ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЯ 8
1.1 Управление режимами работы подстанции напряжением 110/10 кВ,
питающей нефтеперекачивающую станцию 9
1.2 Цифровая подстанция 14
1.3 Предпосылки для создание цифровой подстанции и разработки
протокола МЭК 61850 15
1.3.1 Основные положения при создании стандарта МЭК 61850 20
1.3.2 Модель подстанции в соответствии с МЭК 61850 21
1.3.3 Передача данных в системах на базе МЭК-61850 26
1.3.4 Язык конфигурирования подстанции 33
1.3.5 Электронные трансформаторы 34
1.3.6 Цифровая ячейка 39
1.4 Задачи исследования 45
2 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТОПОЛОГИЙ СЕТИ
2.1 Набор сетевых топологий 46
2.2 Схема подключения «звезда» 47
2.3 Схема подключения «кольцо» 49
2.4 Часто используемые конфигурации 51
2.5 Вывод по разделу 2 53
3 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКСА АСДУЭ 54
3.1 Положение АСДУЭ в иерархии уровней информационных систем
управления предприятиям 55
3.2 Архитектура системы автоматизации 56
3.3 Программно-технический комплекс АСДУЭ 61
3.3.1 Подсистема телемеханики 61
3.3.2 Программно-технический комплекс подсистемы технического
учета электроэнергии 73
3.3.3 Программно-технический комплекс подсистемы контроля качества
электроэнергии 83
3.3.4 Программно-технический комплекс вычислительной техники 83
3.3.5 Программно-технический комплекс синхронизации системного
времени 85
3.3.6 Диагностирование системы 86
3.3.7 Электропитание ПТК 87
3.4 Решения по составу программных средств 91
3.5 Метрологическое обеспечение 92
3.5.1 Подсистема технического учета электроэнергии 92
3.5.2 Подсистема контроля качества электроэнергии 95
3.5.3 Подсистема телемеханики 96
3.6 Вывод по разделу 3 100
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ЦИФРОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ
4.1 Экономический расчет 101
4.2 Вывод по разделу 4 103
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 105
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Статья в сборнике «Наука ЮУрГУ: материалы 67-й
научной конференции. Секции технических наук. 2015 г.» 107
Актуальность темы исследования. Эффективность диспетчерского управления энергообъектами, а вместе с тем и надежность электроснабжения потребителей, определяются уровнем автоматизации объекта, объемом и достоверностью получаемых параметров телеметрии, достаточных для оценки оперативной ситуации и выработки на ее основе управленческого решения.
Тенденции перехода на цифровые технологии в системах сбора и обработки информации, управления и автоматизации подстанций наметились более 10 лет назад и в настоящее время стремительно развиваются.
Цифровая подстанция - это подстанция, оснащенная комплексом цифровых устройств, обеспечивающих функционирование систем релейной защиты и автоматики, учета электроэнергии, АСУ ТП, регистрации аварийных событий по протоколу МЭК 61850.
Внедрение МЭК 61850 дает возможность связать всё технологическое оборудование подстанции единой информационной сетью.
Федеральный закон об энергосбережении [1] направлен на эффективное и рациональное использование энергетических ресурсов. Значительную часть эксплуатационных расходов в трубопроводном транспорте нефти составляет электроэнергия. В себестоимости перекачки нефти ее доля составляет около 35 % [2], что свидетельствует о том, что проблема эффективного и рационального использования электроэнергии в трубопроводном транспорте нефти является актуальной. В связи с этим актуальной задачей является повышение энергоэффективности с использованием автоматизированных систем диспетчерского управления электро-снабжением (АСДУЭ).
Цель и задачи исследования. Повышение эффективности функционирования энергохозяйства, улучшение условий эксплуатации и оптимизация контроля над энергообъектом.
Объект исследования - диспетчеризация электроснабжения.
Предмет исследования - автоматизированная система диспетчерского управления электроснабжением нефтеперекачивающих станций.
Научная новизна. В данной магистерской работе рассмотрены вопросы автоматизации и диспетчеризации систем электроснабжения (СЭС) нефтеперекачивающих станций (НПС) с использованием современного стандарта МЭК 61850, проблемы создания автоматизированных систем с высокой степенью интеграции в рамках единой автоматизированной системы диспетчерского управления электроснабжением (АСДУЭ).
Рассмотрены основные проблемы интеграции технологического оборудования, имеющего разностороннюю прикладную направленность в единую информационно-управляющую систему диспетчерского контроля.
Практическая значимость. Работа ориентирована на решение актуальных проблем улучшения контроля и управления энергообъектом, а также на снижения потерь электроэнергии на основе анализа учетных данных
Создание АСДУЭ само по себе не сможет снизить затраты на электроэнергию и снизить потребляемую мощность, однако АСДУЭ дает инструмент контроля и управления технологией.
Апробация работы. Основные положения выпускной квалификационной работы доложены на студенческой научно-технической конференции ЮУрГУ 2015 г. По теме работы опубликована статья в сборнике «Наука ЮУрГУ: материалы 67-й научной конференции. Секции технических наук. 2015 г.».
В выпускной квалификационной работе предложен программно-технический комплекс диспетчеризации электроснабжения нефтеперекачивающих станций с использованием современного стандарта МЭК-61850 для автоматизации диспетчерского контроля и управления над энергообъектом НПС.
Выполненные исследования позволяют сформулировать следующие основные результаты и выводы работы:
1 Проведён анализ традиционных и современных подстанций, рассмотрены технологии и оборудование, применяемые на цифровых подстанциях. Рассмотрены вопросы автоматизации и диспетчеризации систем электроснабжения нефтеперекачивающих станций с использованием современного стандарта МЭК 61850.
2 Разработан программно-технический комплекс автоматизированной системы диспетчерского управления электроснабжением нефтеперекачивающей станции (ПТК АСДУЭ НПС) в соответствие с новыми подходами и методами управления производством.
3 Спроектирована структурная схема ПТК АСДУЭ, состоящая из подсистем телемеханики, технического учета электроэнергии, диагностики, мониторинга и пр. В ВКР приведены функциональная структура и основные характеристики ПТК, показана его технико-экономическая эффективность.
4 Разработанный ПТК АСДУЭ позволит: повысить оперативность управления НПС; сократить время на восстановление электроснабжения потребителей после аварийных отключений; снизить затраты на электроэнергию за счет мониторинга и управления энергопотреблением.
5 ПТК АСДУЭ позволит мгновенно регистрировать аварийные ситуации в энергосистеме объекта, а также предупреждать диспетчера о приближении параметров электроснабжения к критическим значениям, что соответственно позволит избежать аварийных ситуаций, заранее принять адекватные меры и обеспечить полный непрерывный мониторинг системы электроснабжения.
6 Представленные в выпускной квалификационной работе решения автоматизации и диспетчеризации СЭС НПС на сегодняшний день соответствуют передовым разработкам как зарубежных, так и отечественных производителей.
7 Результаты выполненной ВКР будут внедряться на действующих нефтеперекачивающих станциях Челябинской области.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
