На сегодняшний день перед энергетикой Казахстана, России и стран СНГ стоит непростая задача — поддержание не только частоты, но и требуемой мощности в энергосистеме. Как известно, тепловую и электрическую энергию нельзя аккумулировать, ее невозможно положить на склад или сохранить каким-либо другим образом. Вариант решения вопроса с поддержанием качества вырабатываемой энергии в автоматическом режиме, предлагает установка станционного координатора, успешно реализуемая на павлодарской ТЭЦ-3 АО «ПАВЛОДАРЭНЕРГО». Компания вложила в реализацию проекта порядка 211 миллионов тенге.

Электроэнергетика — промышленная отрасль, подчиняющаяся своим специфическим правилам и законам. В каждый момент времени количество вырабатываемой энергии должно строго соответствовать её потреблению населением, промышленными объектами, организациями и т.д. Частота энергосистемы в данном случае выступает своеобразным показателем того, что баланс между потребителями и электростанциями существует. Теория, по сути, проста: если значение частоты возрастает, значит, генерирующих мощностей больше, чем потребителей; а если значение частоты снижается, соответственно, — наоборот.

Таким образом, перед электроэнергетиками стоит задача сделать так, чтобы частота в энергосистеме соответствовала значению 50+/-0,2 Гц с минимальной погрешностью в допустимых диапазонах. Поддерживать заданную частоту на должном уровне призвана автоматика. Сегодня на павлодарской ТЭЦ-3 произведена установка такой автоматизированной системы, в настоящий момент ведутся наладочные работы.

В чем принцип автоматизированных систем контроля?

Для того, чтобы изменить нагрузку станции, необходимо поменять задание мощности и, как следствие, будет изменяться давление в общем паропроводе, которое напрямую зависит от потребляемого турбоагрегатами пара и вырабатываемой электрической энергии. Если необходимо изменить мощность станции, следует равномерно нагрузить или разгрузить котлоагрегаты. Эту функцию и выполняет станционный координатор, обеспечивая общий баланс производства и потребления пара.

«Станционный координатор внедряется для того, чтобы в автоматизированном режиме поддерживать электрическую и тепловую нагрузку всей станции. Он связывает между собой все существующие на станции локальные системы управления котлов и турбин. На данный момент на пяти котлоагрегатах и пяти турбоагрегатах установлены локальные системы АСУ ТП, присутствуют свои регуляторы. Внедряемая система объединит имеющиеся системы в единую цепь. Станционный координатор построен на базе ПТК „Овация“, соединен с агрегатами и турбоагрегатами цифровой связью. Начальник смены станции сможет задавать необходимые параметры по электрической и тепловой нагрузке, а общестанционный координатор будет поддерживать их в автоматическом режиме».
 
Евгений Якупов, главный метролог павлодарской ТЭЦ-3
 

Что такое станционный координатор

Это большой промышленный компьютер, называемый контроллером. Он получает данные с основных агрегатов электростанции, котлов и турбогенераторов и на основе этой информации формирует задание по режимам их дальнейшей работы. Это обеспечивает баланс производства и точность поддержания мощности на выходе электростанции с требуемым качеством.

Технологические особенности

С 1 января 2019 года в Казахстане введён и функционирует рынок электрической мощности. Для поддержания в постоянной готовности электрической мощности генерирующих установок, электростанция должна быть готова в каждый момент времени изменить нагрузку в требуемом диапазоне. Для этого диспетчерский центр системного оператора периодически (до трех раз в месяц) отрабатывает тестовые команды для оценки готовности ТЭЦ. Как правило, это команды на увеличение или снижение до технологического минимума электрической нагрузки станции на величину от 20 до 70 МВт, с выдержкой до трех часов с последующим возвращением нагрузки суточного графика. Данные команды необходимо выполнять с аттестованной скоростью (1,5 МВт/мин). Станционный координатор решает эту задачу максимально оперативно и точно, обеспечивая равномерную скорость снижения и набора нагрузки, а также поддержание установленной мощности, требуемой системным оператором.

«Цель координатора в том, чтобы найти баланс между нагрузкой турбогенераторов и потребителями тепловой энергии. Например, при увеличении расхода пара необходимо увеличить нагрузку котлоагрегатов. И наоборот, при изменении потребления в меньшую сторону, котел необходимо разгрузить. Система общестанционного координатора в автоматическом режиме обеспечивает баланс давления пара в главном паропроводе и нагрузки турбогенераторов, тем самым снижая риск возникновения аварийной ситуации и внеплановой остановки оборудования».
 
Сергей Пуксант, представитель Санкт-Петербургского отделения фирмы «Emerson»

Решение этой технической задачи достаточно непростое по причине участия в работе электростанции большого количества оборудования: на павлодарской ТЭЦ-3 установлено шесть котлоагрегатов и шесть турбоагрегатов. Без участия в распределении электрической нагрузки станционного координатора возникают сложности при поддержании требуемого давления в паропроводе. Установленная мощность, которую определяет системный оператор, должна незначительно отклоняться от заданных величин. Поддерживать такой режим ручным управлением довольно сложно. Внедряемые технологии позволяют безошибочно решить эти задачи. Фактически, внедрение этих систем становится необходимостью для стабильного обеспечения электроэнергией Павлодарского энергоузла.

На сегодняшний день на павлодарской ТЭЦ-3 произведён монтаж необходимого оборудования, все работы по установке станционного координатора завершены.