Дублированная централизованная система автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности
Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована в объединенных энергосистемах (ОЭС) и единой энергетической системе страны (ЕЭС). Задачей полезной модели является создание дублированной системы автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности (ДЦС АРЧМ) в ОЭС и ЕЭС, которая выполняет все функции известных аналогов, но отличается более высокой надежностью в работе. ДЦС АРЧМ реализована на базе двух программируемых логических контроллеров (ПЛК) с использованием программного обеспечения, выполненного по стандарту IEC 1131-3. Установка двух ПЛК, а не одного ПЛК (как в логической централизованной системе автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности ЛЦС АРЧМ) обеспечивает автоматическое резервирование работы ДЦС АРЧМ, чем достигается высокая надежность работы системы.
Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована в объединенных энергосистемах (ОЭС) и единой энергетической системе страны (ЕЭС России).
В настоящее время известна цифровая, построенная по многоступенчатому принципу (каждая предыдущая система регулирования управляется от последующей), центральная система автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности в объединенной энергосистеме Урала (ЦС АРЧМ СО-ОДУ Урала) (А.Т.Демчук, А.Ф.Костарев, A.M.Машанский «Центральные системы АРЧМ в СО-ОДУ». Научно-техническая конференция «Повышение качества регулирования частоты в ЕЭС» 17-18 декабря 2002 года. Сборник докладов 23.01.2003. СО ЦДУ ЕЭС; www.so-cdu.ru).
ЦС АРЧМ СО-ОДУ Урала свои функции автоматического регулирования частоты и поддержания в заданных пределах перетоков активной мощности в наиболее ответственных сечениях сети, как внутри ОЭС, так и внешних, выполняет путем автоматического изменения мощности регулирующих режим электростанций (Боткинской ГЭС и Нижнекамской ГЭС), причем команды передаются в виде внепланового задания на изменение мощности этих ГЭС по специальным каналам телерегулирования. ЦС АРЧМ СО-ОДУ Урала реализована на базе оперативного информационного комплекса ОИК, входящего в состав автоматизированной системы диспетчерского управления АСДУ, с использованием двух мостовых ЭВМ, предвключенной ЭВМ, персональных компьютеров на рабочих местах диспетчера и технолога, системы сбора и передачи информации (ССПИ), устройств телемеханики (УТК-1) для телеизмерения (ТИ) и телерегулирования (ТР), задатчиков внеплановой нагрузки (ЗВН) на регулирующих электростанциях и линий связи. Таким образом, система ЦС АРЧМ СО-ОДУ Урала и оперативный информационный комплекс ОИК в СО-ОДУ Урала построены на единой технической и информационной базе, что, с одной стороны, облегчает их эксплуатацию и оперативное
управление ими со стороны диспетчера, с другой стороны, имеет ряд недостатков.
Недостатки ЦС АРЧМ СО-ОДУ Урала:
1) ЦС АРЧМ СО-ОДУ Урала и ОИК построены на единой технической, программной и информационной базе, входящей в состав автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ), т.е. ЦС АРЧМ зависит от работы информационных систем АСДУ и не является независимой системой.
2) Программное обеспечение выполнено на языках высокого уровня, поэтому при необходимости корректировки алгоритмов и программ требуется привлечение программистов-разработчиков.
3) Контроль за работой программ и их корректировку возможно выполнять только при выводе ЦС АРЧМ из работы.
4) Надежность работы ЦС АРЧМ зависит от надежности работы локальной вычислительной сети (ЛВС) и программ комплекса ОИК.
Известна также качественно новая, независимая, логическая система автоматического регулирования (ЛЦС АРЧМ), выполняющая все функции автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности известной системы ЦС АРЧМ СО-ОДУ Урала, но максимально исключающая недостатки этой системы, а также обладающая дополнительными достоинствами, к которым относятся конструктивная простота, надежность в эксплуатации, быстродействие, универсальность, возможность дальнейшей модернизации и развития, широкие сервисные возможности, ремонтопригодность и экономичность (Патент на полезную модель №42116 ЛЦС АРЧМ, заявка №2004123548).
Достоинства достигаются тем, что логическая централизованная система автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности (ЛЦС АРЧМ) цифровая, построенная по многоступенчатому принципу, включающая персональные компьютеры (ПК), систему сбора и передачи информации (ССПИ), устройства телемеханики для телеизмерения и телерегулирования,
задатчики внеплановой нагрузки (ЗВН) на регулирующих электростанциях, цифровые и аналоговые каналы связи, реализована не на базе оперативного информационного комплекса ОИК, который входит в состав автоматизированной системы диспетчерского управления АСДУ, а на базе программируемого логического контроллера (ПЛК) с использованием программного обеспечения, выполненного по стандарту IEC1131-3, чем обеспечиваются ее достоинства и независимость от других информационных систем.
Недостатком ЛЦС АРЧМ является то, что хотя базовый элемент системы ПЛК довольно надежное устройство, но все-таки как и любая техника может выйти из строя, что совершенно недопустимо.
Задачей полезной модели является создание дублированной централизованной системы автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности (ДЦС АРЧМ), выполняющей все функции известной системы ЛЦС АРЧМ и обладающей всеми ее достоинствами, но которая отличается более высокой надежностью.
Поставленная задача достигается тем, что дублируемая централизованная система автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности (ДЦС АРЧМ) цифровая, построенная по многоступенчатому принципу, независимая от оперативного информационного комплекса ОИК, входящего в состав автоматизированной системы диспетчерского управления АСДУ, включающая персональные компьютеры (ПК), систему сбора и передачи информации (СППИ), быстродействующие устройства телемеханики, задатчики внеплановой нагрузки (ЗВН) на регулирующих электростанциях и каналы связи, отличается тем, что реализована на базе двух программируемых логических контроллеров (ПЛК), с использованием программного обеспечения выполненного по стандарту IEC1131-3, а не одного ПЛК, что позволяет реализовать режим автоматического резервирования работы системы и обеспечивает более высокую ее надежность.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором показана структурная схема ДЦС АРЧМ.
Дублированная централизованная система автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности состоит из двух программированных логических контроллеров (ПЛК) 1 и 2, персональных компьютеров (ПК) 3, системы сбора и приема информации (СППИ) 4, локальной вычислительной сети (ЛВС) 5, управляющей маркерной сети (CLK) 6, объектов управления (электрические станции) 7, объектов контроля (электрические подстанции) 8 и каналов связи 9.
Базовыми элементами системы ДЦС АРЧМ являются программируемые логические контроллеры (ПЛК) 1 и 2, состав и работа которых аналогичны составу и работе ПЛК ЛЦС АРЧМ.
Для организации одновременной работы двух ПЛК 1 и 2 в программное обеспечение ДЦС АРЧМ, выполненного по стандарту IEC1131-3, добавлен модуль контроля (МК), контролирующий и обеспечивающий работу обоих ПЛК. В каждый момент времени один из двух ПЛК работает как основной, а второй ПЛК является резервным (следящим). Каждый ПЛК 1 или 2 по управляющей маркерной сети (CLK) 6 автоматически получает информацию о состоянии памяти данных другого ПЛК соответственно 2 или 1. Поэтому при получении информации с ПЛК (1 или 2), который является основным, об остановке в работе, о неисправности или об отключении питания, другой ПЛК (2 или 1) из резервного автоматически переходит в основной режим.
Управляющая информация с энергетических объектов управления и контроля 7 и 8 по каналам связи 9 поступает на систему сбора и передачи информации (СППИ) 4. Система сбора и передачи информации (ССПИ) 4 может представлять собой сеть приема и передачи управляющей информации для управляющих систем и другие устройства телемеханики (КОТМИ, Смарт, ЗВН на регулирующих электростанциях и т.д.). Управляющая информация
с ССПИ 4 автоматически передается на ПЛК 1 и 2 по управляющей маркерной сети (CLK) 6.
Для визуального контроля режима работы ДЦС АРЧМ, задания уставок и настроечной информации, ведения архивов, а также для фиксирования операций диспетчера к ПЛК 1 и 2 подключаются персональные компьютеры (ПК) 3. На ПК 3 отображаются схема ОЭС с параметрами режимов работы ОЭС, настроечные таблицы и графики режимов работы.
Связь ПК 3 с ПЛК 1 и 2 осуществляется по управляющей маркерной сети (CLK) 6 или по локальной вычислительной сети (ЛВС) 5.
Система ДЦС АРЧМ работает в режиме реального времени с циклом расчета и выдачи управляющих воздействий не более 1 секунды для всех видов регулирования частоты и перетоков активной мощности ОЭС т.е. является быстродействующей. При остановке основного ПЛК 1 или 2 ДЦС АРЧМ автоматически переходит на работу резервного ПЛК 2 или 1 за время не более 100 мсек.
Предлагаемая полезная модель ДЦС АРЧМ, обладая всеми достоинствами ЛЦС АРЧМ, является более надежной в работе.
Система ДЦС АРЧМ в целом соответствует требованиям «Правил устройства электроустановок», «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ», «Межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации электроустановок» и «Концепции развития систем автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности ЕЭС». и рассчитана на длительное функционирование.
Дублируемая централизованная система автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности (ДЦС АРЧМ) цифровая, построенная по многоступенчатому принципу, независимая от оперативного информационного комплекса ОИК, входящего в состав автоматизированной системы диспетчерского управления АСДУ, включающая персональные компьютеры (ПК), систему сбора и передачи информации (СППИ), быстродействующие устройства телемеханики, задатчики внеплановой нагрузки (ЗВН) на регулирующих электростанциях и каналы связи, отличающаяся тем, что реализована на базе двух программируемых логических контроллеров (ПЛК), с использованием программного обеспечения, выполненного по стандарту IEC1131-3, а не одного ПЛК, что позволяет реализовать режим автоматического резервирования работы системы и обеспечивает более высокую ее надежность.
