Глава 5

РЕАЛИЗАЦИЯ И КОНЦЕПЦИИ ПОСТРОЕНИЯ АСУ ТП

5.1. Назначение автоматизированных систем

управления

Одна из основных задач управления технологическим процес­сом на ТЭС состоит в поддержании непрерывного соответствия между количествами вырабатываемой и потребляемой энергии. Решение этой задачи может осуществляться по частям с помощью автономных АСР парового котла, турбины и электрического гене­ратора (рис. 5.1).

Требуемое соответствие между паропроизводительностью котла и расходом пара на турбину поддерживается по косвенному пока­зателю — давлению перегретого пара в соединительном паропро­воде рпп с помощью АСР тепловой нагрузки котла G_пп (АСРК). Баланс между механической энергией ротора турбины N_т и элек­трической нагрузкой генератора N_г контролируется также по кос­венному показателю — частоте вращения ротора n. Этот баланс обеспечивается с помощью АСР мощности турбины (АСРТ). Со­ответствие между заданным и текущим значениями напряжения на шинах генератора u_г регулируется посредством автоматической системы стабилизации возбуждения (АСРВГ).

Различие в объектах и задачах управления, регулирующих ор­ганах и технических средствах автоматизации обусловило раз­дельное управление процессами, протекающими в паровом котле и турбогенераторе, в доблочной энергетике. Автономные (локаль­ные) АСР парового котла, турбины и генератора выполняют не­прерывное и достаточно качественное регулирование отдельных технологических процессов, т.е. решают частные задачи оптими­зации, не предназначенные для решения задач статической опти­мизации вида (1.4) по энергоблоку в целом.

Технологические процессы на ТЭС протекают в сложных усло­виях:

непрерывность потребления и невозможность складирования го­товой продукции;

быстрое протекание процессов в турбогенераторе и большие за­паздывания по основным каналам регулирующих воздействий в паровом котле;

постоянная опасность возникновения тяжелых аварий из-за вы­соких параметров пара и температур топочных газов и т.п.

Блочная компоновка оборудования и специфические особеннос­ти эксплуатации блочных установок (участие в покрытии нерав­ном ерностей графика электрической нагрузки, частые пуски и остановы энергоблоков и др.) усложнили задачи управления ТЭС. Существенно усложнились сами процессы пуска и останова энер­гоблоков. Они включают множество операций по контролю и уп­равлению, которые должны осуществляться одновременно на па­ровом котле и турбине, к тому же в строгой последовательности.

В связи с переходом на блочную компоновку энергооборудова­ния и работой ТЭС в составе АСУ энергосистем существенно из­менились требования к информационным подсистемам. Резко возросло количество одновременно контролируемых параметров, усложнились формы отчетности перед вышестоящими центрами управления, повысилась роль и ответственность индивидуальных измерений по важнейшим параметрам.

На блочных ТЭС появилась необходимость коренным образом изменить управление в целом на основе единства технологическо­го процесса в энергоблоках. Потребовалось, используя комплекс технических средств и ЭВМ, освободить оперативный персонал от многочисленных, но второстепенных операций по контролю и ре­гулированию, чтобы сосредоточить его внимание на решении глав­ных задач управления по обеспечению заданного графика элек­трической нагрузки и минимума энергетических потерь.

Достижение главной цели управления энергоблоком с одновре­менным выполнением своих функций подсистемами АСРК, АСРТ и АСРГ связано с внедрением на ТЭС единой автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП ТЭС), предназначенной для выработки и реализации управляющих воз­действий в соответствии с принятыми критериями управления [10, 26,28].

Основное преимущество АСУ ТП ТЭС перед совокупностью ав­тономных систем отдельных агрегатов состоит в том, что АСУ по­зволяет управлять технологическими процессами ТЭС в целом, а не по частям. Другое преимущество АСУ заключается в надлежа­щем выполнении операций по останову и пуску общестанционно­го оборудования из различных тепловых состояний и в возмож­ности оптимизации переменных режимов ТЭС по топливу и на­грузке.

Кроме того, АСУ можно использовать как инструмент по изу­чению технологического процесса и оборудования, например для определения математических моделей статики и динамики ТОУ и вычисления фактических или нормативных значений ТЭП. Отме­ченные преимущества достигают за счет существенного расшире­ния состава функций АСУ ТП на современных ТЭС по сравнению с автономными системами управления доблочной энергетикой.