В данной дипломной работе рассмотрены вопросы автоматизации и диспетчеризации систем электроснабжения (СЭС) промышленных предприятий, проблемы создания автоматизированных систем с высокой степенью интеграции в рамках единой автоматизированной системы диспетчерского учёта (АСДУ) промышленного предприятия.
Рассмотрены основные проблемы интеграции технологического оборудования, имеющего разностороннюю прикладную направленность, в единую информационно-управляющую систему диспетчерского контроля.
Работа носит учебно-исследовательский характер и основана на реальных проектах автоматизации промышленных предприятий Самарской области (в том числе энергетического департамента ОАО "АВТОВАЗ").
Приведены функциональная структура, основные характеристики и режимы работы АСДУ на базе контроллеров "Continium".
Показаны возможности внедряемых информационных решений, как в плане внедрения новых технологий, так и модернизации существующих автоматизированных систем.
Показаны примеры автоматизации и диспетчеризации систем электроснабжения (СЭС) промышленных предприятий, построенные в соответствие с новыми подходами и методами управления производством.
Представленные в дипломной работе решения автоматизации и диспетчеризации СЭС на сегодняшний день являются передовыми разработками как зарубежных, так и отечественных производителей. Построение надёжных автоматизированных систем контроля и управления энергопотребления (АСКУЭ) на основе единого системного подхода (и с применением новых информационных технологий) позволит решить многие текущие и будущие проблемы отечественных промышленных предприятий.
В рамках раздела безопасности и экологичности работы рассмотрены вопросы охраны труда диспетчеров на автоматизированном диспетчерском пункте. Произведён расчёт экономической эффективности внедрения автоматизированной системы диспетчерского управления.
Аннотация
Содержание
Введение
1. Развитие систем автоматизации и диспетчеризации СЭС
1.1 Телемеханические и диспетчерские системы управления СЭС
1.2 Структура АСКУЭ, построенная с применением ПЭВМ
1.3 Интегрированные системы управления и автоматизация СЭС
2. Задачи автоматизированной системы диспетчерского управления энергосистемой
2.1 Задачи оперативного контроля и управления (1 группа)
2.2 Технологические задачи (2 группа)
2.3 Задачи автоматического управления (3 группа)
2.4 Задачи АСКУЭ (4 группа)
3. Автоматизированная система диспетчерского управления СЭС
3.1 Цели создания АСДУ
3.2 Принципы построения АСДУ
3.3 Требования к аппаратным и программным средствам АСДУ
3.4 Организационная и функциональная структуры АСДУ
3.5 Задачи АСДУ
4. Уровни построения АСДУ
4.1 АСДУ на уровне ЦДП энергосбыта энергосистемы
4.2 АСДУ на уровне ПЭС и РЭС
4.3 АСУТП электростанций и подстанций
4.4 Унификация технических и программных средств АСДУ
5. Современные методы автоматизации диспетчерских пунктов промышленных предприятий
5.1 Инструментальное обеспечение систем диспетчерского управления
5.2.1 Основные виды микропроцессорных средств автоматизации
5.2.2 PC- контроллеры и их характеристики
5.2.3 PLC- контроллеры и их характеристики
5.3 Обзор отечественных и зарубежных микропроцессорных средств автоматизации
5.4.1 Платформа автоматизации ModiconQuantum
5.4.2 Платформа автоматизации ModiconPremium
5.5 Построение АСКУЭ ОАО "АВТОВАЗ"
6. Разработка автоматизированной системы диспетчерского контроля жизнеобеспечения на базе контроллеров Continium
6.1 Назначение системы диспетчерского контроля жизнеобеспечения на базе контроллеров Continium
6.2 Общие требования к разрабатываемой системе
7. Линии и каналы связи ССОИ
7.1 Аппаратная платформа
7.2 Коммутаторы
7.3 Терминальные устройства доступа
7.4 Активное оборудование системы Continuum (AndoverControls)
7.5 Резервирование
8. Проектирование релейной защиты трансформатора 6/0,4 КВ
8.1 Выбор схемы защиты
8.2 Расчёт установок защит по току и проверка чувствительности
8.3 Расчёт максимальной токовой защиты трансформатора
8.4 Расчёт специальной токовой защиты нулевой последовательности на стороне 0,4 кВ
9 Безопасность и экологичность
9.1Опасные и вредные факторы при работе с компьютером
9.2 Анализ микроклимата
9.3 Анализ уровня шума на рабочем месте
9.4 Анализ освещения
9.4.1 Расчёт искусственного освещения
9.5 Статическое электричество
9.6 Электромагнитные излучения
9.7 Электро- и пожаробезопасность
10. Расчёт экономической эффективности автоматизированной системы централизованного диспетчерского управления электроснабжением
10.1 Основные показатели экономической эффективности
10.2Определение капитальных затрат на внедрение первой очереди АСУЭ
10.3 Расчёт годовой экономии от внедрения АСЦДУЭ
10.3.1 Экономия от снижения расходов энергоресурсов за счет внедрения задачи управления расходом энергоресурсов
10.3.2 Экономия от снижения платы за нагрузку
10.3.3 Экономия от снижения потерь в сетях электроснабжения и улучшения качества электроэнергии
10.3.4 Экономия теплоэнергии
10.3.5 Экономия электроэнергии за счет эффективного управления компрессорами
10.3.6 Экономия от сокращения численности персонала
10.4Расчёт годового экономического эффекта
Заключение
Литература
Промышленность России на современном этапе остается основным потребителем энергоресурсов, например, доля промышленного потребления электроэнергии в отдельных регионах достигает 60-65%. Планируемое удвоение ВВП России может привести к увеличению потребления энергоресурсов, но это увеличение должно быть основано на внедрении новых технологий.
Из-за многократного удорожания энергоресурсов их доля в себестоимости продукции для многих промышленных предприятий резко возросла и составляет 20-30%, а для наиболеё энергоёмких производств достигает 40% и болеё. Вместе с удорожанием энергоресурсов наступил экономически целесообразный предел их потребления в рамках исторически сложившихся технологий для каждого отдельного предприятия, возникли вопросы качества использования этих ресурсов внутри предприятия и безопасности основных средств производства. Факторы высокой стоимости энергоресурсов и обеспечения безопасности обусловили в последние годы кардинальное изменение отношения к организации диспетчеризации в промышленности и других энергоёмких отраслях (транспорт и жилищно-коммунальное хозяйство).
Современная цивилизованная организация производства основана на использовании автоматизированного приборного учёта, сводящего к минимуму участие человека на этапе измерения, сбора и обработки данных и обеспечивающего адаптируемый к различным тарифным системам и графикам работы предприятия учёт. Учёт всесторонний с предоставлением оперативной и достоверной информации для всех заинтересованных сторон: поставщиков энергоресурсов и их потребителей, работников самого предприятия и служб инженерного контроля и безопасности.
При наличии современной АСДУ промышленное предприятие полностью контролирует весь свой процесс ресурсопотребления и имеёт возможность по согласованию с поставщиками энергоресурсов гибко переходить к разным тарифным системам, минимизируя свои энергозатраты. В этом случае появляется возможность эффективно перераспределять все виды ресурсов внутри предприятия, контролируя эффективность использования рабочего времени работниками предприятия. При этом обеспечение безопасность их работы будет обеспечена на болеё высоком уровне во время всего рабочего дня.
Сегодняшний день промышленных предприятий в области диспетчеризации связан с внедрением современных АСДУ, реализованных на основе современных информационных технологий. Многие ведущие фирмы мира предлагают интегрированные решения диспетчерских инженерных служб обеспечения жизнедеятельности предприятия с использованием микропроцессорных систем и средств, сетевых телекоммуникационных устройств и высокопроизводительных рабочих станций.
Целью данной дипломной работы является анализ существующих автоматизированных и диспетчерских систем управления СЭС, а также моделирование новых интегрированных решений для промышленных предприятий.
1. Развитие систем автоматизации и диспетчеризации СЭС
1.1 Телемеханические и диспетчерские системы управления СЭС
Автоматизированная система управления (АСУ) – это система "человек-машина", обеспечивающая эффективное функционирование объекта, в которой сбор, передача и обработка информации, необходимой для реализации функций управления, осуществляются с применением средств автоматизации и вычислительной техники.
Если вычислительная техника используется для решения комплексов взаимосвязанных задач управления энергетическим департаментом ПП (управление тепло-, водо-, газоснабжения и т.п.), то принято такую систему называть автоматизированной системой энергоснабжения (АСУ-Энерго). Если построена система управления электропотреблением ПП, то часто используется сокращение – АСУ-Электро. Последняя может быть разработана в виде отдельной изолированной системы или входить в состав общей АСУ-Энерго. Самый верхний уровень иерархии управления предприятием в целом осуществляется с помощью автоматизированной системы управления предприятия (АСУП). Системы АСУЭ соответственно относятся к болеё низкому уровню иерархии – АСУ технологических процессов (АСУ ТП) и имеют ряд специфических особенностей.
В сложных системах полная автоматизация управления предприятием (или его отдельным департаментом) обычно трудно реализовать из-за отсутствия аналитического аппарата управляющих процессов, а также непредсказуемости всех возможных режимов работы. Поэтому наряду с устройствами автоматизации и телемеханики определённые функции выполняет исключительно человек (оператор), при этом система управления превращаются в автоматизированную систему диспетчерского управления (АСДУ).