СИСТЕМА РАЦИОНАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ СОСТАВОМ АГРЕГАТОВ ГЭС. РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ В РАМКАХ ЧАСТНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ С ВНЕДРЕНИЕМ В ВЕРХНИЙ УРОВЕНЬ АСУ ТП ГЭС
Аннотация 2
Автореферат 3
Введение 7
1 Общие сведения о системах управления составом гидроагрегатов 8
1.1 Автооператор 8
1.2 Система рационального управления составом агрегатов 10
1.2.1 Практика применения Системы РУСА 11
1.2.2 Перечень ключевых преимуществ и недостатков системы РУСА ... 13
1.3 Система интеллектуальной поддержки принятия решений 13
1.3.1 Принципы реализации ситуационного подхода в подсистеме
интеллектуальной поддержки принятия решений 14
1.3.2 Структура ИНПОР и её взаимодействие с системой РУСА 16
2 Оценка эффективности работы Системы РУСА 24
2.1 Метод динамического программирования 24
2.2 Оптовый рынок электрической энергии и мощности 28
2.2.1 Стоимость электрической энергии на ОРЭМ в ОЭС Сибири 30
2.3 Обоснование необходимости водно-энергетического расчёта 31
2.3.1 Варианты водно-энергетических расчётов режима работы ГЭС 32
2.4 Методология оценки эффективности работы Системы РУСА 33
3 Технические требования к Системе РУСА 35
3.1 Блок-схема алгоритма работы Системы РУСА 35
3.2 Интеграция Системы РУСА с верхним уровнем АСУ ТП 36
3.3 Требования к функциям и необходимому объёму информации для Системы РУСА 39
3.3.1 Выявленные в ходе эксплуатации ограничения и их учёт Системой РУСА 44
Заключение 47
Список сокращений 48
Список использованных источников 51
В Единой энергетической системе России гидроэлектростанции выполняют значимую роль. Так как гидроагрегаты ГЭС высокоманёвренные, то они могут работать и в пиковые часы графика нагрузки. Поэтому ГЭС имеют возможность предоставлять резерв мощности и реагировать на неожиданную перемену мощности. Всё это увеличивает надёжность ЕЭС России.
Работа ГЭС в верхней части графика нагрузки сопровождается неоднократным изменением обстановки на станции и, соответственно, непрерывной подстройкой режима к этим изменениям. Поиск оптимального режима ГЭС связан с учитыванием немалого числа условий, например, эксплуатационная надежность, ВХК, требования ЕЭС России. Представленные условия существенно затрудняют нахождение оптимального режима, а от качества этого режима зависит эффективность работы ГЭС.
Разнообразные методы в управлении ГА и режимами ГЭС представлены в работах Ю.А. Секретарева, Т.А. Филипповой, А.А. Жданович, С.В. Митрофанова, В.И. Обрезкова. Изучение в сфере улучшения систем управления ГА и режимами ГЭС идут и по сей день.
В данный момент одна из значимых задач в управлении режимом ГЭС - выбор оптимального числа, состава, загрузки ГА, для обеспечения минимального расхода энергоносителя через ГЭС.
Такая задача, в частности, решается с помощью системы рационального управления составом агрегатов ГЭС.
В работе изучены системы технологического управления составом гидроагрегатов. Рассмотрена история становления, особенности, недостатки и преимущества каждой системы, а так же пути их дальнейшего развития.
Рассмотрено теоретическое описание (метод динамического программирования) определения состава и загрузки ГА для прохождения минимального расхода энергоносителя через гидроузел. Кратко рассмотрен оптовый рынок электрической энергии и мощности. Найдены среднемесячные цены на электроэнергию на ОРЭМ для ОЭС Сибири в период 2012-2016 гг. Обоснована необходимость выполнения водно-энергетического расчёта. Предложена сравнительная оценка эффективности выбора состава ГА и их загрузки Системой РУСА и оперативным персоналом.
Для наглядности в работе предложена блок-схема алгоритма работы Системы РУСА. Так же предложена схема интеграции Системы РУСА с ВУ АСУ ТП ГЭС. Были предложены требования к функциям и необходимому объёму информации Системы РУСА для составления частного технического задания.
Выполненная работа удовлетворяет поставленным задачам.
1. Rechkov, А. V. The system of rational operating units mix at hydropower
plant. Development of criteria according to perfomance specification followed by introduction at upper level of automated system control over technological processes at hydropower plant / A. V. Rechkov IПроспект Свободный-2016 : материалы науч, конф., посвященной Году образования в Содружестве Независимых Государств (15-25 апреля 2016 г.) [Электронный ресурс] / отв. ред. А.Н. Тамаровская. - Электрон, дан. - Красноярск : Сиб. фе-дер. ун-т, 2016. - Систем, требования: PC не ниже класса PentiumI; 128 Mb RAM ; Windows 98/XP/7 ; Adobe Reader V8.0 и выше. - Загл. с экрана. // Техническое направление; «Системный анализ, управление и программная инженерия» // 89 с. - С. 4-5. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://nocmu.sfu-
kras.ru/digest2016/8гс/техническое/Системный%20анализ,%20управление%20и %20программная%20инженерия.рбХ
2. Гидроэнергетика : учеб, пособие / Т. А. Филиппова, М. Ш. Мисриханов, Ю. М. Сидоркин, А. Г. Русина. - Изд. 3-е, перераб. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2013. - 620 с. - (Учебники НГТУ)._
3. ГОСТ 34.601 - 90 «Автоматизированные системы. Стадии создания.».
[Электронный ресурс]. - Режим доступа:
https://gost.online/document.htm?id=18546_
4. ГОСТ 34.602-89. «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://gost.online/document.htm?id=18547_
5. Конкурс (тендер) № 43728 «Разработка технико-экономического
обоснования внедрения системы рационального управления составом агрегатов гидроэлектростанций» (Лот № 1-ТПиР-ПИР-2015 -Центр). [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.b2b-
center.ru/market/viewJender.html?id=43728
6. Конкурс (тендер) № 49158 «Разработка технико-экономического
обоснования внедрения системы рационального управления составом гидроагрегатов (РУСА)» (Лот № 1-ТПиР-ПИР-2016-Центр). [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.b2b-
center.ru/market/view_tender.html?id=49158
7. Кривченко Г. И. Гидравлические машины: Турбины и насосы. Учебник для вузов. — М.: Энергия, 1978. — 320 с, ил._
8. Митрофанов, С.В. Разработка системы поддержки принятия решений на основе многокритериальной оптимизации состава агрегатов ГЭС: дис. канд. техн, наук: 05.14.02: защищена 24.04.14: утв. 13.03.2014/ Митрофанов Сергей Владимирович. - Н., 2013. - 213 с. -Библиогр.: с.165-172. - 005546114
9. Отличие рынка электроэнергии (мощности) в России от рынков электроэнергии и мощности за рубежом. [Электронный ресурс]. - Режим flocTyna:http://studme.org/66014/ekonomika/otlichie_rynka_elektroenergii_moschno sti_rossii_rynkov_elektroenergii_moschnosti_rubezhom
10. Панова Я. В. Исследование возможности интеллектуального анализа данных о состоянии гидроагрегата / Я. В. Панова, А. А. Жданович И Материалы 1 Всероссийской научно-практической конференции "Гидроэлектростанции в XXI веке", Саяногорск, 22-23 мая 2014 г. - Саяногорск-Черемушки : Саяно- Шушенский филиал СФУ, 2014. - С. 249-254._
11. Подсистема рационального управления составом агрегатов. 10.12.2015.
[Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://www.slideshare.net/SergeyFomin4/-56002853_
12. Порядок установления соответствия генерирующего оборудования участников оптового рынка техническим требованиям отдачи и регистрации стандартных документируемых диспетчерских команд, распоряжений, разрешений и сообщений, используемых диспетчерским персоналом АО «СО ЕЭС» и его филиалов при управлении режимами работы объектов генерации участников оптового рынка и внешними перетоками. [Электронный ресурс]. -
ups.ru/fileadmin/files/company/markets/2017/p_command300517_3 ,pdf_
13. Порядок установления соответствия генерирующего оборудования
участников оптового рынка техническим требованиям. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://so-
ups.ru/fileadmin/files/company/markets/2017/pg_010517.pdf_
14. Порядок формирования уведомлений о составе и параметрах генерирующего оборудования. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://so-ups.ru/fileadmin/files/company/markets/2017/not_power_eq_010517.pdf_
15. Ракурс внедрил в опытную эксплуатацию подсистему РУСА на Братской ГЭС. 16 января 2015. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.rakurs.com/press/news/detail.php?ID=4380
16. РД 153-34.0-09.161-97 «Положение о нормативных энергетических характеристиках гидроагрегатов и гидроэлектростанций». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://gost.online/document.htm?id=27719_
17. РД 153-34.2-35.520-99 «Общие технические требования к программно-техническим комплексам для АСУ ТП гидроэлектростанций». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://gost.online/document.htm?id=31319
18. Речков, А. В. Система рационального управления составом агрегатов (РУСА). Разработка критериев в рамках частного технического задания с внедрением в верхний уровень АСУ ТП ГЭС / А. В. Речков / Альманах творческих работ учащихся. Выпуск IV. Под ред. проф. Ю.С.Мануйлова.- Нижний Новгород: Центр Научных инвестиций, 2016.-144 с.: ил. - С. 135-137_
19. Речков, А. В. Система рационального управления составом агрегатов ГЭС. Разработка критериев в рамках частного технического задания с внедрением в верхний уровень АСУ ТП ГЭС/ А. В. Речков / Материалы 54-й Международной научной студенческой конференции МНСК-2016: Энергетика /Новосиб. гос. техн. ун-т. Новосибирск, 2016. 61 с. - С. 32_
20. Речков, А. В. Система рационального управления составом агрегатов ГЭС. Разработка критериев в рамках частного технического задания с внедрением в верхний уровень АСУ ТП ГЭС / А. В. Речков / Гидроэлектростанции в XXI веке: сборник материалов IV Всероссийской науч.- практич. конф. / под. ред. В.В. Татарникова. - Саяногорск; Черемушки: Сибирский федеральный университет; Саяно-Шушенский филиал, 2017. - 344 с. -С. 32-34_
21. Секретарев Ю. А. Организация превентивного управления гидроэлектростанцией с применением системы поддержки принятия решений / Ю. А. Секретарев, Я. В. Панова // Гидроэлектростанции в XXI веке : сб. материалов 2 Всерос. науч, практ конф., Саяногорск; Черемушки, 15-16 мая 2015 г. - Саяногорск; Черемушки : Сибирский федеральный университ; Саяно- Шушенский филиал СФУ, 2015. - С. 315-319._
22. Секретарев Ю. А. Оценка экономической эффективности работы гидроагрегата на основе теории возможностей / Ю. А. Секретарев, Я. В. Панова //Гидроэлектростанции в XXI веке : сб. материалов 4 Всерос. науч.-практ. конф, молодых учёных, специалистов, аспирантов и студентов, Саяногорск, Черемушки, 13-14 апр. 2017 г. -Саяногорск ; Черемушки : Сиб. федер.ный ун-т ; Саяно-Шуш. фил., 2017. - С. 107-112. С. 27-31._
23. Секретарёв Ю.А. Ситуационное управление составом и режимами гидроагрегатов на гидроэлектростанциях: монография / Ю.А. Секретарев, А.А. Жданович, К.Ю. Мосин. - Саяногорск; Черемушки: Сибирский федеральный ун- т, Саяно - Шушенский филиал, 2013. - 152 с.
24. Стандарт организации Обеспечение согласованной работы систем
автоматического регулирования частоты и перетоков мощности ЕЭС России и автоматики управления мощностью гидроэлектростанций. Условия организации процесса. Условия создания объекта. Нормы и требования. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://so-
ups.ru/fileadmin/files/laws/standards/st_archm_l.pdf_
25. СТО 59012820.27.100.003-2012 «Регулирование частоты и перетоков активной мощности в ЕЭС России. Нормы и требования». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://gost.online/document.htm?id=60709_
26. Структура оптового рынка. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://energy-trading.rU/staty/id/3
27. Технические требования к генерирующему оборудованию участников оптового рынка. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://so- ups.ru/fileadmin/files/company/markets/2017/tq_010517.pdf_
28. Учебник для студентов высших учебных заведений Под ред. В. И. Обрезкова. М.: Энергоиздат, 1981, 608 с._
29. Факторы, влияющие на формирование цен для конечных потребителей. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://pandia.ru/text/77/351/62499.php
30. Федеральный закон от 26.03.2003 N 35-ФЗ (ред. от 28.12.2016) "Об электроэнергетике". [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://gost.online/document.htm?id=34826_
31. Филиппова Т.А. Оптимизация энергетических режимов гидроагрегатов гидроэлектростанций / Т.А. Филиппова. - М.: Энергия, 1975. - 206, с. : ил._
32. Филиппова, Т.А. Энергетические режимы электрических станций и электроэнергетических систем : учебник / Т.А. Филиппова. - Новосибирск : Изд- во НГТУ, 2005.-300 с._
33. Фомин, С.С. Рациональное управление составом агрегатов каскада Братской и Усть-Илимской ГЭС / С.С. Фомин, А.С. Мисюль: Рациональное Управление Предприятием. #1/2014, с.84-87. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://remmag.ru/upload_data/files/Rakurs.pdf
34. Юбилейная научно-практическая конференция «Дорожная карта систем автоматизации: актуальные запросы и перспективы развития» ГК «Ракурс» 15 июля 2016 года. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.rakurs.com/images/Юбилeйнaя%20кoнфepeнция0/o20Paкypc.pdf_