Научная электронная библиотека

Избранные работы по АСКУЭ (1981-2009)

Гуртовцев А. Л.,

Уникальная АСКУЭ РУП “ПО Беларуськалий”

Гуртовцев А.Л., к.т.н., ведущий научный сотрудник РУП "БелТЭИ"

1 апреля 2005 года на РУП "ПО Беларуськалий" вошла в промышленную эксплуатацию самая масштабная и уникальная АСКУЭ среди аналогичных систем промышленных предприятий республики Беларусь и, не исключено, всех стран СНГ.

Эта АСКУЭ объединяет на сегодня 320 электронных двухэлементных электросчетчиков “ЕвроАльфа” классов 0,5S и 1,0, установленных на подстанциях четырех рудников предприятия, дистанционный сбор данных с которых производится в трехминутном цикле через 100-мегабитную оптоволоконную сеть Ethernet в центр сбора данных, расположенный в 17-этажном здании управления РУП “Беларуськалий” в центре г. Солигорска. Из указанного количества 56 счетчиков используются для коммерческого учета, в том числе 34 для учета по вводам 110 кВ и 22 для учета по субабонентам, а остальные – для технического учета. В ближайшие год-два планируется расширение АСКУЭ еще на 200 счетчиков технического учета.

Рудники и фабрики комбината запитывается от энергосистемы по глубоким вводам 110 кВ через главные понизительные подстанции ГПП 110/6,3 кВ, на низшей стороне силовых трансформаторов которых и установлены коммерческие счетчики. Счетчики подключены своими цифровыми дуплексными интерфейсами RS-422 через DE-серверы (многопортовые преобразователи интерфейса RS-422 в порт Ethernet) к коммутаторам сети Ethernet и далее через медиа конверторы (преобразуют электрический сигнал сети в световой для передачи его по оптоволокну) непосредственно в оптоволоконную сеть, которая связывает воедино удаленные рудники (удаление от 5 км для первого рудоуправления до 15 км для четвертого) с центром сбора данных в управлении комбината. В отдельных фрагментах оптоволоконной сети сбора используются вставки из 10-мегабитного RadioEthernet.

В вычислительном центре управления комбината для АСКУЭ установлены четыре коммуникационных сервера (каждый сервер осуществляет сбор данных со счетчиков соответствующего рудоуправления), расчетный сервер, который осуществляет обработку (группирование) данных учета, и сервер СУБД Oracle версии 8i. Все серверы работают как клиенты для СУБД. Коммуникационные и расчетные серверы работают под операционной системой Windows 2000, а сервер СУБД - под Lunix. Доступ к данным центра обработки АСКУЭ с рабочих станций сети производится через клиентские программные комплексы Альфа-ЦЕНТР SE». Установлено свыше 30 таких комплексов у пользователей информацией АСКУЭ – энергетиков, диспетчеров, специалистов. Доступ к данным каждого счетчика, подключенного к АСКУЭ, производится по протоколу транспортного уровня TCP/IP сети Ethernet через IP–адреса DE-серверов. Синхронизация серверов, а по ним и синхронизация счетчиков, осуществляется из сетевого источника в Интернете. Расхождение времени между отдельными счетчиками и элементами АСКУЭ не превышает 5 секунд.

Современная коммерческая АСКУЭ должна обладать возможностью дистанционной передачи данных коммерческого учета в энергоснабжающую, или энергосбытовую организацию. В данной АСКУЭ предусмотрена такая возможность. Для передачи данных коммерческого учета непосредственно в отделение энергосбыта РУП “Минскэнерго”, расположенного в 133 км от Солигорска, используется арендованный канал РУП Белтелекома» в его сотовой сети CDMA, позволяющей использовать режим пакетной передачи данных GPRS. Для просмотра данных в энергосбыте используется обычное клиентское программное обеспечение Альфа-ЦЕНТР».

Уникальность рассматриваемой АСКУЭ предприятия заключается, во-первых, в ее масштабности – 320 электронных электросчетчиков с перспективой расширения до 500-600 счетчиков, и распределенности – сбор со счетчиков, расположенных на площади в десятки квадратных километров, во-вторых, в принципиальном использовании для коммерческого и технического учета однотипных счетчиков с цифровыми интерфейсами (счетчики с числоимпульсным сбором данных учета в системе принципиально не используются), в-третьих, в использовании оптоволоконной сети Ethernet для дистанционного сбора данных со всех счетчиков, в-четвертых, в сетевой “клиент-сервер” структуре доступа к данным учета любого потребителя, в-пятых, в работе в режиме реального времени с 3-минутным циклом сбора данных учета, что позволяет контролировать и прогнозировать прохождение получасовых мощностей в часы пика энергосистемы или в часы ее режимных ограничений. На создание АСКУЭ были потрачены значительные средства, но экономисты предприятия полагают, что система окупится менее чем за год. Дело в том, что заявленная мощность предприятия составляет более 190 МВт, что требует только для оплаты этой мощности более одного миллиона долларов ежемесячно, и экономия в пять процентов на заявленной мощности позволит окупить затраты в планируемые сроки.

Дополнительные эффекты от АСКУЭ образуются за счет сведения балансов подстанций предприятия (точность балансов сравнима с точностью счетчиков), выявления небалансов, непроизводительных потерь и их устранения. Еще один дополнительный источник экономии, принципиально невозможный в отсутствие АСКУЭ, - управление режимами электропотребления с целью снижения потребления в часы пика и увеличения его во внепиковое время. В условиях горнорудной промышленности с ее принципиально асинхронным и опасным характером деятельности, регулирование нагрузки затруднено, но все же возможно, например, за счет продуманного использования ремонтных смен при четырехсменной производственной деятельности, а также за счет временного управления проходкой лав.

Анализ рассматриваемой АСКУЭ позволяет выявить помимо несомненных ее достоинств и узкие места. Так сбор данных в сети с каждого счетчика производится со скоростью 9600 бод. Протоколы счетчиков “ЕвроАльфа” изначально не предназначались для оперативного доступа к данным счетчика и поэтому отличаются, образно говоря, “неповоротливостью” - установление соединения с каждым счетчиком и сбор данных с него в среднем занимает 30-40 секунд на указанной скорости. Если ставится задача сбора данных в сети за 3 минуты, то очевидно, что к одному DE-серверу можно подключать не более четырех счетчиков, а сбор со всех DE-серверов (а их более сотни) в сети должен быть организован одновременно.

На предприятии эта проблема решена за счет использования четырех коммуникационных серверов (явная избыточность, вызванная “заторможенными” особенностями протоколов счетчиков). Можно высказать ряд замечаний и к клиентскому программному обеспечению Альфа-ЦЕНТР», которое отличается функциональной перенасыщенностью экранных форм и ограниченными возможностями в графическом представлении профилей нагрузок (например, отсутствуют возможности изучения профилей различных групп на фоне друг друга) и других графиков нагрузки (декадных, квартальных, годовых и т.п.), а также трудностями их вывода на печать из ряда экранных форм.

Согласно требованиям правил приборного учета, действующим в республике, для коммерческого учета электроэнергии на предприятиях, имеющих более одного питающего ввода, для определения совмещенной мощности предприятия должно использоваться метрологически аттестованное устройство, каковым сервера не являются (ведь сейчас все совмещенные мощности по предприятию и его субабонентам рассчитывает именно сервер на основе данных учета из СУБД), несмотря на сертификацию программного обеспечения. Поэтому на предприятии планируется модернизация коммерческого учета за счет установки такого аттестованного специализированного устройства – RTU-327 СПООО “Эльстер Метроника”, к которому будут подключены все 56 счетчиков коммерческого учета.

Автор благодарит начальника отдела АСУП РУП “ПО Беларуськалий” Лемещенко Валерия и его заместителя Сысуновича Евгения за предоставленную возможность ознакомиться с АСКУЭ предприятия, созданную при их активном участии, а также посетить подземные разработки калийных удобрений.

Справка

РУП “ПО Беларуськалий”

РУП “ПО Беларуськалий” (ранее Солигорский калийный комбинат) - один из крупнейших в мире и самый крупный на территории СНГ производитель и поставщик калийных минеральных удобрений. Является градообразующим предприятием г. Солигорска, расположенного в 133 км к югу от Минска на берегу Солигорского водохранилища. Из ста тысяч населения города на комбинате работают более двадцати тысяч жителей. Комбинат построен на Старобинском месторождении калийных солей, которое открыто в 1949 году, имеет площадь более 325 кв.км и находится в разработке с 1961 года. Солигорск, как город, ведет свой отсчет с 1963 года.

Формирование месторождения относится к позднему девонскому периоду (360-345 млн. лет до нашей эры), когда в указанных местах плескались соленые воды первобытного моря. В месторождении на глубинах, начиная с 350 метров и до 2000 метров находятся крупные залежи сильвинита – осадочной горной породы, содержащей минерал сильвин (хлористый калий KCl) и галит (каменная соль, или хлористый натрий NaCl). Мощность залежей составляет 7,8 млрд. т руды с содержанием до 15 процентов калия, в пересчете на К2О (заметим, что мировые запасы калийных солей оцениваются в 50 млрд.т). На комбинате действуют четыре рудника со своими рудоуправлениями, но готовится к разработке и пятый рудник. На каждом руднике вскрыты уже от трех до четырех горизонтов, в которых ведется разработка лав толщиной от 0,5 до 3 метров и площадью в десятки квадратных километров. Горизонтальные штреки отходят от стволов рудников на 10-15 км, так что передвигаться в этих подземных магистралях можно только с помощью дизельного автотранспорта.

РУП “Беларуськалий” занимает третье место в мире среди восьми крупнейших компаний – добытчиков калийных удобрений, и в мировом объеме реализации его доля достигает 13,7 процентов. В 2004 году предприятие произвело 7,6 млн. т калийных удобрений (в пересчете на К2О) на сумму свыше 750 млн долл.

Справка по публикации

Статья опубликована в журналах:

Энергетика и ТЭК, №8,2005 (Беларусь)

Электрические сети и системы, № 3,2005 (Украина)

Промышленная энергетика, №12, 2005 (Россия)

Электрика, №5, 2006 (Россия)

Фотоприложение из Солигорска

(фото автора).

Электронные электросчетчики ЕвроАльфа (составная часть АСКУЭ) на подстанции одного из рудоуправлений Беларускалия

Счетчики_02