Телефон: +7 965 4170072

АСКУЭ электростанций Днепровского каскада

В 2001 году компания Эльстер Метроника (АББ ВЭИ Метроника) выиграла тендер на создание автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии Государственной акционерной гидроэнергогенерирующей компании (ГАГК) "Днепргидроэнерго". Заказчиком по проекту является концерн ALSTOM, который реализует программу полной реконструкции гидроэлектростанций Днепровского каскада. АСКУЭ ГАГК создается как система регионального уровня, охватывающая весь каскад Днепровских электростанций.


В качестве базового комплекта технических средств построения АСКУЭ используются технические средства АББ ВЭИ Метроника:  

  • многофункциональные электронные счётчики электроэнергии ЕвроАЛЬФА класса точности 0,2S и 0,5S;
  • устройства сбора, обработки и передачи данных УСПД RTU-314;
  • оборудование связи (модемы, мультиплексоры и др.);
  • оборудование сбора и обработки данных диспетчерских центров и пакеты системных и прикладных программ для этого оборудования.

В качестве программного средства построения АСКУЭ использован измерительно-вычислительный комплекс АльфаЦЕНТР.

На сегодняшний день полностью завершены пуско-наладочные работы по проекту. Сданы в опытную эксплуатацию шесть из восьми гидроэлектростанций (в стадии запуска находятся Кременчугская ГЭС и Днепровская ГЭС). В конце 2002 г. система АСКУЭ ГАГК "Днепргидроэнерго" будет полностью сдана в опытно-промышленную эксплуатацию.

Внедрение системы позволит автоматизировать коммерческий и технический учёт электроэнергии на всех электростанциях, в том числе контроль параметров качества электроэнергии, а также повысить оперативность управления режимами энергопотребления, снизить потери электроэнергии и повысить точность учёта.

Краткая характеристика объекта автоматизации
ГАГК "Днепргидроэнерго" является главной энергогенерирующей компанией Украины, выполняющей функции аварийного резерва НЭК "Укрэнерго" и играющей существенную роль в покрытии пиковых нагрузок, регулировании частоты и мощности в объединенной энергосистеме страны.

В состав компании входят Киевская ГЭС (361,2 МВт), Киевская ГАЭС (235,5 МВт), Каневская ГЭС (444 МВт), Кременчугская ГЭС (625 МВт), Днепродзержинская ГЭС (352 МВт), Днепровская ГЭС (1538,2 МВт) и Каховская ГЭС (351 МВт). Суммарная установленная мощность электростанций составляет 3906,9 МВт. Выработка электроэнергии в среднем - 10 млрд. кВтч в год.

С 1996 г. компания "Днепргидроэнерго" начала реализацию программы полной реконструкции своих электростанций с целью улучшения технико-экономических показателей их работы, повышения надёжности и экологической безопасности их функционирования, а также увеличения мощности и выработки пиковой электроэнергии.

Реализация проекта создания АСКУЭ позволит обеспечить точность измерений выработки, отпуска и перетоков электроэнергии на границах сетей "Днепргидроэнерго" с ОРЭ Украины; автоматизировать сбор, обработку и хранение этой информации; организовать учёт электроэнергии на электростанциях и осуществить непрерывный автоматизированный контроль режимов их работы.

Цели создания АСКУЭ
До внедрения автоматизированной системы контроля и учёта электроэнергии средства автоматизации на электростанциях Днепровского каскада практически отсутствовали. Показания приборов снимались вручную путем их регулярного обхода дежурным персоналом и затем передавались в производственно-техническую и диспетчерскую службы ГАГК "Днепрогидроэнерго" для последующей обработки. Необходимость создания АСКУЭ была продиктована еще и тем, что электростанции "Днепргидроэнерго" играют важную роль в регулировании перетоков электроэнергии по межсистемным связям и частоты в энергообъединении, покрытии баланса мощности и энергии в суточных и пиковых зонах графика нагрузок ОЭС Украины.

Совместно со специалистами АББ ВЭИ Метроника были определенны следующие цели создания АСКУЭ электростанций Днепровского каскада:   

  • повышение точности, достоверности, полноты и оперативности получения информации о количестве и других параметрах, генерируемой, отпускаемой и принимаемой станциями электроэнергии;
  • получение и документирование информации о выработке и потреблении электроэнергии на границах сетей ГАГК "Днепрогидроэнерго"; 
  • обеспечение оперативного контроля выполнения диспетчерского графика нагрузок каждого блока электростанций и повышение оперативности управления режимами энергопотребления в целом;
      снижение технических потерь электроэнергии; 
  • автоматизация функций по составлению балансов электроэнергии и мощности; 
  • построение фактических графиков нагрузки энергоблоков всех электростанций на суточном, месячном и годовом интервалах времени при использовании различной системы тарифов, включая тарифы реального времени; 
  • защита данных от несанкционированного доступа; 
  • создание общего информационного пространства для обеспечения коммерческих интересов всех субъектов энергорынка.

Кроме того, за счёт снижения потерь электроэнергии соответственно обеспечивается и получение дополнительной прибыли. Причём потери снижаются не только благодаря повышению точности и достоверности учёта электроэнергии и сокращению времени сбора и обработки данных. Внедрение системы позволит оптимально использовать основное оборудование путём управления пиками нагрузки, анализа, прогнозирования и планирования энергопотребления, в том числе в разных тарифных зонах.

Организация учета электроэнергии и структура АСКУЭ
В общей сложности на электростанциях Днепровского каскада организованы 293 контролируемые точки учёта. С целью повышения точности учёта во всех точках установлены многофункциональные электронные счётчики электроэнергии ЕвроАЛЬФА класса точности 0,2S и 0,5S для учёта активной и реактивной энергии и мощности в режиме многотарифности, контроля параметров качества электроэнергии. Типы счётчиков: EA02RAL-B4, EA05RAL-B4, EA05RAL-B3.

Кроме счётчиков электроэнергии система включает в себя устройства сбора, обработки и передачи данных RTU-314 (тип RTU-314-М-ВО4-К, RTU-314-E-BO4-К, RTU-314-E-BO4-М2-К и RTU-314-E-BO8-К), диспетчерские центры (автоматизированные рабочие места - АРМ) с программным обеспечением АльфаЦЕНТР, оборудование связи. Система является двухуровневой. Нижний уровень - это уровень АСКУЭ всех электростанций. Верхний уровень - диспетчерский пункт (ДП) АСКУЭ ГАГК, который размещен в административном здании на территории Киевской ГЭС в г. Вышгороде.

АСКУЭ электростанций построены как автономные структуры, имеющие связь с диспетчерским пунктом либо по выделенным телефонным каналам связи, либо по выделенным каналам связи тональной частоты. Информация о выработке и потреблении электрической энергии на электростанциях считывается с УСПД RTU-314 через модем, подсоединенный к каналу связи. Счётчики ЕвроАЛЬФА являются первичными средствами учёта и соединяются с УСПД по цифровому интерфейсу RS-485. При этом используется от двух до четырёх независимых каналов связи. Для обработки, хранения и считывания информации с УСПД на каждой электростанции организован диспетчерский центр (АРМ энергодиспетчера на базе ПК), размещенный в здании главного щита управления (помещении диспетчерского центра станции). Его функциями являются отображение параметров учёта электроэнергии в виде экранных форм, документирование параметров учёта в виде отчётных форм, отображение информации по текущему состоянию и конфигурации системы, ограничение доступа к системе на основе системы паролей и др. Взаимодействие УСПД и АРМ энергодиспетчера осуществляется по каналу интерфейса RS-232, а при установке двух УСПД – по локальной сети Ethernet через коммутатор HUB. Для надежной работы ПК АРМ установлены источники бесперебойного питания (UPS).

Таким образом, информация из диспетчерских центров систем АСКУЭ электростанций поступает в главный диспетчерский пункт ГАГК, и затем – в смежные энергосистемы и облэнерго, а также другим участникам энергорынка.

Основными компонентами структуры диспетчерского пунктаявляются сервер базы данных, коммуникационный сервер, автоматизированные рабочие места (АРМ) по учету электроэнергии, средства телекоммуникаций (модемный пул) и др. Информационное взаимодействие между уровнем ДП АСКУЭ ГАГК и АСКУЭ электростанций осуществляется в автоматическом режиме и включает сбор данных с уровня электростанций, общесистемную диагностику, синхронизацию системного времени. При этом информационный обмен может быть периодическим с заданием времени, интервала и периода опроса, а также осуществляться по расписанию сеансов связи в течение суток или по команде оператора.

Основные функции диспетчерского пункта АСКУЭ ГАГК:   

  • сбор с АСКУЭ электростанций информации о параметрах выработки, отпуска, потребления, перетоков электроэнергии; 
  • проверка достоверности информации и ее обработка;
  • анализ графиков выработки, отпуска, потребления, перетоков мощности и электроэнергии; 
  • формирование базы данных, сводок и отчётных документов; 
  • составление и оценка баланса мощности и электроэнергии;
  • синхронизация системного времени в рамках структуры АСКУЭ ГАГК; 
  • восстановление информации по первичным данным в случае её разрушения; 
  • диагностика технического состояния АСКУЭ ГАГК; 
  • взаимодействие с информационными службами НЭК "Укрэнерго" и ГП "Энергорынок".

АСКУЭ ГАГК имеет возможность поэтапного расширения: наращивания количества подключаемых счётчиков и УСПД на уровне АСКУЭ электростанций, а также числа АРМ и серверов в центральном диспетчерском пункте. Кроме того, предусмотрена возможность задания и корректировки видов и форм представления информации в процессе эксплуатации системы.

Этапы реализации проекта
Работы по созданию системы были начаты в январе 2002 года. Специалистами АББ ВЭИ Метроника было проведено предпроектное обследование всех электростанций Днепровского каскада, затем разработаны и согласованы технические условия, техническое задание и сам проект. После поставки оборудования, началось выполнение монтажных и наладочных работ. На сегодняшний день завершены пуско-налодочные работы, полностью сданы в опытную эксплуатацию Киевская ГЭС, Киевская ГАЭС, Каневская ГЭС, Днепродзержинская ГЭС и Каховская ГЭС. В стадии запуска находятся Кременчугская ГЭС и Днепровская ГЭС. Налажена работа центрального диспетчерского пункта АСКУЭ ГАГК. Идет подготовка системы к сдаче в опытно-промышленную эксплуатацию.

Заключение
Создание полностью автоматизированной системы учёта электроэнергии обеспечит надежную и эффективную работу всех электростанций Днепровского каскада и "Днепргидроэнерго" в целом как главной энергогенерирующей компании Украины.

Надёжности функционирования электростанций придается большое значение, поскольку компания "Днепргидроэнерго" играет важную роль в покрытии пиковых нагрузок ОЭС Украины, регулировании перетоков активной и реактивной мощности в энергообъединении, а также выполняет функции нагрузочного и аварийного резерва.

Именно благодаря использованию современного оборудования и программного обеспечения, будет обеспечен высокоточный комплексный учёт электроэнергии, повышена оперативность управления режимами энергопотребления, улучшены технико-экономические показатели работы всех электростанций, снижены потери электроэнергии.

Внедрение системы также содействует формированию общей информационной основы для работы и обеспечения коммерческих интересов всех субъектов Оптового рынка электроэнергии Украины.