7 (812) 33-33-121

Центр сбора и обработки технологической информации генерирующей компании

Подсистема технологической информации
Подсистема технологической информации
Диспетчерские графики и рекомендации по несению нагрузки
Информация по составу оборудования
Мониторинг топливо использования, контроль топливной составляющей

Аннотация

Центр сбора и обработки технологической информации ОАО «Квадра» (ТГК-4) осуществляет сбор и обработку параметров технологических процессов производства электроэнергии и тепла, а также потребления топлива производственными подразделениями ОАО «Квадра» а также автоматизирует деятельность служб Компании при работе на оптовом рынке электроэнергии и мощности.

Заказчик: генерирующая компания "Квадра"

Объекты внедрения: диспетчерский центр (г.Тула), центр контроля (г. Москва), исполнительные аппараты региональных генераций, 24 ТЭЦ

Объем работ: комплексная реализация проекта на условиях «под ключ»

Цель создания

Создание централизованного хранилища технологической и производственной информации, предоставление информации для оптимизации деятельности служб Компании при работе на оптовом рынке электроэнергии и мощности.

Задачи

  • учёт произведенной и отпущенной электроэнергии и тепловой энергии;
  • учет потребления топлива по данным узлов коммерческого учета
  • расчет фактической топливной составляющей себестоимости энергии для каждого часа;
  • расчет ожидаемых значений цен балансирующего рынка
  • расчет параметров оперативных ценопринимающих заявок (ОЦПЗ) на основании ожидаемых значений индикаторов балансирующего рынка
  • ежечасный расчет объемов и стоимости отклонений для каждой ГТП ТЭЦ Компании
  • расчет рекомендаций по несению электрической нагрузки в течении часа;
  • контроль и анализ технико-экономических параметров работы станции;
  • ретроспективный анализ параметров работы теплового и генерирующего оборудования и действий оперативного персонала.

Описание системы

Разработка и внедрение системы «Центр сбора и обработки технологической информации (ЦСТИ) ОАО «Квадра» были выполнены компанией «Сумма технологий» в 2010-2012 годах. Система выступает в качестве связующего звена между локальными АСУТП теплоэлектростанций и корпоративными информационными системами, между производственными и сбытовыми подразделениями, между теплоэлектростанциями, центральным и региональными исполнительными аппаратами.

Система ЦСТИ представляет собой трехуровневую территориально распределенную систему. Непосредственно сбор информации осуществляется на нижнем уровне – электростанциях компании. Большая часть информации считывается с измерительных приборов и автоматизированных систем теплоэлектроцентралей, некоторые параметры вводятся сотрудниками вручную. На этом уровне информация из системы используется для широкого спектра задач управления электростанцией, обеспечения бесперебойной работы и безопасной эксплуатации оборудования.

Агрегированная информация по каждой станции передается на уровень исполнительных аппаратов региональных генераций и далее в центральный аппарат управления ОАО «Квадра». Таким образом, сбытовые подразделения и руководители всех уровней получают единую база технологической информации обо всех электростанциях: параметрах работы, загруженности оборудования, расходе топлива, пара, тепла и т.д.

Система ЦСТИ стала важным инструментом в работе производственных служб и оперативно-диспетчерской службы Управления по продаже электроэнергии и мощности

Валерий Солдатов, директор по энергорынкам ОАО «Квадра»

Функциональная структура системы

Функционально система ЦСТИ состоит из четырех модулей:

  • сбора технологической информации;
  • коммерческой диспетчеризации;
  • ИТ-мониторинга;
  • релейной защиты и автоматики
Рис.1.
Функциональная структура системы
CSTI.jpg

Подсистема сбора технологической информации осуществляет консолидацию данных от различных АСУТП теплоэлектростанций и обеспечивает контроль фактических производственных показателей ТЭЦ. Источниками данных для этой подсистемы выступают более 300 систем контроля и учета энергоресурсов, оперативного диспетчерского управления, автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), устройств телемеханики и т.п.

Подсистема коммерческой диспетчеризации обеспечивает сбор данных от технологических сайтов инфраструктурных организаций, из электронной почты и локальных папок. Данная подсистема осуществляет накопление информации торговых графиках конкурентов, об экономической эффективности работы ТЭЦ, а также о финансовых результатах деятельности по реализации электроэнергии. На основе этих данных и принятых в организации алгоритмов работы на РСВ и БР рассчитывается топливная составляющая в себестоимости электроэнергии, ожидаемое значение цен балансирующего рынка, параметры ценопринимающих заявок, рекомендации по несению нагрузки, определяются результаты работы на БР, РСВ и рынке мощности.

На базе системы ЦСТИ создана подсистема расчётов ТЭП, в которой реализован упрощённый алгоритм расчёта фактической топливной составляющей себестоимости электроэнергии для каждого часа на основании удельного расхода каждого вида топлива и количества электрической и тепловой энергии, отпущенного потребителю. 

Помимо этого реализованы следующие алгоритмы:

  • расчет ожидаемых цен балансирующего рынка;
  • расчёт параметров оперативных ценопринимающих заявок;
  • расчёт объёмов и стоимости отклонений на балансирующем рынке;
  • расчёт рекомендаций по несению электрической нагрузки.

Подсистема релейной защиты и автоматики осуществляет сбор и обработку данных с многочисленных устройств регистрации аварийных событий и выполняет функцию мониторинга нештатных ситуаций. В данной подсистеме накапливаются данные об аварийных и предаварийных ситуациях и условиях из возникновения. На основе анализа этих данных ответственные службы могут принимать меры по устранению, предупреждению и недопущению нештатных ситуаций.

Подсистема ИТ-мониторинга отслеживает работоспособность каналов связи и основного оборудования системы. Данный модуль позволяет диагностировать сбои в работе системы сбора данных, повысить надежность и увеличить срок её эксплуатации.

Ключевые технические решения

Для реализации задачи централизованного сбора и обработки технологической информации необходимо было выбрать производительную и масштабируемую программную платформу, которая должна обеспечивать:

  • простую и быструю интеграцию промышленных систем управления, программных и аппаратных средств от различных производителей;
  • консолидацию данных по всем энергоактивам в централизованном архиве технологической информации с организацией доступа к данным для смежных систем, оперативного персонала и руководителей всех уровней;
  • защиту инвестиций в информационную инфраструктуру и возможности проведения безрискового поэтапного наращивания функционала без замены существующих решений;
  • высокий уровень надежности реализованной системы.

Окончательный выбор был сделан в пользу платформы Wonderware Sytem Platform, выполненной на базе сервис-ориентированной архитектуры и предоставляющей единую интегрируемую среду для всех приложений промышленной автоматизации.

В рамках Wonderware Sytem Platform предоставляется полный набор сервисов для качественного решения задач на всех уровнях автоматизации производства: от сбора и визуализации данных с систем нижнего уровня до хранения и передачи агрегированной технологической информации на высшие уровни управления организацией.

Рис.2.
Системная архитектура
CSTI_struct.png
 Система включает в себя следующие уровни:
  • нижний уровень (уровень ТЭЦ):
    • сервер приложений/сбора данных WAS (Wonderware Application Server);
    • серверы ввода-вывода сторонних производителей;
    • система визуализации на базе InTouch for System Platform на каждой ТЭЦ (АРМ пользователей);
    • существующие автоматизированные системы – АИИС КУЭ, системы телемеханики, АСУТП котельных агрегатов, АСУТП турбоагрегатов, отдельные средства измерения, не входящие в системы автоматизации, АС учета тепла, АС учета топлива.

Сервер WAS обеспечивает сбор и обработку данных от серверов ввода-вывода сторонних производителей и существующих автоматизированных систем, а также является источником данных серверов среднего уровня Системы и для АРМ пользователей уровня ТЭЦ (InTouch for System Platform). Данное решение позволяет обеспечивать пользователей ТЭЦ оперативной информацией вне зависимости от состояния среднего и верхнего уровня системы.

  • средний уровень (уровень Региональной генерации):
    • сервер приложений/сбора данных WAS в каждой генерации и серверы ввода вывода сторонних производителей;
    • сервер хранения Historian;
    • система визуализации на базе InTouch for System Platform (АРМ пользователей).

Сервер WAS обеспечивает сбор и обработку данных от серверов нижнего уровня, архивацию технологической информации на сервере хранения Historian, а также является источником данных для серверов верхнего уровня Системы и АРМ пользователей среднего уровня (InTouch for System Platform). Данное решение позволяет обеспечивать пользователей региональной генерации оперативной информацией вне зависимости от состояния верхнего уровня системы. На базе решений, применяемых для данного уровня, возможно последующее расширение систем диспетчеризации региональных генераций с подключением систем автоматизации иных объектов, помимо ТЭЦ.

  • верхний уровень (уровень Исполнительного аппарата):
    • сервер приложений WAS;
    • сервер хранения Historian;
    • сервер расчётов;
    • сервер WEB доступа Wonderware Information Server (WIS).

Сервер WAS обеспечивает сбор и обработку данных от серверов среднего уровня, сохранение исторической информации на сервере хранения Historian, а также является источником данных для АРМ пользователей.

Сервер WEB доступа WIS обеспечивает предоставление данных пользователям по WEB интерфейсу.

Сервер расчётов обеспечивает:

  • сбор данных с различных технологических Web-сайтов, электронной почты и локальных папок;
  • предварительную обработку и сохранение полученной информации в БД ЦСТИ;
  • аналитическую и статистическую обработку данных;
  • формирование отчетности.