АСУ ТП магистральных подстанции. Проблемы создания и опыт внедрения

Повышение бизнес-эффективности энергетической системы обеспечивается путем автоматизации процессов сбора и обработки информации обо всех сторонах энергетического процесса. В соответствии с особенностями структуры энергетического производства основ­ную роль в решении этой проблемы играет автоматизация процессов управления в самом нижнем звене - на подстанциях. Наиболее полное решение этой проблемы обеспечивается путем внедрения интегрированных автоматизированных систем управления технологическими про­цессами подстанций (ИАСУ ТП ПС).

Типовая структура и архитектура АСУ ТП магистральных подстанций. В типовой структуре АСУ ТП магистральных подстанций (АСУ ТП МПС) выделяются следую­щие уровни: уровень объекта, уровень промышленных контроллеров, уровень центральных вычислительных ре­сурсов и автоматизированных рабочих мест (АРМ).  АСУ ТП МПС должна выполняться на модульном принципе с открытой масштабируемой архитектурой комплекса технических средств (КТС) и программ­ного обеспечения (ПО) на основе международных стандартов. АСУ ТП МПС должна выполняться как единая интегрированная система, включающая следующие базовые функции: оперативное управление и диспетчеризация, коммерческий и технический учет электроэнергии, управление вспомогательным технологическим оборудованием, обеспечение информационной интеграции с системами релейной защиты и противоаварийной автоматики и другими системами автоматического управления (при сохранении автономности функционирования этих систем). В АСУ ТП МПС должно предусматриваться обеспече­ние гарантированного времени реакции системы на внешние события, оперативное оповещение верхних уровней в режиме «тревожного сообщения» с минимальной задержкой об аварийных событиях и о выходе технологических режимов за нормаль­ные пределы, регистрация параметров аварийных процессов (по­строение трендов), обеспечение самодиагностики и режимов восстановления основных подсистем АСУ ТП на всех уровнях иерархии и во всех контурах управления.

Задачи основных подсистем АСУ ТП МПС. В АСУ ТП МПС выделяются следующие функциональные подсис­темы: подсистема оперативного и диспетчерского управления, подсистема информационной поддержки и контроля систем РЗА и ПА, подсистема управления режимами, подсистема регистрации параметров переходных процессов в аномальных режимах, подсистема коммерческого и технического учета электроэнергии и мониторинга парамет­ров качества электроэнергии, подсистема диагностики состояния основного технологического оборудования, подсистема автоматизации вспомогательных технологических процессов.

Общие технические требования к АСУ ТП МПС. В состав технических средств АСУТП МПС в самом общем случае входят: датчики, исполнительные механизмы, релейные терминалы, промышленные контроллеры; вычислительные средства, сетевые средства. Промышленные контроллеры включают: вычислительный модуль, набор модулей УСО, модули сопряжения с промышленными сетями, операци­онную систему, пакет программ технологического управления, инструментальный пакет программ для развития и модернизации технологических задач, пакет диагностических программ, включая программы самодиагностики и диагностики управляемой периферии. Для сетевого сопряжения на различных уровнях промышленные контрол­леры должны иметь технические и программные средства для обмена информацией на основе протоколов, удовлетворяющих стандартам промышленных сетей. В состав центрального ядра системы (центральных вычислительных ресурсов) должны входить: серверы, рабочие станции, сете­вое оборудование, включая маршрутизаторы, коммутаторы и концентраторы локальной сети, каналообразуюшую аппаратуру. Технические средства центрального ядра должны удовлетворять следующим требованиям: модульный принцип построения и открытая архитектура на основе международных стандартов, обеспечивающие модернизацию и развитие функциональных возможно­стей; использование в качестве серверов и рабочих станций 1ВМ РС совместимых компьютеров. Серверы должны иметь резервируемые системы функционирования и хранения информации с автоматическим переключением на резерв. Локальная сеть подстанции, охватывающая серверы и рабочие станции, должна быть построена на основе технологии Ethernet с резервированными оптическими каналами связи. Центральное ядро должно включать систему диагностики и мониторинга с возможностью локального и дистанционного доступа (например, с кустового диспетчерского пункта).

Требования к видам обеспечения. Состав математического обеспечения должен поддерживать выполнение всех функций АСУ ТП МПС, реализуемых с помощью программных средств. Информационное обеспечение АСУ ТП МПС представляет собой систему организации по виду, формам, форматам, способам сбора, хранения и представления ин­формационных объектов, находящихся в информационном пространстве АСУ ТП МПС в процессе функционирования системы. Информационное обеспечение АСУ ТП МПС должно включать: нормативно-справочную базу; систему ор­ганизации кодирования, форм и форматов обрабатываемой информации. Прикладное программное обеспечение должно удовлетворять следующим требованиям: совместимость обновлений, базирование на архитектуре «мно­гоуровневый клиент-сервер», санкционированный доступ к информации. Средства измерений, не подпадающие под действие государственного метрологического контроля, должны подвергаться калибровке в соответствии с технической документацией на конкретные устройства. Организационное обеспечение предназначено для координации деятельности управленческих структур подстанции и определяет функции, права, обязанности и ответственность должностных лиц, специалистов, а также подразделений подстанции для обеспечения согла­сованности их деятельности в процессе функционировании системы управления. Организационное обеспече­ние АСУ ТП МПС должно обеспечивать создание автоматизированных рабочих мест на подстанциях без из­менения сложившихся организационных взаимосвязей и структур.

Организация информационного обмена АСУ ТП МПС с внешними системами. Типовая струк­тура АСУ ТП МПС должна предусматривать системные взаимодействия с подсистемами релейной защиты и автоматики, противоаварийной автоматики, коммерческого учета электроэнергии, автоматизированной системой диспетчерского управления (верхние уровни АСТУ ФСК - ПМЭС, МЭС). Типовая структура АСУ ТП МПС должна предусматривать возможность стыковки с РЗА и ПА, выполненных на традиционной элементной базе (электромеханических реле) и на микропроцессорных устройствах. При стыковке с традиционными защитами должна предусматриваться возможность регистрации последовательности срабатывания защит и переключения коммутационных аппаратов. Информация, поступающая в АСУ ТП МПС от микропроцессорных защит, может быть разделена на две группы: информация нормального режима и информация аварийного режима. В нормаль­ных режимах в АСУ ТП ПС от МП РЗА передается информация о режимных параметрах и о состоянии вы­ключателей. По запросу сверху может передаваться информация об уставках, масках, положении ключей и дру­гая вспомогательная информация, предназначающаяся для служб РЗА. Информация нормального режима от МП РЗА для главной схемы подстанции (сети) должна быть оценена по показателям точности и может быть ис­пользована в качестве основной или дублирующей с учетом сопоставления класса точности с предъявленными требованиями. Обязательным требованием к МП РЗА является наличие открытого протокола для стыковки их с АСУ ТП ПС. В качестве резервного решения могут использоваться ОРС-технологии. В качестве основных источников информации о параметрах электрического режима главной схемы магистральной подстанции могут использоваться современные многофункциональные счетчики электроэнергии.

Информационная безопасность. Меры по обеспечению сохранности и конфиденциальности информацион­ных ресурсов АСУ ТП МПС должны содержать мероприятия организационного характера и мероприятия по сохра­нению информации и ограничению несанкционированного доступа программно-техническими методами.

Требования к подстанции как объекту автоматизации. Внедрение интегрированных АСУ ТП МПС предъявляет ряд дополнительных требований к оборудованию подстанций. К основным требованиям относятся: наличие дистанционного управления всеми аппаратами и устройствами, находящимися в ведении и управлении дежурного персонала, основное силовое и вспомогательное оборудование ПС должно быть дооснащено недостающими датчиками и исполнительными механизмами, должны быть минимизированы требования периодических визуальных осмотров высоковольтных аппаратов и оборудования, аудио-контроля за состоянием оборудования, контроля течей, искрений и т.п.

Внедрение интегрированных АСУ ТП МПС должно сопровождаться миними­зацией объемов традиционной сигнализации и управления со щитов управления. Дублирование средств управления АСУ ТП МПС традиционными средствами должно проводиться в минимальном объеме с соот­ветствующим обоснованием. Вместо мнемосхем, сигнальных ламп, щитовых приборов должны исполь­зоваться различные современные средства вывода и отображения информации (плазменные панели, проек­ционные экраны и т.п.). На подстанции, подлежащей комплексной автоматизации, должны быть проведены организационно-технические мероприятия, устраняющие препятствия для внедрения АСУ ТП.

Источник: http://www.energo-info.ru