1.2. Автоматизация управления системой электроснабжения

Хозяйство электроснабжения железных дорог можно рассматри­вать как совокупность различных технологических процессов, обес­печивающих бесперебойное снабжение потребителей электроэнерги­ей соответствующего качества. При этом должно быть экономичное расходование электроэнергии, уменьшение потерь, возникающих в процессе ее передачи и преобразования.

Основной целью создания автоматизированной системы управ­ления электроснабжением (АСУЭ) является совершенствование уп­равления устройствами электроснабжения и их эксплуатацией на ос­нове автоматизации процессов поддержания оптимальных режимов в системе тягового электроснабжения. Наряду с задачами оптимального управления технологическими процессами в АСУЭ решаются также задачи, связанные со сбором, обработкой информации, пла­нированием и прогнозированием технологического процесса и со­стояния оборудования.

Как любая сложная система, АСУЭ имеет иерархическую струк­туру, состоящую из отдельных подсистем (рис. 1.3), имеющих само­стоятельные цели управления, а также общую для всей автоматизи­рованной системы цель. Подсистемы, находящиеся на разных уров­нях иерархии, взаимодействуют между собой. Они имеют внешние связи с питающими районными энергосистемами и другими подсис­темами АСУЖТ.

Подсистема — это часть системы, выделенная по определенному признаку, отвечающему конкретным целям и задачам управления. В рамках этих задач подсистема может рассматриваться как само­стоятельная система. Расчленение системы управления на подсисте­мы называется декомпозицией.

Определение структуры системы управления является одной из важнейших задач, возникающих при разработке системы в каждом конкретном случае. Правильно составленная структура АСУЭ по­зволяет наиболее точно определить требуемый объем, содержание и потоки информации; обеспечить последовательное решение очеред­ных задач на базе предыдущих; исключить необходимость переде­лок в процессе развития АСУЭ.

На рис. 1.3 представлена структурная схема АСУЭ, построенная по функциональному признаку. Система осуществляет управление всем комплексом электроснабжения железнодорожного транспорта. Управление в пределах дистанции электроснабжения включает три основных уровня:

• первый уровень реализует ручное и автоматическое децентрализо­ванное управление отдельными видами оборудования и режимами;

• второй уровень включает в себя местное оперативное (дистанци­онное) и автоматическое централизованное управление оборудовани­ем тяговых подстанций, постов секционирования и т.д.;

• третий уровень реализуется автоматизированной системой дис­петчерского управления (АСДУ) с энергодиспетчерского пункта (ЭДП), на нем осуществляется оперативно-диспетчерское централи­зованное управление тяговыми подстанциями, постами секциониро­вания и другими пунктами, элементами и режимами.

Рис. 1.3. Структурная схема АСУ ТП

От вышестоящих энергодиспетчерских пунктов четвертого (служ­бы электроснабжения дороги — ЭЖД) и пятого (Департамент элек­трификации и электроснабжения ОАО «РЖД» — ЦЭ ОАО «РЖД») уровней управления на энергодиспетчерский пункт дистанции элек­троснабжения поступает нормативная и оперативно-управляющая информация, координирующая режимы работы дистанций электро­снабжения в пределах железной дороги. Энергодиспетчерский пункт службы электроснабжения дороги учитывает основные показатели работы дистанций электроснабжения, выполняет все виды планиро­вания в масштабах дороги, обменивается информацией с энергодиспетчерскими пунктами ЦЭ ОАО «РЖД» и районных энергосистем. Автоматизированная система диспетчерского управления обеспечи­вает также автоматизированный сбор и обработку информации, не­обходимую диспетчерскому персоналу для непрерывного централи­зованного контроля и управления.

Задачи оперативного управления, решаемые АСДУ, определяют­ся режимом работы системы электроснабжения.

В нормальном режиме—это регулирование параметров электроснаб­жения, их корректировка при отклонениях от нормативных требова­ний по качеству электроэнергии и надежности ее подачи; вывод обору­дования в ремонт и резерв и ввод его в работу; сбор, обработка и доку­ментирование информации о работе дистанции электроснабжения.

В аварийном режиме должны срабатывать автоматические устрой­ства первого уровня (релейная защита). Если при этом наступает от­каз устройств автоматики, оперативно-диспетчерский персонал осу­ществляет управление вместо них вручную. Однако из-за низкого быстродействия качество управления ухудшается.

В послеаварийном режиме решаются задачи восстановления нор­мальной схемы электроснабжения потребителей, заданного качества электроэнергии, ввод в работу отключившегося неповрежденного оборудования, принятия мер по устранению причин аварии и ремонту поврежденного оборудования.

Решения задач оперативно-диспетчерского управления (ОДУ) предус­матривает максимальное использование опыта и знаний энергодиспет­чера. В зависимости от сложившейся ситуации он может располагать раз­личным временем для принятия решений, которые вырабатывает прак­тически единолично. В аварийных ситуациях объем информации резко возрастает, а время для принятия решения снижается до нескольких ми­нут или секунд. Для обработки всей этой информации используются элек­тронно-вычислительные машины (ЭВМ), ускоряющие принятие энерго­диспетчером правильных решений по управлению.

ЭВМ являются технической основой АСУЭ наряду с местными системами автоматики и устройствами телемеханики, состоящими из аппаратуры телеуправления, телесигнализации и телеизмерения. Они выполняют расчетные и информационные функции, собирают и обрабатывают информацию, выдают соответствующие рекомен­дации, осуществляют технико-экономические и планово-производ­ственные расчеты.

Подсистема третьего уровня осуществляет оперативно-диспетчер­ское централизованное управление пунктами, объектами и режима­ми, обменом информацией с энергодиспетчерскими пунктами энер­госистем и службой электроснабжения дороги, поездным диспетче­ром отделения дороги (ДНЦ). Подсистемы учета, планирования и прогнозирования оптимального управления могут размещаться на энергодиспетчерском пункте дистанции электроснабжения или же являться общими для дистанций в пределах железной дороги и соот­ветственно размещаться на Центральном энергодиспетчерском пун­кте службы электроснабжения (ЦДПЭ).