ТЕЛЕМЕХАНІКА

Проектування та здавання «під ключ» систем АСУТП та АСДУ (SCADA)
Автоматизовані системи управління технологічними процесами на підстанціях (АСУТП ПС) розробляються як розподілені інформаційно керуючі людино-машинні системи, розраховані на тривале функціонування в реальному масштабі часу та призначені для
автоматизованого керування технологічним обладнанням на підстанції.

Автоматизовані системи диспетчерського управління верхнього рівня для диспетчерських центрів (АСДТУ ДЦ) енергокомпаній різних ієрархічних рівнів розробляються з метою організації оперативного контролю за режимами роботи електричних мереж та за розподілом електроенергії в зонах відповідальності цієї структури.

Об’єднані системи АСУТП ПС з єдиною АСДТУ ДЦ, у разі потреби з організацією каналів зв’язку, для комплексних технічних рішень.

  • Мозаїчні диспетчерські щити з активною системою відображення значень електричних параметрів та станів високовольтної апаратури на об’єктах (СОІКП) як складова частина АСДТУ.Комплекс збору та відображення спеціалізованих параметрів (КСОСП) забезпечує збір метеорологічних параметрів, вимірювання частоти електромережі,
    відлік астрономічного часу, із синхронізацією від GPS-системи, з подальшим відображенням на цифрових індивідуальних індикаторах.
  • Комплекси телемеханіки, як для енергооб’єктів, що знову будуються, так і при модернізації існуючих автоматизованих систем на ПС.
    Результатом нашої роботи є економічно прорахована комбінація застосування високоякісного обладнання зарубіжних виробників у поєднанні із перевіреним вітчизняним обладнанням, що забезпечує максимальну оптимізацію витрат на систему автоматизації.

Програмно-технічні засоби (ПТС)

Як ПТС для створення автоматизованих систем та телемеханічних комплексів ми використовуємо вітчизняне обладнання та програмне забезпечення як власної розробки та так і зарубіжної компанії АВВ, офіційними партнерами якої ми є.
Основою комплексів рівня ПС є Багатоканальний Контролер Збору та Управління (МКСУ, ТУ У 31.2-25641912-001:2011), який забезпечує повномасштабний збір даних про електричні параметри на ПС та передачу телеінформації на місцевий та верхній рівні диспетчерського управління. У зворотному напрямку МКСУ ретранслює дискретні команди телеуправління високовольтної комутаційної апаратури.
Вбудоване прикладне програмне забезпечення МКСУ функціонує на платформі операційної системи реального часу Linux та забезпечує підтримку серії протоколів обміну даними міжнародних стандартів, таких як:

Modbus(RTU та TCP/ІР);
МЕК60870-5-101, -103, -104, 61850-8 (MMS).

Додатково підтримує обмін по ряду спеціалізованих протоколів таких як: АІСТ, ГРАНІТ (ПУ), КОМПАС (ПУ), SPA (фірма ABB).
Конфігурування вбудованого програмного забезпечення під конкретні умови роботи здійснюється віддалено по обчислювальної мережі за допомогою сервісного програмного забезпечення.
Зв’язок з обслуговуючим персоналом під час проведення ремонтно-профілактичних робіт підтримується по WEB-інтерфейсу за допомогою підключеного технологічного комп’ютера. Апаратно МКСУ поставляється у вигляді шафи зі змонтованими у ній модулями та групою виносних автономних блоків для побудови децентралізованої структури комплексу телемеханіки.

 

Шафа телемеханіки МКСУ з електронними модулями замовної конфігурації у підлоговому або настінному виконанні

Металева шафа конструктивного виконання IP54 з електронними модулями, що змонтовані на DIN-рейках. Температурний режим експлуатації мінус 20 до 50°С. До складу модулів, у різних кількостях та співвідношеннях, можуть входити:

— Контролер програмований логічний на базі промислового контролера типу VDX-6358RD з встановленою ОС Linux і вбудованим прикладним програмним забезпеченням. Кількість виділених цифрових каналів з інтерфейсом RS-232, 4, 8, 12. Мережевих з інтерфейсом Ethernet, 1 або 2;
— модуль введення дискретних сигналів типу «сухий контакт» на 32 канали (МПДС-32М);
— блок телеуправління на 32 двопозиційні канали (БТУ-32М) (5А;~/=220 В);
— модуль введення аналогових сигналів нормованого струму (0…5 або 4…20 мА);
— модуль мультипорту для перетворення 8-ми радіальними каналами інтерфейсу RS-232 в RS-485 з груповою гальванічною розв’язкою (МП-RS232/485-8к;
— модуль синхронізації астрономічного часу GPS-системи (МСАВ);
— блок електроживлення фірми Mean Well без резервування та з резервуванням від
акумуляторних батарей типу DR 45-24 або AD 55B (з двома акумуляторними батареями). Вхідне живлення 220 В змінного або постійного струму.

 

Виносний автономний модуль дискретного вводу/виводу та вимірювання фазного струму МВВ-8-4-І.
МВВ-8-4-І є автономним блоком, який забезпечує підключення до 8-ми
дискретних датчиків типу «сухий контакт», видачу двох двопозиційних дискретних
команд управління (4 силові ключі), вимірювання змінного струму по одній фазі (0…1 або 0…5 А).
Обмін даними із зовнішніми пристроями підтримується трьома каналами зв’язку з інтерфейсом RS-485. Протокол обміну – Modbus (RTU).
Один канал (з гальванічною розв’язкою) забезпечує обмін даними із центральним
контролером управління, яким є шафа МКСУ або аналогічний пристрій
іншого виробника.
Другий канал служить прийому даних від цифрового вимірювального перетворювача
параметрів аналогових сигналів типу МТЕ
По третьому каналу відбувається видача інформації про електричні значення.
параметрів на виносний щитовий прилад типу ЩПО-1 або ЩПО-3 (входить до складу СОІКП, описано нижче). Також цей канал може використовуватися для підключення графічної панелі типу при необхідності локального знімання даних та видачі команд управління високовольтною комутаційною апаратурою.
Загалом МВВ-8-4-І виконує функції контролера приєднання.
Живлення від зовнішнього джерела напруги постійного струму 24 В, споживана
потужність до 5 Вт.
Постачається в пластмасовому корпусі з габаритними розмірами 135х90х60 мм та вагою
Вага: 0,5 кг. Кріпиться на DIN-рейку. Ступінь механічного захисту ІР20.
Температурний режим експлуатації мінус 20 до 50°С.

Скачать техническое описание рус

Скачать техническое описание укр

Загрузить сервисное ПО

Скачать схему структурную укр

Скачать схему структурную рус

Вимірювальний цифровий перетворювач електричних параметрів одного приєднання типу МТЕ 1ХХХ

МТЕ 1ХХХ є автономним блоком і забезпечує знімання аналогових сигналів з
вихідних ланцюгів вимірювальних трансформаторів струму та напруги одного приєднання, їх перетворення на цифровий код, вимірювання частоти мережі, розрахунок додаткових параметрів (P, Q, S, cosφ) та передачу даних по цифровому послідовному каналу (RS485) в контролер-концентратор (КПЛ-32 шафи МКСУ). Протокол обміну – Modbus (RTU).
МТЕ1ХХХ випускається в різних модифікаціях щодо кількості та виду
вхідних сигналів:
— МТЕ1420 — багатофункціональний (3 струми та 3 напруги);
— МТЕ1130 — 3 напруги;
— МТЕ1110 — 1 напруга;
— МТЕ1230 — 3 струми;
— МТЕ1210 — 1 струм.
Як додаткова опція, з МТЕ 1ХХХ може поставлятися щитовий одно- або трирядковий цифровий прилад (ЩПО-1, ЩПО-3) для візуального відображення параметрів
фізичних одиниць виміру. Він підключається до перетворювача за другим
цифровому послідовному каналу (RS-485), що дозволяє розміщувати його віддалено від
місця встановлення перетворювача.
Обидва цифрові канали мають гальванічну розв’язку від основних вузлів МТЕ 1ХХХ.
Напруга живлення ~/= 220 В. Потужність що споживається не більше 2,5 ВА (Вт).
Ступінь механічного захисту ІР20. Габаритні розміри 100 х 75 х 105 мм, вага не більше 0,75 кг.
Температурний режим експлуатації від мінус 40 до 60 °С

Адаптер протоколів АП-4-4/Е

Автономна складова частина МКСУ — АП-4-4/Е
Короткі технічні характеристики пристрою адаптації нестандартних протоколів обміну телеінформацією до одного з протоколів міжнародного стандарту (АП-4-4/Е)
1. Технічні характеристики:
— виконаний на базі модуля із сімейства промислових контролерів фірми ICOP та електронного вузла синхронізації з мікроконтролером типу STM-32;
— базова операційна система Linux (v. 2.6.29);
— кількість цифрових виділених каналів із інтерфейсом RS-232;
— Ethernet 10/100 Base – 1 чи 2;
— 4 дуплексні цифрові канали для обміну даними по нестандартним синхронним протоколам, з амплітудою сигналів: по входу — від ± 6 до ± 12 В, по виходу — ± 12 В
(± 10%), швидкістю обміну в стандартному діапазоні від 100 до 1 200 бод та з груповою альванічною розв’язкою;
— три дуплексні канали з інтерфейсами RS-232, — 485 для обміну даними за стандартними асинхронними протоколами на швидкостях в діапазоні від 100 до 115 000 бод;
— конструкторське виконання – пластиковий корпус з монтажем на DIN-рейку;
— габаритні розміри 150х70х110 мм, комплектується монтажною планкою із фіксаторами для встановлення на DIN-рейку;
— механічний захист — IP20;
— Зовнішні підключення за допомогою:
а) до підлеглих пристроїв із синхронними протоколами обміну та до ланцюгів живлення 24 В — клемні роз’єднувачі;
б) до обчислювальної мережі – роз’єм RJ-45;
в) до трьох цифрових виділених каналів з інтерфейсом RS-232 – рознімання DB-9;
− на двох бічних стінках корпусу встановлені службові світлодіоди, які відображають наявність вторинних напруг живлення та робочий стан як самого пристрою, так і обмін даними задіяними каналами зв’язку.
2. Перелік виконуваних функцій:
− циклічне опитування підлеглих пристроїв щодо даних ТС, ТІ;
− прийом даних ТС, ТІ, які передаються циклічно без опитування;
− циклічна передача даних ТЗ, ТІ без запитів;
− синхронізація власного системного годинника з боку керуючого сервера;
− прийом від керуючого сервера команд ТУ та їх ретрансляція на відповідний підпорядкований пристрій;
− тимчасове архівування оперативної інформації при втраті каналу зв’язку з керуючим сервером;
− видача, на запит керуючого сервера, повного обсягу інформації про зібрані значення параметрів ТС, ТІ;
− налаштування зон нечутливості для параметрів ТІ;
− настроювання параметрів каналів обміну телеінформацією;
− режими ведучий/відомий, при налаштуванні обміну даними за протоколом ІЕС60870-5-104;
− підтримка одночасно до чотирьох інформаційних з’єднань з керуючими серверами в протоколі ІЕС60870-5-104;
− *підтримка протоколів обміну даними з пристроями: IEC60870-5-101 (“master”/“slave”) , Modbus RTU (“master”/“slave”), Modbus TCP/IP (“master”), АІСТ (КП/ ПУ), ГРАНІТ (ПУ), КОМПАС (ПУ), ТМ-120 (ПУ), МКТ-3 (ПУ);
− підтримка в режимі реального часу обміну даними з 4-ма підлеглими пристроями;
− контроль параметрів зв’язку з підлеглим пристроєм, формування службових логічних сигналів щодо робочого стану та якості зв’язку;
− оновлення параметрів конфігурації та вбудованого програмного забезпечення дистанційно по мережному каналу;
− сервісне програмне забезпечення для конфігурації під умови на об’єкті.
3. Експлуатаційні характеристики:
− робота в закритих приміщеннях з рівнем підвищеної небезпеки;
− температура навколишнього середовища від мінус 20 до 50 °С;
− напруга живлення 24 В постійного струму, споживана потужність до 8 Вт;
− гарантійний термін обслуговування 36 місяців;
− гарантійний термін експлуатації 12 років.
Примітка. АП-4-4/Е є складовою виробу МКСУ (ТУ У 31.2-25641912-001: 2011) і може поставлятися як окремий пристрій.

Мозаїчний диспетчерський щит із СОІКП на центральному диспетчерському пункті ДЕК «Туркмененерго»

Система відображення інформативних контрольованих параметрів (СОІКП)
СОІКП є децентралізованим комплексом електронних пристроїв, що складається з контролерів управління групами приладів індикації ТІ, ТС і самих приладів індикації. СОІКП призначена для прийому телеінформації від зовнішнього пристрою та її візуального відображення на індикаторах у вигляді цифрових значень ТІ та світлових одиночних або символьних сигналів ТЗ у складі мнемосхеми електричних мереж, створеної на мозаїчному диспетчерському щиті на диспетчерських пунктах управління та на головних щитах управління електричних .
До складу СОІКП входять: наступні складові:
1) Пристрій керування цифровими індикаторами (УУЦІ), що складається з
блоку управління (БУІ ТІ-48) та до 4-х комутаційних панелей (ПК ТІ-12).
2) Блок управління одиничними індикаторами ТС двох типів (БУЇ ТС-64, -128).
3) Блок управління матричними індикаторами ТС (БУМІ ТС-32).
4) Блок індикаторів сегментних БІС, двох типів (БІСЗ-38, -56).
5) Індикатор одиничний точковий ТС світлодіодний одно-і двоколірний (ІТС-1, -2).
6) Індикатор матричний ТС світлодіодний на базі двоколірної матриці 5х7 (ІДМ -5/7)
7) Контролер щита (КЩ).
8) Блоки живлення БП 220/24 В та БП 220/12-5 Ст.
Типи та кількість позицій, що поставляються, СОІКП визначаються замовною специфікацією відповідно до проектної документації на конкретний мозаїчний диспетчерський щит із системою відображення.
СОІКП стійка до впливу наступних кліматичних факторів при експлуатації:
— Температура навколишнього повітря від 0 до 50 ºС;
— відносна вологість навколишнього повітря від 40 до 80% при 25 ºС, без конденсації вологи;
— Атмосферний тиск від 84 до 107 кПа.
Живлення СОІКП здійснюється від мережі змінного струму номінальною напругою 220 В із частотою 50±3 Гц або напругою 220 В постійного струму.
Рівень впливу постійних та (або) змінних магнітних полів мережевої частоти на місці встановлення СОІКП, не більше 400 А/м.

Щитові прилади відображення значень електричних параметрів ЩПО-1, ЩПО-3

ЩПО-1, ЩПО-3, далі прилади, входять до складу СОІКП і призначені для динамічного відображення масштабованих значень вимірюваних параметрів електроенергії на одно- або трирядкових цифрових світлодіодних індикаторах та відсоткового значення одного з параметрів аналогової світлодіодної шкали.
Встановлюються на головних та блокових щитах управління електростанцій та підстанцій.
Джерелом інформації для приладів може бути цифровий вимірювальний перетворювач, який підтримує фізичний інтерфейс RS-485 і протокол обміну Modbus (RTU) у режимі «slave». ЩПО-1 використовується в парі з вимірювальним перетворювачем типу. МТЕ 11ХХ, МТЕ 12ХХ, а ЩПО-3 — з МТЕ 1420.
Швидкість обміну встановлюється у діапазоні від 9,6 до 57,2 кбод.
Конфігурування під конкретні умови відображення здійснюється за допомогою механічних клавіш, встановлених на лицьовій стороні дисплея приладів.
За допомогою однієї з кнопок можна встановити рівень яскравості індикаторів (3 градації).
Інформаційний канал організований на фізичному інтерфейсі RS-485 із гальванічною розв’язкою від основних електронних вузлів приладу.
Усі зовнішні підключення виконуються затискачами під гвинт із використанням клемних роз’ємів.
Габаритні розміри становлять:
— ЩПО-1 – 145х70х105 мм. Маса не більше 200 г
— ЩПО-3 – 120х120х143 мм. Маса трохи більше 350 р .
Рівень механічного захисту ІР 20
Електроживлення приладів здійснюється від мережі змінного струму напругою від 90 до 260 В з частотою мережі (50±3 Гц) або постійного струму напругою 120 … 370 В. Потужність що споживається ЩПО-1, не більше 5,0 Вт; ЩПО-3, не більше 10 Вт.
Умови експлуатації:
— Температура навколишнього повітря від мінус 20 до 50 ºС;
— відносна вологість навколишнього повітря від 40 до 80% при 25 ºС, без конденсації вологи;
— Атмосферний тиск від 84 до107 кПа.
— рівень впливу постійних та (або) змінних магнітних полів мережевої частоти на місці встановлення приладів не більше 400 А/м.

Внешний вид ЩПО-1

Внешний вид ЩПО-3

Комплекс збору та відображення спеціалізованих параметрів КСОСП
Комплекс збору та відображення спеціалізованих параметрів (КСОСП), далі Комплекс, призначений для вимірювання та відображення значень частоти напруги промислової мережі змінного струму 220 В, параметрів зовнішнього середовища (температура повітря, відносна вологість, атмосферний тиск), а також фіксації поточного астрономічного часу синхронізація від глобальної системи супутникового зв’язку GPS.
Сфера використання — вимірювальний комплекс, що показує, у складі засобів відображення (СОІКП) диспетчерських пунктів управління енергооб’єктами різних ієрархічних рівнів.
У комплект поставки входять:
— блок вимірювання та збору параметрів БІСП;
— виносний метеосенсорний модуль ЧСЧ;
— блок індикаторів сегментних зі знаком, п’ятирозрядний БІСЗ-38 або -56 до 4 шт;
— блок живлення RD 35A (220/12 В) – 1 шт.;
— GPS-антена з кабельним закінченням.
Примітка. Склад поставки може змінюватись в залежності від замовленої специфікації.
Умови експлуатації всередині приміщення БІСП та БІСЗ:
— Діапазон температури навколишнього середовища, від 5 до 50 °С;
— відносна вологість, 80 % при +35 °С та нижчих температурах без конденсації вологи;
— електроживлення від джерела змінного струму напругою 220±22 В частотою 50±3 Гц або постійного струму 220±20 В.
Умови експлуатації поза приміщенням виносного ЧСЧ:
— діапазон температури навколишнього середовища від мінус 40 до 85 °С;
— відносна вологість, 97% при +25 ° С та нижчих температурах;
— електроживлення або від джерела постійного струму 12 ± 1,2 В або від вбудованої літієвої батарейки на 3,3 В.

Оперативно-інформаційний керуючий комплекс «ОІК D2»
«ОІК D2», далі комплекс, є інтегрованим комплексом спеціалізованого системного, прикладного, бібліотечного, інструментального та сервісного програмного забезпечення (ПЗ), а також програмних засобів системи управління базами даних (СУБД). Він працює на платформі операційної системи Windows.
Комплекс призначений для диспетчерського управління енергооб’єктами в нормальному та
аварійному режимі, організаційно-технологічного обслуговування, для зв’язку з верхніми
рівнями ієрархії в енергосистемі, а також для обробки, документування та архівування режимних параметрів та даних технологічного процесу. Комплекс дозволяє здійснювати дистанційне керування всією електричною мережею, що обслуговується.
Комплекс може встановлюватися як на об’єктах, що знову будуються, так і на діючих об’єктах шляхом заміни та реконструкції існуючих засобів контролю та управління.
Комплекс виконує такі функції:
— прийом телеметричної та іншої оперативної інформації за стандартними протоколами передачі даних IEC 870-5-101, IEC 870-5-104, Modbus (RTU, ASCII, TCP/IP), ICCP (OPC-сервер), що дозволяє приймати дані від різних пристроїв телемеханіки та інших програмних комплексів;
— відображення телеметричної та іншої оперативної інформації на мнемосхемах, у табличному та графічному вигляді;
— переклад телевимірювань та телесигналів на ручне керування та назад;
— Квітування телесигналів;
— встановлення та видалення плакатів на мнемосхемах;
— Роздрукування мнемосхем та графіків;
— збереження інформації, що надійшла в Базі Даних (ведення архіву з присвоєнням мітки часу з точністю до 1 мс), з можливістю аналізу та перегляду збережених даних;
— можливість побудови розподіленого багатомашинного комплексу з повним гарячим резервуванням;
— ведення журналу дій користувача та системних операцій;
— керування системою відображення диспетчерського щита, що дозволяє виводити телеметричну інформацію, інформацію ручного введення та команд квитування на індикатори телесигналізації;
— видача команд телеуправління станом високовольтної комутаційної апаратури на підстанціях;
— Оперативний моніторинг параметрів стану керованими електричними мережами;
— Визначення топології моделі мережі.

Пристрій зв’язку з об’єктом дискретних сигналів введення-виведення УСО ДВВ

1. Призначення

1.1 Пристрій сполучення з об’єктом дискретних сигналів введення-виведення (УСО ДВВ), надалі УСО ДВВ або пристрій, призначений для знімання станів з шістнадцяти
дискретних датчиків типу «сухий контакт» (напруга опитування =24/220 В), видачі восьми дискретних імпульсних силових сигналів з комутацією напруги (~220B/250 мA або
= 220В/350 мА) парами нормально-розімкнутих контактів, обміну даними по послідовному цифровому каналу зв’язку (фізичний інтерфейс RS-485) у протоколі
Modbus (RTU) та по мережному (Ethernet) у протоколі IEC60870-5-104.
1.2 Основне застосування — локальний вузол для побудови розподілених комплексів збору та управління на енергооб’єктах, з установкою в шафах затискачів на відкритих
розподільних пристроях (ГРП) підстанцій.
2. Основні технічні характеристики
2.1 Характеристики вхідних дискретних каналів телесигналізації (МС):
— 16 входів типу «сухий контакт» та один загальний (подається мінус 24/220 В внутрішнього
напруги комутації)
— напруга опитування = 24/220, струм через пару замкнутих контактів не більше 2,0 мА (в
імпульсному режимі для = 220 В);
— індивідуальна гальванічна розв’язка каналами при напрузі пробою до
1,5 кВ;
— періодичність опитування дискретних входів – 1 мс;
— можливість завдання значення часу «брязкоту» контактів для всіх каналів
межах від 5 до 100 мс;
— Світлодіодна індикація замкнутих положень дискретних входів;
— Зовнішні підключення через гвинтові роз’єми.
2.2 Характеристики вихідних дискретних каналів телеуправління (ТУ):
− кількість вихідних каналів двопозиційних команд ТУ — 4;
− виходи — нормально розімкнуті контакти твердотільних електронних реле;
− вид перемикання — двоступінчастий (перший ступінь — один загальний силовий
електронний ключ, друга — 8 твердотільних електронних реле);
− напруга комутації 220 (± 20%) B змінного або постійного струму,
відповідно зі струмом у навантаженні до 250 мА та до 350 мА;
− гальванічна розв’язка кожного з каналів при напрузі пробою до 1,5 кВ;
− можливість завдання тривалості імпульсного сигналу на виході в межах від 0,1
до 5;
− можливість роботи кожного з виходів восьми каналів у режимі статичного
стану замкнуті/розімкнуті із запам’ятовуванням свого стану після тимчасового
нештатного відключення електроживлення УСО ДВВ;
− діагностика роботи силових вихідних реле (контроль справності загального реле та
індивідуальних реле), контроль наявності зовнішнього навантаження;
− електронний захист від струму «короткого замикання»
− світлодіодна індикація замкнутого положення індивідуального вихідного реле.
Примітка — Одночасно виконується лише одна команда ТУ. При
надходження чергової команди, до закінчення виконання попередньої, вона ігнорується.
2.3 Характеристики каналів зв’язку
2.3.1 УСО ДВВ забезпечує обмін даними із зовнішніми пристроями по трьох каналах зв’язку з фізичними інтерфейсами Ethernet (електричний/оптичний), USB та RS-485.
2.3.2 Перший канал зв’язку є мережевим обчислювальним і забезпечує обмін даними або кабелем витих пар (Ethernet 10/100 BASE-TX), або волоконно-оптичною.
лінії зв’язку (10/100 BASE-FX). Протокол обміну — IEC60870-5-104. Використовується для обміну даними із пристроями верхнього рівня керування.
2.3.3 Другий канал зв’язку підтримує обмін даними за інтерфейсом USB 2.0 і є технологічним. Використовується для підключення персонального комп’ютера,
встановленим сервісним ПЗ, при конфігуруванні та діагностиці роботи пристрою.
2.3.4 Третій канал зв’язку підтримує обмін даними за фізичним інтерфейсом RS485. Протокол обміну — Modbus (RTU), режим — «master»/»slave». Швидкість обміну в
стандартному діапазоні від 9,6 до 57,6 кбод. Використовується для локального підключення в режимі «master», цифрового вимірювального перетворювача типу МТЕ для збору
значень аналогових електричних параметрів і режимі «slave» — при груповому підключенні пристроїв на інформаційну магістраль з інтерфейсом RS-485. В цьому
у разі один із пристроїв групи працює в режимі «master» для збору даних з рештою.
2.3.5 Конфігурування вбудованого програмного забезпечення УСО ДВВ під конкретні умови роботи на об’єкті виконується за допомогою сервісної програми,
яка встановлюється на технологічному комп’ютері
2.4 Характеристики конструктивного рішення
2.4.1 УСО ДВВ виконано у вигляді електронного вузла, змонтованого на двошаровій друкованій платі, яка встановлена ​​у металевий корпус із зовнішнім гвинтовим
кріпленням на плоску поверхню. Ступінь механічного захисту – IP54.
2.4.2 Підведення зовнішніх кабелів здійснюється під гвинт через герметичні ущільнювачі, встановлені на корпусі.
2.4.3 Габаритні розміри корпусу – 200х150х55±1мм. Вага трохи більше 1,5 кг.
3. Експлуатаційні характеристики
3.1 Електроживлення УСО ДВВ здійснюється від джерела напруги 220(±20%) змінного або постійного струму. Потужність, що споживається не більше 5 Вт (20 мА)
3.2 Діапазон робочих температур мінус 40 до 60 ºС.
3.3 Відносна вологість повітря % 85 при температурі 35 °С.
3.4 Зовнішнє однорідне змінне магнітне поле частоти 45…65 Гц, напруженістю А/м, не більше 60.

Автоматична система обмеження генерації СЕС, що входять до енергосистеми країни

Опис об’єкта регулювання

1.1. Загальна характеристика об’єкта регулювання

До вашої уваги пропонується опис апаратно-програмного комплексу, який в автоматичному режимі дозволяє здійснювати обмеження генерації СЕС згідно з заданою уставкою, що необхідно для оптимізації значень перетоків у високовольтних лініях при можливому неконтрольованому наростанні генерації в денний час доби.

Об’єктом автоматизації був пул з 11 СЕС із загальною можливою генерованою потужністю до 300 МВт, що працюють у складі єдиної енергосистеми України.

Кожна з СЕС є комплексом, що складається з розміщених на ділянці поля модулів сонячних фотоелектричних панелей (ФЕП), які групами підключені до інверторних станцій (ІВ), які перетворюють постійну напругу панелей 400 В в змінну 10 кВ.

Далі електроенергія високовольтними лініями 10 кВ надходить на підстанцію 110/10 кВ, з якої в свою чергу подається в електричні мережі підстанції енергосистеми.

Процес збирання та перетворення електроенергії повністю автоматизований.

До складу комплексу входить оперативно-інформаційна підсистема, що забезпечує візуальний контроль на моніторах диспетчерів за всіма робочими процесами СЕС.

Слід підкреслити, що на рівні електричних панелей та інверторних станцій відсутнє комплексне віддалене коригування їх робочих параметрів

Весь комплект обладнання було поставлено та введено в експлуатацію фірмою AEG (Німеччина).

 

1.2 Основні засади побудови СЕС

Як було сказано вище, дані СЕС складаються, власне, з комплексу, що генерує електроенергію (ФЕП, ІВ) і силової підвищує підстанції 110/10 кВ.

Поставленим завданням було створення автоматичної системи обмеження потужності, що генерується, на рівні ІС.

Генеруючий комплекс кожної з СЕС включає до свого складу від 20 до 27 однотипних ІВ, до складу кожної з яких входять два інвертори з вихідною потужністю по 630 кВА (на декількох ІС є також інвертори потужністю до 250 кВт), що працюють на один силовий трансформатор, що підвищує вихідною напругою 10 кВ.

Пара інверторів ІС працює в режимі «ведучий-відомий» та керується мікропроцесорними вузлами інверторів. Цей режим характеризується тим, що при малому засвіченні ФЕП їх обслуговує тільки провідний інвертор, а при підвищенні вхідної потужності понад 20% автоматично підключається ведений і група ФЕП розділяється навпіл в частині підключення до інверторів. При зниженні вихідної потужності нижче 20% відбувається відключення веденого інвертора, і ведучий знову обслуговує всі ФЕП. Такий режим дає можливість підвищення ККД ІВ на період слабкого засвічення ФЕП (ранок, вечір, хмарність).

У кожній із ІС встановлено промисловий контролер, який забезпечує збір технологічної інформації з кожного з інверторів, від усіх ФЕС, системи електроживлення власних потреб та метеоданих.

Зібрані дані по локальній обчислювальній мережі, якою по кільцю об’єднані всі ІС за допомогою волоконно-оптичної лінії зв’язку та через маршрутизатор по VPN-каналу передаються на сервер оперативно-інформаційного комплексу, розташованого поза Україною.

Таким чином технологічна інформація про робочі процеси на СЕС збирається та обробляється відповідними програмами та у зручному для оператора вигляді у реальному часі відображається на моніторах робочих станцій чергових диспетчерів як рівня СЕС, так і рівня центрального диспетчерського пункту (ЦДП).

У разі робочі станції є «клієнтами» сервера, який видає їм інформацію з VPN-каналу.

Окремою функцією контролера управління ІВ є можливість індивідуального управління кожним з інверторів у «ручному» режимі або з пульта на ІВ або з робочої станції на ЦДП.

Опис складу та функціонування автоматичної системи обмеження генерації (АСОГ) СЕС

 

2.1. До технічних вимог щодо створення були включені такі основні умови:

— робота в автоматичному режимі у різні періоди світлового дня (ранок, день, вечір);

— Можливість локального «ручного» регулювання при порушенні зв’язку з верхнім рівнем автоматичного керування;

— діалоговий інтерфейс «людина-комп’ютер»

— не порушення існуючого режиму оперативного контролю над роботою устаткування.

2.2. Для вирішення поставлених завдань було створено спеціалізований апаратно-програмний комплекс, що має таку архітектуру (див. рис. 1).

У кожній ІС між інверторами та промисловим контролером встановлений Електронний Комутатор Протоколів (ЕКП), який підтримує самостійний обмін даними інверторами, формує буфер обміну через який забезпечується обмін з існуючим промисловим контролером і додатково через порт Ethernet існуючою обчислювальної мережі з груповим контролером СЕС.

Груповий контролер СЕС встановлений у вузлі зв’язку СЕС і по мережі підтримує обмін даними з усіма ЕКП СЕС внутрішньої локальної мережі через перший порт Ethernet.

Другий порт Ethernet. служить обмінюватись даними через VPN-канал із сервером, встановленим в ЦДП.

Сервер підтримує зв’язок із усіма груповими контролерами СЕС з окремих VPN-каналів.

Складові частини комплексу мають такі технічні характеристики:

— ЕКП є спеціалізованим контролером на базі мікроконтролера типу STM-32 з вбудованим прикладним програмним забезпеченням, що працює на платформі операційної системи Free RT OS;

— груповий контролер СЕС (контролер програмований логічний КПЛ-32 власної розробки) — модуль на базі промислового контролера типу фірми ICOP з попередньо встановленою операційною системою Linux, на платформі якої функціонує вбудоване прикладне програмне забезпечення;

— сервер із попередньо встановленою операційною системою Window 10, на якому інстальовано ліцензоване прикладне програмне забезпечення “ОІК D2”;

— Робочі станції — «клієнти» сервера.

Усі перелічені складові комплексу для інформаційного зв’язку користуються ресурсами існуючої обчислювальної мережі.

2.2. Створена АСОГ підтримує наступний режим роботи.

Всі ЕКП у постійному циклі опитують інвертора, формують буфер прийнятих даних і видають інформацію за запитом (протокол Modbus RTU) на промисловий контролер діючої системи оперативного контролю, а в статусі сервера внутрішньої обчислювальної мережі (протокол IEC60870-5-104) на груповий контролер СЕС . У зворотному напрямку від групового контролера ЕКП приймають команди управління інверторами. Таким чином підтримується «прозорий» режим для роботи існуючої системи контролю з отримання даних від інверторів і робота системи обмеження генерації, що створюється в режимі реального часу.

Груповий контролер СЕС, в режимі реального часу, за VPN-каналом у протоколі IEC60870-5-104 передає дані на сервер ЦДП.

Одночасно, завдяки вбудованому в контролер Web-інтерфейсу на моніторі, підключеного до нього технологічного комп’ютера, можна спостерігати за станом всіх підключених на СЕС інверторів і керувати ними в «ручному» режимі з боку чергового персоналу СЕС.

Ця функція використовується при порушенні інформаційного зв’язку між груповим контролером та сервером ЦДП та дозволяє локально керувати інверторами з робочого місця чергового СЕС за командами за допомогою телефону від диспетчера ЦДП.

У штатному режимі на сервер ЦДП окремими VPN-каналами надходить інформація від усіх групових контролерів СЕС. На сервері запускаються автономні завдання з обробки прийнятих параметрів від кожної із СЕС і відповідно до заданого алгоритму ведеться обробка даних від інверторів з урахуванням їхнього поточного стану, включаючи значення рівнів їх індивідуального заданого навантаження.

Проводиться розрахунок індивідуальних уставок інверторів, виходячи із заданого значення максимально можливої ​​генерації потужності СЕС, яке встановлює черговий диспетчер ЦДП за заявками від диспетчера регіональної енергосистеми.

Ці значення як аналогових команд телеуправління видаються кожної із завдань на свій груповий контролер, а він, у свою чергу, передає на підключені до нього інвертора. Максимальний час, що витрачається на процес встановлення заданого значення потужності, що генерується, не перевищує 2 хв на одну СЕС.

Надалі завдання аналізує отримувані поточні значення потужності і за необхідності коригує індивідуальні уставки інверторів, домагаючись відхилення від загального заданого значення лише на 2 %.

Алгоритм обробки враховує стан інверторів у різний час світлового дня та їх режим роботи «ведучий-відомий», а також їхнє можливе позаштатне відключення.

Зрозуміло, що при падінні сонячної активності система жодним чином не може збільшити значення генерації.

Додатковою функцією АСОГ є передача системному оператору регіональної енергосистеми поточних значень потужності, що генерується, інверторами еталонних ІС та рівнів сонячної активності, що вимірюються піранометрами, встановленими на них.

Описана АСОГ в даний час знаходиться в дослідній експлуатації та зауважень щодо її роботи до нас не надходило.

Застосування такого типу АСОГ переважно у компаніях, де під центральним диспетчерським управлінням перебуває кілька СЕС, т.к. її архітектура передбачає використання єдиного програмного керуючого комплексу, що призводить до централізованого контролю та управління та економить кошти на придбання програмного забезпечення, т.к. в іншому випадку необхідно встановлювати такі комплекси на кожній із СЕС.

Додаток.

Структурна схема побудови АСОГ
Скріншоти №1, 2 вікон контролю та правління на моніторі робочої станції диспетчера на ЦДП
Скріншот вікна контролю та управління на моніторі технологічного комп’ютера чергового на вузлі зв’язку СЕС у режимі роботи через Web-інтерфейс.