Уровень автоматизации российских электростанций в конце прошлого века был недопустимо низким. Несмотря на появление первых промышленных контроллеров и наличие идей, как надо автоматизировать, низкое качество и функциональность техники ограничивали реальное внедрение.
Поэтому естественным и необходимым стало создание в 1993 году совместного предприятия ЗАО «Интеравтоматика» Всероссийским теплотехническим институтом при поддержке Минэнерго, а затем РАО «ЕЭС России», Сименс АГ и «ВО «Технопромэкспорт».
Главной целью создания было резкое изменение ситуации в области автоматизации российских электростанций на основе современных технологий мирового уровня Сименс АГ и опыта, квалификации и знаний отечественных специалистов.
18 лет – серьезный возраст в новой экономической истории России и, самое главное, это практически весь этап современной автоматизации российских электростанций, в котором ЗАО «Интеравтоматика» заняло ведущее положение благодаря постановке и последовательной реализации в своей работе задачи: современная АСУ ТП должна обеспечить повышение уровня эксплуатации энергооборудования, его экономичности, надежности, качества ведения режимов, привести к сокращению вредных выбросов, минимизировать ошибки оператора. Сервисное обслуживание системы должно быть минимальным и гарантированным. Это главные направления работы, так как только на их основе могут быть созданы конкурентоспособные системы.
Комплексный подход
С самого начала своей деятельности ЗАО «Интеравтоматика» было нацелено на комплексное решение задач автоматизации энергетических объектов. Разработка, поставка и внедрение АСУ ТП в руках одной компании обеспечивает скорость реализации проекта, высокое качество АСУ ТП, отсутствие проблем «стыковки» разделов проекта и в итоге достойный уровень ответственности за результаты всего проекта.
Комплексный подход к созданию АСУ ТП позволяет оптимально реализовать необходимый уровень автоматизации. Высокий уровень автоматизации не самоцель, он дает возможность решить задачи экономичности и надежности автоматизируемого оборудования, получить высокие экологические характеристики, обеспечить статические и динамические характеристики энергоблока в соответствии с требованиями стандартов СО ЦДУ в нормальных и аварийных режимах, обеспечить комфортную безаварийную работу персонала.
Программно-технические комплексы (ПТК)
Разрабатываемые ЗАО «Интеравтоматика» системы реализуются на базе ПТК фирмы «Сименс». Первоначально это был ПТК TELEPERM XP-R, который изготовляется по лицензии во ВНИИА им. Н.Л Духова и нашел широкое применение в проектах ЗАО «Интеравтоматика». Начиная с 2004 г. наряду с TELEPERM XP-R ЗАО «Интеравтоматика» начало внедрять ПТК SIMATIC PCS7 со специализированной библиотекой алгоритмов для электроэнергетики Power Solutions. В первую очередь ПТК SIMATIC PCS7 применялся для проектов частичной модернизации существующих АСУ ТП, в системах автоматического регулирования частоты и мощности (САРЧМ) энергоблоков и в некоторых проектах общестанционных установок.
Затем этот ПТК был успешно применен в полномасштабных АСУ ТП крупных энергообъектов, таких как ПГУ Сочинской ТЭС и энергоблоки 200 МВт Харанорской ГРЭС. С 2007 г. ЗАО «Интеравтоматика» начало разработку и внедрение АСУ ТП на базе новейшего ПТК четвертого поколения фирмы «Сименс» - SPPA-T3000. Первые успешные проекты полномасштабных АСУ ТП с SPPA-T3000 были выполнены на энергоблоках ПГУ-450 ТЭЦ-27 и Т-250 ТЭЦ-25 Мосэнерго. В настоящее время на SPPA-T3000 уже реализованы или находятся на стадии выполнения 28 проектов.
Все перечисленные ПТК преемственны, особенно в базовом математическом обеспечении, что позволяет эффективно использовать опыт, накопленный при реализации технологических алгоритмов. Вне зависимости от типа устанавливаемого ПТК, их отличают высокая надежность аппаратуры, высокоразвитое базовое и фирменное программное обеспечение, наличие САПР, функции диагностики и самодиагностики оборудования. Именно недостаточная надежность работы отечественного полевого оборудования не позволяла обеспечить работоспособность пошаговых программ и других сложных алгоритмов из-за необходимости постоянного контроля оперативным персоналом их работы.
Использование в базовом ПО алгоритмов автоматической диагностики периферийных устройств, усовершенствованных ЗАО «Интеравтоматика» с учетом особенностей и условий эксплуатации российского периферийного оборудования, позволило обеспечить широкое внедрение функционально-группового управления, шаговых алгоритмов и других сложных задач контроля и управления.
За 18 лет работы ЗАО «Интеравтоматика» реализовало свыше 100 проектов для более чем 50 электростанций. География проектов включает Россию, Украину, Казахстан, Армению, Китай, Вьетнам, Индию, Бангладеш, Ирак, Сербию, Хорватию и Словакию.
Большой опыт у компании и по автоматизации наиболее технологически сложных паротурбинных пылеугольных энергоблоков, в частности на таких крупных объектах, как энергоблок ст. №10 500 МВт Рефтинской ГРЭС, энергоблоки 800 МВт ст. №1 и ст. №2 Березовской ГРЭС, энергоблоки и ТЭС 800 МВт Суйчжун (Китай), энергоблоки ст. №3 и ст. № 4 300 МВт ТЭС Аксу (Казахстан), энергоблок ст. № 1 300 МВт Змиевской ТЭС (Украина), энергоблоки 215 МВт и Харанорской ГРЭС и т.д.
ЗАО «Интеравтоматика» активно участвует в разработке новых технических и технологических задач управления, помимо автоматизации ПГУ и ГТУ, можно кратко упомянуть некоторые задачи, успешно решаемые компанией в рамках своих проектов.
Автоматизация энергоблоков с пылеугольными котлами
Одной из важнейших задач, не решаемых долгое время в отечественной энергетике, была автоматизация крупных энергоблоков 500, 800 МВт с пылеугольными прямоточными котлами, оснащенными пылесистемами прямого вдувания пыли, причем основная проблема заключалась в управлении процессом подачи и сжигания топлива.
Первым подобным проектом для ЗАО «Интеравтоматика» была полномасштабная АСУ ТП пылеугольного энергоблока 500 МВт (ст. № 10) Рефтинской ГРЭС, внедренная в 1997 г. В рамках этого проекта удалось реализовать рекордный для отечественных энергоблоков и соответствующий аналогичному зарубежному оборудованию уровень автоматизации не только работы в регулировочном диапазоне нагрузок, но и в пусковых режимах, в которых с оперативного персонала были сняты наиболее ответственные и сложные в выполнении задачи управления.Объем автоматизации включал в себя не только обеспечение всережимной работы более 150 автоматических систем регулирования (АСР) энергоблока, но и более 80 логических программ, в том числе, порядка 40 пошаговых. Решение ключевой проблемы автоматизации — процесса горения осуществлялось — реализацией многосвязных АСР каждой пылесистемы, многосвязной АСР общего расхода топлива и питательного узла с многоконтурной температурной коррекцией, систем автоматического учета технологических ограничений по каждой пылесистеме и подаче топлива в целом, шаговых программ пуска-останова пылесистем. Большинство перечисленных решений было внедрено на практике впервые.
Регулирование частоты и мощности
Важный вклад в техническую безопасность и надежность эксплуатации электростанций и энергосистем вносят системы первичного (общего и нормированного), автоматического вторичного регулирования частоты энергосистемы и противоаварийного регулирования энергосистем в соответствии с весьма жесткими требованиями стандарта СО ЦДУ к паротурбинным и ПГУ блокам по нечувствительности, высоким темпам изменения мощности при изменениях частоты и высокой точности поддержания ее в статике.
Для решения этих задач ЗАО «Интеравтоматика» были разработаны структурные схемы и алгоритмы регуляторов мощности газовых и пылеугольных блоков, а также парогазовых установок, обеспечивающие форсированное изменение их мощности при отклонениях частоты сети. Были созданы совместно с турбостроительными заводами электрогидравлические системы регулирования турбин, отличающиеся высокой статической точностью и быстродействием. Такие системы могли реализовать с необходимым качеством любые задания регулятора мощности, включая задания противоаварийной автоматики на быстрое изменение мощности для поддержания устойчивости энергосистемы.
Внедрение систем регулирования частоты и мощности с характеристиками по требованиям стандарта СО ЦДУ оказало заметное позитивное влияние на устойчивость энергосистем в любых аварийных режимах и повысило безопасность функционирования последних.
Тренажеры
Сложность технологии производства на современной электростанции, особенно на парогазовых установках, нехватка квалифицированного персонала и внедрение микропроцессорных АСУ ТП со значительно большим объемом автоматизации и совершенно новым принципом работы персонала сделали актуальным применение в процессе обучения нового поколения тренажеров. Современные тренажеры должны быть полномасштабными, т.е. максимально точно воспроизводить технологический процесс, алгоритмы управления, динамику работы ПТК и периферийного оборудования АСУ ТП и полностью повторять человеко-машинный интерфейс – рабочие места операторов энергоблока.
Такие тренажеры были разработаны ЗАО «Интеравтоматика» и фирмой «Энико ТСО» для парогазовых блоков Сочинской ТЭС, ПГУ-450 ТЭЦ-27 ОАО «Мосэнерго», ПГУ-200 Юго-Заподной ТЭЦ Санкт-Петербурга, ПГУ-460 Разданской ТЭС и блока 200 МВт Харанорской ГРЭС. Практика их внедрения показала, что важной дополнительной функцией таких тренажеров является возможность на этапе проектирования и, особенно, на этапе наладки АСУ ТП тестировать и корректировать алгоритмы автоматического регулирования и логического управления, что особенно актуально при создании АСУ ТП для объектов с новой технологией. Именно на тренажере ТЭЦ-27 ОАО «Мосэнерго» удалось проверить и оптимизировать ряд алгоритмов, скорректировать параметры настройки, что упростило наладку соответствующих регуляторов и логических программ на реальном оборудовании.
ЗАО «Интеравтоматика» на ближайшее годы ставит своей целью расширение доли рынка АСУ ТП за счет традиционных и новых для себя направлений, в т.ч. в инновационных сегментах энергетики, таких как:
- Пылеугольные паротурбинные блоки на суперсверхкритические параметры пара;
- Новые типы ПГУ, в том числе с внутрицикловой газификацией твердого топлива, высокоманевренные, высокотемпературные ПГУ;
- Участие в задачах автоматизации сетевых объектов и объектов генерации в рамках создания интеллектуальной энергосистемы России;
- Объекты нефтегазового сектора ТЭК.
