Опыт виртуальной пусконаладки в гидроэнергетике

Направление виртуальной пусконаладки систем автоматизации входит в тренд цифровизации производств, направленный на создание умных производств [1]. В основе идеи виртуальной пусконаладки лежит создание имитационной модели технологического процесса в объеме, достаточном для проверки функционирования АСУТП. Возможности виртуальной пусконаладки обсуждались в сентябре 2019 г. на традиционной V международной конференции, проводимой совместно компаниями Siemens и СМС-Автоматизация.

Как известно, на гидроэлектростанциях одной из самых ответственных является система ГРАМ – группового регулирования активной мощностью ГЭС [2, 3], которая получает задание мощности от Системного оператора (СО) по цифровому протоколу и распределяет это задание между гидроагрегатами (ГА) ГЭС [4], контролируя исполнение задания. Неточное или некачественное исполнение поставленного задания наказывается штрафами со стороны О. Баланс вырабатываемой и потребляемой мощности влияет на частоту энергосистемы, поэтому формирование задания от системного оператора осуществляется с секундным периодом. Задача проекта заключалась в том, чтобы в существующую эксплуатируемую систему ГРАМ ввести новые компоненты информационного обмена и осуществить прием плановых графиков и диспетчерских команд также по цифровому протоколу. При этом значительная часть существующих алгоритмов системы ГРАМ должна остаться неизменной. Параметры и алгоритмы нового информационного обмена регламентированы общими техническими требованиями, которые являются обязательными для исполнения всеми гидроэлектростанциями.

Традиционный подход ведения проекта предполагает сначала реализацию всей функциональности системы, затем на этапе пусконаладочных работ проверку, отладку, тестирование. В случае возникновения проблем в ходе наладки и испытаний осуществляется возврат на этап проектирования. Применительно к поставленной задаче необходимо реализовать новую функциональность, убедиться в том, что не ухудшились существующие показатели по обмену данными с системным оператором и по регулированию для каждого агрегата в связи с тем, что новая функциональность увеличивает время обработки информации и как следствие замедляет время реакции системы.

Подход с виртуальной пусконаладкой предполагает этап разработки имитационной модели сразу за этапом проектирования. Таким образом в ходе разработки программного обеспечения сразу производится его тестирование, что в итоге сокращает время наладки. Виртуальная пусконаладка позволяет без реального процесса оттестировать до 90% функциональности системы, при этом разработка алгоритмов ведется уже не в слепую по бумажным спецификациям, тестирование осуществляется не умозрительно с абстрактными константами и переменными ТП, а визуально – на имитационной модели.

Подход виртуальной пусконаладки предоставляет следующие значительные преимущества:

Продолжение читайте в статье Захарченко В.Е. «Опыт виртуальной пусконаладки в гидроэнергетике» в журнале «Автоматизация в промышленности», №11, 2019.