержкой времени в течение первого периода асинхронного режима, и замедленные, срабатывающие с заданной выдержкой времени или после определенного числа периодов асинхронного режима.

Автоматическая частотная разгрузка, широко распространенная в энергосистемах нашей страны и находящая в последние года все большее применение за рубежом, сравнительно проста и вместе с тем чрезвычайно эффективна, так как благодаря ей предотвращаются наиболее тяжелые аварии с полным нарушением энергоснабжения из-за так называемой «лавины» частоты. Автоматическая частотная разгрузка выполняется в виде местных устройств с использованием в качестве пусковых органов реле частоты, действующих на отключение потребителей.

Наряду с АЧР для предотвращения развития аварии при снижении частоты в энергосистеме применяется автоматический пуск и загрузка гидрогенераторов или перевод их из режима СК в генераторный режим.

Автоматика, защищающая от повышения напряжения, предотвращает повреждение электротехнического оборудования в случае опасного повышения напряжения, вызванного избытком реактивной мощности. Автоматика действует на включение нормально отключенных шунтирующих реакторов, а затем, если напряжение остается недопустимо высоким, на отключение линии электропередачи, являющейся источником избыточной реактивной мощности.

Организационная структура отрасли в ходе акционирования и решения по ее совершенствованию. Начавшийся в 1991 г. переход России к рыночной экономике обусловил необходимость структурных реформ в электроэнергетике России и создания новых форм внутри- и межотраслевых экономических отношений. В 1992 г. было проведено акционирование и началась частичная приватизация предприятий отрасли. Этому предшествовала реструктуризация отрасли, обусловленная неравномерным размещением генерирующих мощностей и зависимостью большинства российских регионов от межсистемных перетоков электроэнергии и мощности. В сложившихся условиях это грозило монополизмом энергоизбыточных регионов и дезорганизацией межсистемных перетоков. Выход из ситуации был найден в сосредоточении основных функций управления в единой холдинговой компании — Российском акционерном обществе энергетики и электрификации (РАО «ЕЭС России»), контролирующей электроэнергетику почти всей страны, и в переводе в режим оптовой торговли крупнейших электростанций с выводом их и системообразующих сетей из состава региональных энергоснабжающих организаций.