Готовые решения / Система управления оборудованием, энергетическими режимами, рыночными и производственными стратегиями ТЭС и ГК

Цели, достигаемые при внедрении системы:

• Повышение эффективности функционирования ТЭС, ГК за счет снижения издержек на потребляемое топливо и на другие расходуемые энергоресурсы, в том числе затраты на покупку электрических собственных нужд, подпиточной воды, на штрафы по экологии.
• Повышение эффективности функционирования ТЭС, ГК за счет оптимизации работы на БР.
• Повышение эффективности операций ТЭС, ГК на РСВ за счет предоставления программных инструментов для формирования оптимальной ценовой заявки.
• Снижение трудоемкости производственного планирования.
• Повышение управляемости ТЭС, ГК за счет предоставления консолидированной информации по энергетическим режимам и инструментов для обработки этой информации.

Назначение системы:

Система  обеспечивает:

•  Расчёт технико-экономических показателей ТЭС, в частности, расчет затрат на энергоресурсы, удельных затрат на производство тепла и электроэнергии и расчет топливной составляющей себестоимости электроэнергии для мгновенного энергетического режима. 
• Выбор оптимального режима работы основного оборудования при заданной тепловой и электрической нагруке станции. 
• Расчёт характеристики относительных приростов затрат электростанции. 
• Определение рабочего диапазона станции по электрической мощности. 
• Выбор оптимального состава оборудования. 
• Ведение базы энергетических режимов.
• Возможность создания и сохранения в Системе пользователями собственных имитационных режимов для их последующего анализа. 
• Ведение базы и расчёт часовых и суточных ТЭП. 
• Формирование произвольных отчётных форм на основании ТЭП, рассчитанных за прошедший период. 
• Ведение базы энергетических характеристик оборудования. 
• Ретроспективный анализ и мониторинг консолидированных данных по результатам работы ТЭС, ГК. 
• Создание единого информационного пространства и автоматизированных рабочих мест для специалистов, занимающихся краткосрочным планированием, работой на рынке на сутки вперёд, расчётом ТЭП, анализом результатов работы ТЭС, оперативной работой, в частности управлением текущим энергетическим режимом ТЭС. 
• Формирование разнообразных отчетных форм, в том числе, макета о составе и параметрах генерирующего оборудования в соответствии с требованиями системного оператора. 
• Управление текущим режимом: расчёт рекомендации по оптимальному изменению текущих нагрузок генераторных групп с целью оптимизации работы ТЭС на БР и формирование оптимальных графиков нагрузок генераторных групп в часовом разрезе. 
• Сбор данных о параметрах энергетического оборудования ТЭС, необходимых для расчета ТЭП текущего энергетического режима, часовых и суточных ТЭП. 
• Возможности выгрузки данных (энергетические характеристики оборудования, режимы, расчетные модели станций и пр.) в  MS Excel.

Пользователями системы являются сотрудники планово-технических отделов; производственно-эксплуатационных и производственно-диспетчерских служб отделов, работающих с рынком; оперативный персонал; руководство.

Скриншоты:

Основные подсистемы:

Подсистема расчета и оптимизации текущих режимов:
Подсистема обеспечивает работу с энергетическими режимами, создаваемыми пользователями и предоставляет следующие возможности:

• Создание, редактирование и удаление энергетических режимов. 
• Расчет ТЭП режима.

Результатами расчета являются значения технологических параметров (рабочий диапазон, отпуск тепла с турбин, расход топлива и т.п.); •экономические показатели (полные затраты на энергоресурсы, удельные затраты на тепло и электроэнергию, топливная составляющая себестоимости электроэнергии).

Система обеспечивает расчет любых, заложенных в расчетную модель, технико-экономических показателей.В качестве базы для расчёта ТЭП режима в системе используются следующие данные:
-принципиальная тепловая схема станции;
-энергетические характеристики оборудования (с учётом собственных нужд и поправок на отклонения от номинальных параметров);
-расчетная модель станции.
В системе предусмотрена возможность расчета ТЭП для:
-любого заданного пользователем энергетического режима;
-оптимального режима, рассчитанного системой;
-текущего фактического режима.

Балансировка энергетического режима.

Система обеспечивает возможность сведения теплового баланса для произвольного энергетического режима, определенного пользователем.
Балансирование энергетического режима - изменение нагрузок котлов на одинаковую величину с целью получения баланса тепла, производимого котлоагрегатами и потребляемого турбинами.

Оптимизация энергетического режима.

Система обеспечивает решение следующих оптимизационных задач:
-выбор оптимального состава оборудования;
-оптимизацию энергетического режима (для заданного состава оборудования)

Критерием оптимизации является минимизация затрат с учетом всех существующих ограничений. В частности минимизироваться могут совокупные затраты на:

-расходуемое топливо
-покупку электрических собственных нужд ТЭС;
-штрафы за выбросы;
-покупка подпиточной воды;
-другие типы производственных издержек.

При отыскании оптимального режима могут задаваться и учитываться все имеющиеся технологические ограничения, например снижение рабочего максимума котлоагрегата или наличие недопустимого диапазона нагрузок при работе турбоагрегата.

Управление правами доступа к режиму.

Подсистема работы с ТЭП режимов за произвольный период;
Подсистема обеспечивает расчет часовых и суточных ТЭП режима

Результатами расчета являются •значения технологических параметров (рабочий диапазон, отпуск тепла с турбин, расход топлива и т.п.); •экономические показатели (полные затраты на энергоресурсы, удельные затраты на тепло и электроэнергию, топливная составляющая себестоимости электроэнергии).
Подсистема обеспечивает расчет любых, заложенных в расчетную модель, технико-экономических показателей.
В качестве базы для расчета ТЭП за период используются следующие данные:

-энергетические характеристики оборудования (с учётом собственных нужд и поправок на отклонения от номинальных параметров);
-расчетная модель, основанная на утвержденной методике расчета ТЭП;
-база фактических энергетических режимов;-коррекции и дополнения (информация, уточняющая данные ТЭП фактических режимов).
База фактических энергетических режимов собирается в системе в результате обработки информации, поступающей от систем АИИСКУЭ, других систем сбора телеизмерений ТЭС и вводится вручную.

Подсистема управления текущим режимом:

Использование подсистемы управления текущим режимом обеспечивает достижение следующих целей:

• Оптимальное ведение текущего энергетического режима.

В частности, обеспечивается:-минимизация ущерба (или максимизация прибыли в случае благоприятной рыночной ситуации) на БР посредством контроля и управления отклонениями, возникающими по инициативе субъекта;-минимизация затрат на расходуемые энергоресурсы за счёт оптимизации процесса оперативного управления текущим режимом ТЭС.

• Осуществление эффективного контроля почасовой выработки и мониторинга текущего энергорежима и заданного и фактического диспетчерских графиков.

Результатом работы подсистемы управления текущим режимом являются рекомендации по загрузке генераторных групп и генераторов оптимальным образом.

Базой для работы подсистемы управления текущим режимом выступают следующие данные:-плановый диспетчерский график;
-диспетчерские команды, отдаваемые системным оператором;
-рыночные цены на отклонения по собственной инициативе;
-ХОПЗ;
-допустимое отклонение от заданной часовой выработки э/э;
-технологические ограничения.
При выполнении расчетов используется критерий оптимизации – минимизация ущерба или максимизация прибыли на БР от отклонений, возникающих по инициативе субъекта.

Подсистема мониторинга и ретроспективного анализа:

Подсистема обеспечивает возможность графического представления любых данных из баз мгновенных, часовых и суточных ТЭП для просмотра и ретроспективного анализа.

Подсистема редактирования тепловой схемы ТЭС и энергетических характеристик оборудования:
В состав системы входит визуальный редактор ТЭС, обеспечивающий:

• ввод и редактирование тепловой схемы ТЭС;
• ввод и редактирование энергетических характеристик оборудования;ввод и редактирование расчетной модели ТЭС.

Подсистема сбора данных:

Подсистема сбора данных обеспечивает сбор телеметрических данных и передачу их в систему системы.  Специфика представления данных, подлежащих сбору и передаче, может быть различной. В частности, она зависит от системы сбора телеметрии, действующей на конкретной ТЭС. Сбор данных может осуществляться из различных источников: база данных, файл, удаленный веб-ресурс и другие.

Подсистема сбора данных обеспечивает механизмы для подключения произвольных источников данных. Подключение системы к новому источнику данных осуществляется без модификации системы. Внутри системы исключено использование представлений данных, специфичных для конкретной ТЭС, либо для конкретного Заказчика.

Архитектура системы

Система представляет собой масштабируемое приложение, созданное с использованием Java-технологий.

Работа в системе организуется централизованным образом. Клиенты взаимодействуют с сервером по интернет протоколу.

Система является независимой от используемой серверной операционной системы и конкретной СУБД. 

В системе широко используются открытые технологии и стандарты:

• Серверная часть функционирует в составе сервера приложений (например, Apache Tomcat);  Клиент-серверное взаимодействие по стандарту REST по протоколу HTTP ;
• Клиентские места реализованы с использованием технологий SWING, JGraph, Java Web Start ;  
• Система отчетности на основе Jasper Reports.

Методология внедрения системы

Методология внедрения Системы обеспечивает для Заказчика минимизацию проектных рисков. Методология позволяет Заказчику нести затраты на приобретение и развертывание Системы только после того, как 

• Выполнена настройка тепловой схемы станции, в Систему внесены энергетические характеристики оборудования и задана расчетная модель станции;
• Технологами Заказчика выполнена апробация и доказана применимость Системы.

Методология внедрения обеспечивает гарантированные сжатые сроки реализации проекта.

Преимущества Системы перед известными аналогами

• Расчетная модель станции пополняема без программирования и может быть настроена для любой ТЭС.
• Критерий оптимальности получаемого режима – минимум затрат на энергоресурсы (не во всех конкурирующих программных продуктах это так).
• Система позволяет комплексно решать задачи оптимизации энергетического режима ТЭС и оптимизации работы ТЭС на балансирующем рынке в процессе ведения режима.
• Меньшие сроки внедрения: другие известные системы предполагают программирование системы для каждой станции. За счет этого возрастают риски проектов, а сроки проектов становятся слабо прогнозируемыми.
• Более низкие риски проекта за счет применяемой методологии внедрения и возможности оценить правильность работы Системы на этапе макетирования.
• Сокращение затрат в масштабах ГК на внедрение и эксплуатацию за счет централизованной архитектуры Системы. 
• Гибкость и универсальность расчетной модели обеспечивает модифицируемость Системы и длительный срок эксплуатации. 
• При изменениях в составе оборудования станции не потребуется программирование Системы. 
• Архитектура Системы обеспечивает автоматическое обновление клиентского программного обеспечения Системы в случае выхода новых версий (точнее, в случае замены серверной части). 
• Архитектура Системы обеспечивает возможность удаленного доступа к приложению (через Интернет). 
• Исполнитель обладает апробированной методологией внедрения и сопровождения больших информационных систем.

Где внедрена система

Опытно-промышленная эксплуатация системы идет на Ново-Свердловской ТЭЦ и в Свердловской дирекции ТГК-9.