УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ПРОГРАММЕ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ: «ОПЕРАТИВНО-ДИСПЕТЧЕРСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ» В ОБЪЁМЕ 72 ЧАСА. учебное пособие ОДУ. Учебное пособие по программе повышения квалификации Оперативнодиспетчерское управление
 Скачать 1.03 Mb.
|
|
Программа «ДПМ-2»: даешь цифровизацию тепловой энергетики! Цифровая трансформация электроэнергетики позволит повысить энергетическую безопасность регионов страны за счет создания новых инфраструктурных возможностей и обеспечить новый уровень качества жизни россиян благодаря новым стандартам обслуживания. Однако для достижения поставленной цели технологии на базе «цифры» должны быть интегрированы не только в процессы распределения электрической энергии. Они также необходимы на этапе генерации электричества. Важную роль в вопросах цифровизации может сыграть программа модернизации ТЭС под названием «ДПМ-2», одобренная правительством Российской Федерации 24 января 2019 года. Ее основная цель заключается в реконструкции действующих мощностей теплоэнергетики. Помимо этого, программа призвана укрепить отечественный рынок энергетического машиностроения. Реализация программы предполагает модернизацию 41 ГВт мощности в течение 10 лет. Объем инвестиций оценивается в 1,9 трлн руб. Однако оппоненты «ДПМ-2» – потребители оптового рынка электроэнергии и мощности России – с этой цифрой не согласны. Они считают, что реконструкция ТЭС потребует 8,2 трлн руб. инвестиций до 2046 года. Механизм инвестирования предполагает прием ценовых заявок для участия в конкурсе с учетом стоимости выработки. По словам главы Минэнерго Александра Новака, основным критерием отбора является «минимизация стоимости энергии, генерируемой после реализации проекта, для потребителей». Первый конкурсный отбор модернизированных мощностей (КОММод) на 11 ГВт проводился СО ЕЭС России 1–2 апреля. Объекты отбирались сразу на три года. Ввод модернизированных теплоэлектростанций в эксплуатацию запланирован на 2022-2024 гг. В общей сложности для участия в конкурсе было подано 127 заявок от 28 участников в отношении 64 ТЭС. Из них: на 2022 г. – 45 шт.; на 2023 г. – 37 шт.; на 2024 г. – 45 шт. В конкурсе принимали участие проекты первой (Европейская часть России и Урал) и второй (Сибирь) ценовых зон. Объем мощностей между зонами был поделен в пропорциях 80% для первой ценовой зоны и 20% – для второй. Проекты, которые не прошли КОММод, получили возможность попасть в программу «ДПМ-2» в соответствии с решением правительственной комиссии по развитию энергетики. Ее квота составила 15%. Реализация проектов предполагает установку оборудования российского производства. Это уже вызвало к жизни идею разработки отечественной газовой турбины большой мощности с частичным государственным финансированием и льготами для инвесторов, которые используют это оборудование в своих пилотных проектах. Инвестиции энергокомпаний в модернизацию тепловых электростанций будут возвращаться в течение 15 лет за счет повышенных платежей участников оптового рынка электроэнергии – установки спецтарифа на мощность для обновленных блоков и повышение стоимости мощности для энергообъектов старой генерации. Сегодня в российской энергетике накоплен большой отложенный спрос на реконструкцию устаревшего электрооборудования. В рамках «ДПМ-2» надежным партнером для отечественных энергетиков может стать концерн Siemens. Производитель энергетического оборудования уже доказал на практике свою компетентность в вопросах модернизации российских паровых энергообъектов. В качестве примера можно привести Киришскую ГРЭС – крупнейшую тепловую электростанцию, действующую в Объединенной энергосистеме Северо-Запада. Системный оператор задает достаточно высокую нагрузку объекту, используя его в качестве регулятора и для обеспечения надежности системы. ГРЭС электрической мощностью 2 595 МВт расположена в 150 км от Санкт-Петербурга. С помощью двух новых газовых турбин SGT5-4000F с сохранением существующего, модернизированного под ПГУ парового агрегата, ее блок был преобразован в эффективную парогазовую установку. Реализация этого проекта позволила повысить выходную мощность блока на 500 МВт. Немецкая компания Siemens заинтересована в развитии на территории России различных направлений деятельности, связанных с газовыми турбинами. В 2018 году на базе совместного предприятия «Сименс АГ» и ПАО «Силовые машины» – «Сименс технологии газовых турбин» (СТГТ) был введён в эксплуатацию новый цех по восстановлению рабочих и направляющих лопастей лопаточных машин. Технологическая оснастка новой площадки позволяет осуществлять реконструкцию лопаток газовых турбин всех видов по уникальной технологии Si3D с возможностью нанесения различных инновационных покрытий. По оценкам экспертов, это существенно сократит сроки проведения ремонтных работ. Помимо этого, энергетики смогут повысить безопасность, надежность и эффективность энергогенерирующих объектов. С целью более эффективного обслуживания оборудования на заводе СТГТ введен в действие Удаленный мониторинговый центр (УМГ). Сервисная площадка обеспечивает выполнение нескольких функций: Онлайн-диагностика работы газотурбинного оборудования в удаленном режиме. Обработка и анализ полученной информации. Хранение обработанных данных. Компанией наработан колоссальный опыт в сфере диджитализации, и она готова делиться экспертными знаниями со своими деловыми партнерами из России. Именно с этой целью, а также для проведения совместных исследований, Siemens и Московский энергетический институт открыли лабораторию цифровой энергетики «Сименс – МЭИ», которая действует на базе кафедры тепловых электростанций. По сути, это информационный класс, оснащенный современной компьютерной техникой и симуляторами парогазовой установки с оборудованием немецкого концерна. Симулятор имитирует деятельность электростанции комбинированного цикла ПГУ и демонстрирует различные рабочие характеристики парогазового блока. В дальнейшем результаты исследований будут использованы при разработке локальных цифровых проектов как на территории России, та и за ее пределами. Они найдут применение в нескольких высокотехнологичных сферах, включая нефтегазовый комплекс, генерацию электрической энергии и развитие городской инфраструктуры. Открытие новой лаборатории стало важным шагом на пути цифровизации экономики. Однако, несмотря на ряд инициатив, многое еще предстоит сделать. Siemens предлагает объединить реальный мир и цифровые решения в единое целое с помощью программных продуктов собственной разработки. Например, компания SIEMENS PLM Software – бизнес-подразделение департамента Digital Factory концерна Siemens, которое является одним из ведущих поставщиков программных средств и услуг по управлению жизненным циклом изделия и управлению технологическими процессами – совместно с заказчиками (в том числе из РФ) занимается реализацией проектов по разработке виртуальной интеллектуальной модели. После этого на базе модели с минимизированными затратами изготавливается реальный продукт. Существенное сокращение затрат обеспечивается за счет исключения из процесса производства этапа создания прототипа. Мировая экономика живет в ожидании серьезной трансформации. Уже не за горами четвертая революция в промышленности, которую уже окрестили «Индустрией 4.0». Она будет основана на диджитализации производственных процессов, использовании интеллектуальных технологий, создании «цифровых двойников» и других достижениях технического прогресса. Россия – это важная часть глобальной экономики. Поэтому обновление технологических процессов и активное внедрение ноу-хау на базе «цифры» сможет дать импульс развитию отечественного энергетического сектора, промышленности и станет двигателем, способным укрепить конкурентоспособность локальных предприятий. В круге света – цифровое будущее Цифровизация – это новая реальность, которая рано или поздно коснется каждого. В российской электроэнергетике этот процесс только начинается, поэтому у энергетиков еще есть время на подготовку к переменам. Однако его запас ограничен, и здесь важно понимать, что цифровая революция – это настоящий вызов для энергетических компаний. Потребители электрической энергии всё чаще обращают внимание на новые технологии, которые помогут им экономить на электричестве. Промышленные предприятия не стремятся подключаться к единой энергосистеме, поскольку это долго и затратно. Проще обеспечивать себя электроэнергией самостоятельно. Для этого достаточно установить автономные генераторы малой мощности. Бытовые потребители устанавливают в частных домах солнечные батареи и оптимизируют энергопотребление с помощью «умных» технологий. Сегодня уже любой желающий может купить накопитель и заряжать его в ночное время суток, когда тариф ниже, а расходовать электроэнергию днем. Чтобы потребители снова захотели потреблять энергию из единой сети, энергокомпаниям следует повышать энергоэффективность. Это означает, что они должны не просто оптимизировать рабочие процессы, а создать их буквально с нуля, внедряя «цифру» в процесс генерации, передачи и распределения электроэнергии. Энергокомпаниям надо меняться. Это очевидно. Первые шаги в этом направлении уже сделаны, сегодня разрабатываются и поэтапно реализуются новые проекты: В октябре 2019 года концерн «Росэнергоатом» приступил к реализации проекта под названием «Цифровая подстанция. Цифровое распределительное устройство как часть схемы выдачи мощности АЭС». Работы будут проводиться на базе Ленинградской АЭС, роль пилотной площадки выполняет ОРУ-330 кВ. В процессе работы будут разработаны технические требования к модернизации открытого распределительного устройства, отработаны новые технологии, собраны данные о надежности и экономической эффективности инноваций, а также получен ценный опыт использования оборудования цифровой подстанции. «Ключевая задача проекта заключается в изучении возможностей повышения надежности функционирования электрической части атомной электростанции. Помимо этого, необходимо наработать опыт использования цифровых измерительных трансформаторных установок и цифровой релейной защиты. Специалистам предстоит оценить экономический эффект от цифровой трансформации оборудования АЭС и, в случае успешного завершения пилотного проекта, тиражировать эту технологию на другие энергообъекты. Результатом работы станет создание нового продукта – цифровой подстанции, обладающей ценным коммерческим потенциалом», – сказала глава департамента цифровой энергетики и коммерческого диспетчирования АО «Концерн Росэнергоатом» Любовь Андреева. После того как завершится процесс подготовки технических требований к реконструкции ОРУ-330 кВ, комплекс мероприятий по реализации проекта будет включен в дорожную карту и начнется этап разработки проектной документации. В дорожную карту также будет включена замена выключателей, трансформаторов напряжения и устройств РЗА на открытом распределительном устройстве Ленинградской АЭС. Окончание реализации проекта запланировано на 2021-2022 гг. Примером высокотехнологичного решения в сфере электроэнергетики назван пилотный проект «Цифровая воздушная линия электропередачи 110 кВ», который реализуют компания «Россети Северо-Запад» (ПАО «МРСК Северо-Запада»), ООО «Северный кабель» и фонд «Сколково». На сегодняшний день выполнены работы в рамках первого этапа. Они проводились на территории Сортавальского и Лахденпохского районов Республики Карелия. На воздушной линии 110 кВ энергетики установили интеллектуальные датчики, функционал которых позволяет в режиме онлайн отслеживать и передавать параметры сети, а также реагировать на изменения окружающей среды. Вторым этапом станет использование технологий 3D-моделирования и систем метеомониторинга. После этого будет проведен анализ и дана оценка полученному технологическому эффекту. На заключительном этапе цифровые ЛЭП будут установлены в других регионах и интегрированы в общую информационную среду. Этот проект очень важен для электросетевого комплекса Российской Федерации. Он помогает решить одну из наиболее сложных задач – оперативное получение объективной информации о текущем состоянии электрооборудования. На основании этих данных энергетики смогут составлять план проведения ремонтных работ и разрабатывать эффективную инвестиционную программу. Это значительно повысит качество и надежность энергоснабжения потребителей. По оценкам аналитиков, использование оборудования с удаленным доступом позволит на 10% снизить количество отключений и на 20% сократить их продолжительность. Изначально фонд «Сколково» был создан для работы с отдельными стартапами. Однако опыт их реализации показал, что такой подход не гарантирует прорывного эффекта. Поэтому сегодня «Сколково» инициирует реализацию комплексных проектов, направленных на мониторинг состояния ЛЭП. ПАО «ФСК ЕЭС» и АО «ОДУ Урала» (АО «СО ЕЭС») завершили реализацию проекта по установке нового цифрового комплекса на подстанции 500 кВ «Южная» в Екатеринбурге. По мнению экспертов, монтаж цифровых устройств передачи аварийных сигналов и команд (УПАСК) и модернизация микропроцессорного оборудования удаленного контроллера противоаварийной автоматики Централизованной системы противоаварийного управления ОЭС Урала (УКПА ЦСПА) сможет обеспечить устойчивость региональной энергосистемы. «Для корректной работы системы необходимо соблюдение баланса генерации и потребления. Если происходит возмущение в сети – отключается энергогенерирующий объект или часть потребителей, требуется срочное восстановление баланса. В противном случае это может привести к масштабной аварии. Программно-аппаратный комплекс позволяет быстро восстанавливать необходимый баланс с минимальными потерями», – комментирует ситуацию директор филиала ПАО «ФСК ЕЭС» – Свердловское ПМЭС Валерий Мацкевич. Оборудование состоит из установленного на ПС «Южная» удаленного контроллера и информационного комплекса, который расположен в диспетчерском центре ОДУ Урала. Система рассчитывает оптимальные показатели электроэнергетического режима для текущей схемно-режимной ситуации и с интервалом в 30 сек. выдает матрицу оптимальных управляющих воздействий. При фиксации возмущения на сетях необходимые меры принимаются системой в автоматическом режиме. Новые устройства изготовлены отечественными производителями. Их установка позволила минимизировать количество используемых проводных каналов связи на подстанции. По результатам работы нового оборудования цифровая технология будет использована на других объектах национальной электросети. При разработке проекта за основу принят скоростной цифровой обмен данными между устройствами РЗА с использованием международного протокола МЭК 61850-8.1. Федеральная сетевая компания более 10 лет применяет в своей работе технологии на базе стандарта МЭК 61850. За это время цифровые решения внедрены в оборудование 200 объектов, в НТЦ ПАО «ФСК ЕЭС» действует опытный полигон, получивший название «Цифровая подстанция». В минувшем году энергетики приступили к использованию сервиса цифрового проектирования. До 2025 года комплексные решения на базе «цифры» будут применены более чем на 30 энергообъектах оператора. Первым объектом сверхвысокого напряжения, на котором реализован комплекс цифровых решений, включая оптические трансформаторы тока и напряжения российского производства, стала подстанция 500 кВ «Тобол» (расположена в Тюменской области). При строительстве на ней была установлена АСУ ТП, поддерживающая функцию дистанционного контроля режимов работы и проведения переключений. В июне 2019 года подстанция была переведена на телеуправление. Эта технология позволяет существенно повысить качество управления электроэнергетическим режимом, сократить время переключений в электроустановках и минимизировать риск ошибочных действий персонала. ПАО «Россети», китайская корпорация – производитель энергетического оборудования NARI Group Corporation и власти Пермского края заключили соглашение о внедрении цифровых технологий в электрические сети Перми. В качестве пилотной площадки выбран Орджоникидзевский район столицы Пермского края. На его территории расположены: 13 подстанций 35-110 кВ, 372 ТП и РП, свыше 900 км ВКЛ 0,4-10 кВ. В состав рабочей группы войдут узкопрофильные специалисты как с российской, так и с китайской стороны. В ходе работы будет установлено новое электрооборудование: защитные и противоаварийные устройства, системы коммуникации и управления распределительными сетями. В дальнейшем российские энергетики совместно с китайскими специалистами приступят к локализации производства оборудования, которое будет использовано для создания цифровых сетей на территории Российской Федерации. Солнечная энергия под контролем Компания «Хевел» в сотрудничестве с энергетиками Новосибирского РДУ приступила к реализации пилотного проекта, в рамках которого будет организовано дистанционное управление режимом работы Майминской СЭС из диспетчерского центра Системного оператора. В начале сентября завершились итоговые испытания, подтвердившие готовность оборудования к запуску в опытную эксплуатацию. Возможность дистанционного управления существенно повышает скорость выполнения управляющих команд, направленных на приведение параметров работы региональной энергосистемы в пределы допустимого диапазона. Такое технологическое решение способствует предотвращению аварийных ситуаций, помогает в сжатые сроки ликвидировать возникшие неполадки и регулировать напряжение в контрольных пунктах зоны операционной ответственности Новосибирского филиала АО «СО ЕЭС». В свою очередь, комплекс этих мер повышает надежность управления режимом работы Алтайской энергосистемы. Помимо этого, дистанционное управление оборудованием солнечной электростанции позволяет сократить численность оперативного персонала, поскольку больше нет необходимости в постоянном дежурстве операторов непосредственно на территории электростанции. Достаточно осуществлять техническое обслуживание усилиями специалистов оперативно-выездных бригад, что позволяет более рационально использовать фонд оплаты труда и обеспечивает ощутимый экономический эффект для энергокомпании. Текущий и другие аналогичные проекты по внедрению и развитию технологий дистанционного управления станционным электрооборудованием, систем мониторинга запасов устойчивости и ввода в действие централизованных противоаварийных автоматизированных систем нового поколения осуществляются в рамках взятого курса на повышение эффективности оперативно-диспетчерского управления за счет использования цифровых технологий. На фоне наметившейся тенденции к росту количества электростанций и величины мощности энергогенерирующих объектов на базе ВИЭ в Единой энергосистеме России несложно спрогнозировать дальнейшее увеличение значимости дистанционного управления режимами их работы. Помимо этого, эксперты всё чаще говорят о возможности расширения сферы использования «цифры» в процессах управления «зелеными» электростанциями. На этапе подготовки к испытаниям энергетики ОДУ Сибири, Новосибирского РДУ и специалисты компании «Хевел» провели колоссальную работу. Она состояла из целого комплекса мероприятий и включала в себя: разработку списка дополнительных параметров, необходимых для обмена информацией (сюда также входят команды управления в удаленном режиме активной и реактивной мощностью Майминской СЭС); подготовку нормативной документации и инструкций для диспетчеров АО «СО ЕЭС» и операторов энергогенерирующего объекта; настройку каналов коммуникации, которые соответствуют всем требованиям информационной безопасности; корректировку конфигурации автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) непосредственно на солнечной электростанции и на ОИК Новосибирского филиала Системного оператора; организацию сбора и обработки всех необходимых телеметрических данных. Специалисты из Новосибирского РДУ и компании «Хевел» предварительно обсудили методы и утвердили программы проведения испытаний, предусмотрели операции, с помощью которых следует изменить активную и реактивную мощность Майминской солнечной электростанции, в т. ч. за счет изменения режима работы инверторных установок и с учетом возможности полного прекращения выдачи мощности. Перед началом испытаний система дистанционного управления была проверена на возможность и способность, а вместе с этим и качество работы в случае возникновения разных нештатных ситуаций, включая поступление некорректных команд и выход из строя каналов связи. В перспективе полученный опыт будет использован при внедрении аналогичных систем в оборудование новых СЭС, строительство которых ведется в Алтайской энергосистеме. Эксперты не исключают, что в будущем, благодаря развитию альтернативной энергетики, Республика Алтай сможет перейти на полное энергообеспечение за счет «зеленых» технологий. Электроэнергетический комплекс неразрывно связан с деятельностью других отраслей экономики. Поэтому внедрение цифровых решений и, как следствие, повышение эффективности работы энергокомпаний окажет положительное влияние как на развитие ТЭК, так и на экономику России в целом.  ООО «УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР «ПРОФСТАНДАРТ»proffstandart.pro support@proffstandart.pro |