Глава 11 Микропроцессорные автоматизированные и автоматические

системы управления энергетическими объектами

11.1. Назначение и осуществление автоматического управления электростанциями

Электрическая станция как главная производственная единица ЭЭС в связи с особенностями процесса производства и передачи энергии должна управляться полностью автоматически, то есть без участия человека (оператора). Однако в настоящее время полностью автоматизированы только некоторые ГЭС; ТЭС и АЭС управляются автоматизированными системами, предполагающими эпизодическое вмешательство дежурного оператора электростанции. Тем не менее в связи с программированием современных систем управления ГЭС человеком и предусматриваемой возможности «ручного» воздействия на них, они также называются автоматизированными (АСУ ГЭС).

Громоздкая, обусловленная сложностью тепловых процессов технологическая автоматика ТЭС и АЭС обусловливает наименование систем управления ими как автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Автоматическое управление режимами работы ЭЭС осуществляется АСУ ЭЭС и АСУ ОЭС соответственно. Их техническая реализация стала возможной лишь с появлением цифровой вычислительной техники. Назначением АСУ является обеспечение надежного, технически рационального и оптимального по технико-экономическим показателям функционирования электрических станций и ЭЭС.

Конкретные задачи АСУ электростанций сводятся к следующему:

- поддержание активной мощности энергоблоков на уровне, предписанном постоянной прогнозируемой (плановой) частью графика нагрузки электростанции;

- изменение активной мощности энергоблоков под воздействием сигналов АСУ ЭЭС, поступающих по каналам передачи информации, для покрытия случайно изменяющейся неплановой нагрузки ЭЭС;

- экономическое распределение плановой и неплановой (при участии во вторичном автоматическом регулировании частоты маневренных блоков ТЭС) активных мощностей электростанции между параллельно работающими энергоблоками;

- поддержание частоты напряжения на шинах электростанции на номинальном уровне с заданной точностью - вторичное автоматическое регулирование частоты;

- изменение амплитуды напряжения на шинах электростанции в соответствии с графиком;

- изменение обусловленной режимами работы ЭЭС реактивной мощности электростанции и оптимальное ее распределение между синхронными генераторами;

- взаимодействие с автоматическими устройствами противоаварийного управления и защиты энергоблоков – противоаварийной автоматики.

В настоящее время создается уже третье интегрированное поколение АСУ ГЭС и АСУ ТП ТЭС и АЭС на основе программно-технических комплексов микропроцессорных средств.

Принята такая общая концепция построения и функциональная структура АСУ ТП. Они являются интегрированными двухуровневыми иерархическими и распределенными (по территории электростанции). Верхний уровень – общестанционная часть, нижний – агрегатная (блочная) часть. Интегрированными они называются потому, что используют общее информационное обеспечение: подсистему сбора и первичной обработки информации от энергоагрегатов, входящих в блочную часть, и подсистему представления информации через ПЭВМ персоналу, входящих в общестанционную часть.

Верхний уровень АСУ включает подсистему автоматического управления нормального режима общестанционного уровня, состоящую из автоматических устройств:

- общестанционного регулирования частоты и активной мощности электростанции;

- общестанционного регулирования напряжения и реактивной мощности;

- управления изменениями состояний энергоагрегатов (с условным названием ПУСК) и противоаварийного управления.

Нижний уровень образует комплекс автоматических устройств управления гидро- и турбоагрегатами: автоматика изменений состояния, автоматический синхронизатор, автоматические регуляторы частоты вращения, мощности и возбуждения синхронного генератора, автоматические регуляторы напряжения трансформаторов.

До появления и внедрения АСУ управление изменениями состояний, частотой и активной нагрузкой, напряжением и реактивной мощностью электростанции осуществлялось отдельными аналоговыми автоматическими устройствами: автоматикой пуска и устройствами общестанционного регулирования частоты и активной мощности и общестанционного регулирования напряжения и реактивной мощности, которые назывались устройствами группового управления частотой вращения и возбуждением синхронных генераторов. Наиболее современными из них были автоматические устройства группового управления с центральными общестанционными автоматическими регуляторами частоты и амплитуды напряжения на шинах электростанции, и элементами (устройствами) оптимального распределения активной и реактивной нагрузок между синхронными генераторами по их технико-экономическим показателям.