Почта
info@project-p.ru
Москва
8 (499) 398-28-11
Санкт-Петербург
8 (812) 998-77-30
Вологда
8 (8172) 58-02-23
Задать вопрос

Автоматизированная система дистанционного мониторинга (АСДМ) газопоршневой теплоэлектростанции

Автоматизированная система дистанционного мониторинга (АСДМ) газопоршневой теплоэлектростанции

Компания ПРОЕКТ-П в сотрудничестве с ООО "Активконтролс" (г.Москва) в феврале 2016г. для нужд электростроительного завода "ЛЕПСЕ" (г.Киров) разработали и внедрили автоматизированную систему дистанционного мониторинга (АСДМ) газопоршневой теплоэлектростанции.

В последнее время для руководителей промышленных предприятий все более очевидными становятся преимущества и перспективы применения газопоршневых теплоэлектростанций для комбинированной выработки электрической и тепловой энергии. Актуальность этого направления обусловлена в первую очередь низкой себестоимостью вырабатываемой электроэнергии по сравнению со стоимостью электроэнергии от централизованных источников, во-вторых, выработкой тепловой энергии, которую, как правило, промышленные предприятия используют для собственных нужд.
В связи с этим на электростоительном заводе "ЛЕПСЕ" (г.Киров) в 2016г. компанией НойХаус (г.Москва) была установлена и введена в эксплуатацию газопоршневая теплоэлектростанция MWM контейнерного типа суммарной электрической мощностью 4МВт.

Газопоршневая теплоэлектростанция состоит из газораспределительного пункта, двух газопоршневых установок (ГПУ) мощностью от 300кВт до 2МВт каждая, закрытого высоковольтного распределительного устройства 6кВт (ЗРУ), котла утилизатора тепла (КУ) и теплового пункта (ТП).
Так как потребление электроэнергии на заводе в течении суток не равномерно и не допустим переток мощности во внешнюю электросеть, решение задачи управления вырабатываемой электрической мощностью является одной из важных задач в работе теплоэлектростанции.
Для управления мощностью, а также контроля технологических параметров газопоршневой теплоэлектростанции компаниями ПРОЕКТ-П и ООО "Активконтролс" была разработна автоматизированная система диспетчерского мониторинга (АСДМ) газопоршневой теплоэлектростанции. Основными функциями которой являются диспетчерский мониторинг работы теплоэлектростанции, а также автоматическое и ручное управление вырабатываемой мощностью в зависимости от мощности на вводах централизованной электросети.

Функциональные требования к АСДМ:
1. Управление мощностью ГПУ №1 и ГПУ №2 в зависимости от мощности на вводах ГПП2 и ГПП3 (ГПП — главная понизительная подстанция)
2. Оперативный контроль:
    — параметров электросети на вводах ГПП2 и ГПП3 по протоколу МЭК-60870-5-104;
    — технологических параметров работы ГПУ №1 и ГПУ №2 по протоколу ProfiNET;
    — электрических параметров ячеек ЗРУ по протоколу Modbus-RTU;
    — технологических параметров котла утилизатора по протоколу ProfiBUS;
    — технологических параметров теплового пункта;
    — параметров источника бесперебойного питания (ИБП) собственных нужд по протоколу SNMP.

3. Графическое отображение параметров газопоршневой теплоэлектростанции на экране диспетчерского компьютера в виде мнемосхем технологического процесса, графиков параметров, журналов событий.
4. Архивирование технологических параметров и событий с глубиной архива 5 лет.
5. Формирование ежедневных, месячных и годовых отчетов по потребленной мощности на вводах ГПП2 и ГПП3.

АСДМ газопоршневой теплоэлектростанции - газопоршневая теплоэлектростанция 2
Газопоршневая теплоэлектростанция 1
АСДМ газопоршневой теплоэлектростанции - газопоршневая теплоэлектростанция 3
Газопоршневая теплоэлектростанция 2
АСДМ газопоршневой теплоэлектростанции - газопоршневая теплоэлектростанция 4
Газопоршневая теплоэлектростанция 3

Технические и программные средства АСДМ:
1. Автоматизированное рабочее место оператора (АРМ) (SCADA система ИнСАТ MasterSCADA, OPC-сервера CoDeSys, ИнСАТ Multi-Protocol MasterOPC Server и Kepware KEPServerEX).
2. Коммуникационный щит на базе оптического коммутатора MOXA EDS-316-M-SC.
3. Центральный шкаф автоматики АСДМ на базе оптического коммутатора MOXA EDS-316-M-SC, программируемого логического контроллера WAGO 750-8206 и модулей ввода-вывода WAGO.
4. Три шкафа автоматики АСДМ на базе каплера полевой шины WAGO 750-352 и модулей ввода-вывода WAGO.
5. Преобразователь протоколов ProfiBUS в ProfiNET MOXA 5102-PBM-PN.

АСДМ газопоршневой теплоэлектростанции - архитектура АСДМ
Архитектура АСДМ

Краткое описание автоматизированной системы управления:
Программируемый логический контроллер WAGO 750-8206 по протоколу МЭК-60870-5-104 считывает параметры электросети на вводах ГПП2 и ГПП3 с локальной автоматизированной системы управления "Энергетик". В зависимости от мощности на вводах ГПП2 и ГПП3, контроллер высчитывает мощность газопоршневых установок и выдает посредством каплеров WAGO 750-352 и модулей вывода (шкафы автоматики ГПУ №1 и ГПУ №2) задающие сигналы уставки мощности ГПУ (сигналы 0…10В) на шкафы управления ГПУ №1 и ГПУ №2. В нормальном режиме работы ГПУ №1 вырабатывает электроэнергию для потребителей питающихся от ГПП2, а ГПУ №2 — для потребителей питающихся от ГПП3. При аварийном режиме работы возможно совместное подключение газопоршневых установок на одну нагрузку. В системе АСДМ предусмотрены два режима работы ГПУ: автоматический и ручной. В автоматическом режиме работы запуск ГПУ и задание уставки генерируемой мощности производятся автоматически, в ручном режиме оператор с компьютера задает мощность ГПУ в диапазоне 300…2000 кВт и вручную запускает/останавливает ГПУ.
Алгоритм расчета уставки мощности ГПУ в автоматическом режиме работы на языке ST (CoDeSys) представляет собой следующий код:

FUNCTION GPU : REAL (* уставка мощности ГПУ *)
VAR_INPUT
    fid_power: REAL; (* мощность на вводе ГПП (мощность фидера) *)
    dif_power: REAL; (* минимальная мощность на вводе ГПП *)
    set_power: REAL; (* предыдущее значение уставки мощности ГПУ *)
    gen_power: REAL; (* генерируемая мощность ГПУ (обратная связь) *)
    dead_zone: REAL; (* мертвая зона *)
    max_power: REAL; (* максимальная мощность ГПУ = 2000 кВт *)
END_VAR
VAR
END_VAR
————————————————————————————————————————————————
IF (ABS(fid_power — dif_power + gen_power — set_power) > dead_zone) THEN
    GPU := LIMIT(0, fid_power — dif_power + gen_power, max_power);
ELSE
    GPU := LIMIT(0, set_power, max_power);
END_IF;

Краткое описание интерфейса MasterSCADA:
Интерфейс автоматизированного рабочего места оператора (АРМ) АСДМ разработан на базе SCADA системы MasterSCADA. Обмен информацией MasterSCADA с оборудования АСДМ производиться посредством OPC-серверов по протоколам CoDeSys, Siemens S7 (ProfiNET), SNMP. На главном экране АРМ отображается однолинейная электрическая схема, на которой изображены состояния оборудования и параметры ГПП2, ГПП3, ЗРУ, ГПУ №1 и №2. Кроме того, на главном экране отображаются элементы управления ГПУ — кнопки АВТО, РУЧН, ЗАПУСК, ОСТАНОВ, а также основные параметры работы ГПУ — мощность, статус, аварии и т.п. При нажатии на кнопку АВАРИЙНЫЙ СТОП производится экстренный останов ГПУ. Оператор с главного экрана имеет возможность открыть графики электрической мощности на вводах каждого ГПП, а также посмотреть журнал событий по каждому ГПП в отдельности и общий оперативный журнал АСДМ. При нажатии на кнопки ГПУ1 и ГПУ2, производиться переход на соответствующие экраны газопоршневых установок. Для каждой ГПУ разработано несколько информационных экранов: "Параметры ГПУ", "Мнемосхема ГПУ", "Графики параметров ГПУ", "Журнал ГПУ". Также с главного экрана АСДМ открываются экраны: экран "ЗРУ" — на котором отображаются состояние устройств и основные параметры закрытого распределительного устройства 6 кВ; экран "Котел паровой" — на котором отображаются параметры парового котла и теплового пункта; экран "Системные" — на котором отображаются настройки регулирования мощности ГПУ, общесистемные ошибки, аварии и параметры оборудования, а также кнопки формирования отчетов по выработанной электроэнергии газопоршневой теплоэлектростанции за сутки, месяц и год.

АСДМ газопоршневой теплоэлектростанции - SCADA MasterSCADA - главный экран
MasterSCADA
главный экран
АСДМ газопоршневой теплоэлектростанции - SCADA MasterSCADA - основной журнал событий
MasterSCADA
основной журнал событий
АСДМ газопоршневой теплоэлектростанции - SCADA MasterSCADA - ГПП2 графики
MasterSCADA
ГПП2 графики
АСДМ газопоршневой теплоэлектростанции - SCADA MasterSCADA - ГПУ1 схема
MasterSCADA
ГПУ1 схема
АСДМ газопоршневой теплоэлектростанции - SCADA MasterSCADA - ГПУ1 параметры
MasterSCADA
ГПУ1 параметры
АСДМ газопоршневой теплоэлектростанции - SCADA MasterSCADA - ГПУ1 журнал событий
MasterSCADA
ГПУ1 журнал событий
АСДМ газопоршневой теплоэлектростанции - SCADA MasterSCADA - ГПУ1 графики
MasterSCADA
ГПУ1 графики
АСДМ газопоршневой теплоэлектростанции - SCADA MasterSCADA - ЗРУ схема
MasterSCADA
ЗРУ схема
АСДМ газопоршневой теплоэлектростанции - SCADA MasterSCADA - паровой котел
MasterSCADA
паровой котел
АСДМ газопоршневой теплоэлектростанции - SCADA MasterSCADA - системные
MasterSCADA
системные

Теги: , ,