Автоматизация работы диспетчерской службы предприятий теплоснабжения
Статья размещена на сайте РосТепло.ru июнь 2011 г.
Бурдин В.М., Капитанова Л.Г., Будько И.А., ООО «СП «Гражданская защита»
В последнее время широко обсуждается вопрос об исполнении закона №190 «О теплоснабжении», статья 20, пункт 4. Этот пункт требует от теплоснабжающих организаций наличия организационных мероприятий и технических средств:
· плана действий по ликвидации последствий аварийных ситуаций с применением электронного моделирования;
· системы мониторинга состояния системы теплоснабжения;
· механизма оперативно-диспетчерского управления в системе теплоснабжения.
Мы предлагаем интегрированное решение этих задач с использованием комплекса «Центральный диспетчерский пункт теплоснабжения» (ЦДП ТС). Комплекс ЦДП ТС состоит из нескольких подсистем, имеет модульную структуру и может наращиваться.
Сети теплоснабжения представляют собой сложную территориально-распределенную систему, состоящую из множества взаимосвязанных объектов производства, доставки и распределения тепловой энергии потребителям. Поэтому наиболее полная модель сети – это схема тепловых сетей, топологически связанная с электронной картой города.
В подсистеме работы с картой комплекса ЦДП ТС схема тепловых сетей выполнена с использованием геоинформационной системы, что позволяет решать коммутационные задачи и выполнять тепло-гидравлические расчеты.
Схема тепловых сетей включает в себя различные объекты (трубопроводы, источники теплоснабжения, центральные тепловые пункты - ЦТП, тепловые камеры с запорной арматурой, потребители), для которых вводится соответствующая семантическая информация (длина, диаметр, материал, тип изоляции и др.). Для каждой камеры выполнена деталировка – укрупненная схема камеры, на которой отображена вся запорная и регулирующая арматура, с указанием маркировки и размеров. Подсистема обеспечивает удобные средства работы с картой, быстрый поиск объекта по адресу, наименованию, печать карты целиком или ее отдельных фрагментов по выбору.
Для отображения контуров котельных используется цветовая раскраска сетей. Это особенно актуально, когда тепловые сети города закольцованы, и есть возможность переключать схемы отопления районов с одного контура котельной на контур другой. Средства комплекса позволяют указать переключаемые задвижки, после чего контуры котельных пересчитываются, а на карте отображаются реальные состояния коммутационной арматуры и трубопроводов. Все коммутационные схемы сохраняются в электронном виде, их можно просмотреть по датам, выбрать нужную схему коммутации (переключения).
Подсистема электронного моделирования комплекса ЦДП ТС предназначена для анализа ситуаций и решения коммутационных задач при отключении / переключении участков или других объектов тепловых сетей. Для выбранного участка (объекта) автоматически определяются задвижки, которые необходимо закрыть, чтобы полностью изолировать его от сети. При этом формируется список отключенных ЦТП, потребителей теплоснабжения и горячего водоснабжения. Есть возможность указать несколько отключаемых объектов, добавить задвижки, которые следует открыть, чтобы уменьшить масштаб отключений. Результат моделирования отображается на карте в виде цветовой раскраски, а также в виде списка отключений / переключений.
Подсистема мониторинга состояния тепловых сетей комплекса ЦДП ТС осуществляет сбор и обработку информации о текущих значениях технологических параметров с узлов контроля, установленных в котельных, ЦТП, узловых точках. Для оперативной передачи данных на сервер сбора информации используется наиболее оптимальный канал связи, удовлетворяющий требованиям надежности системы – радио, оптоволоконная, сотовая, интернет. Для разных типов узлов контроля может быть определен свой набор передаваемых параметров. Основные параметры: давление, температура, расход в подающем и обратном трубопроводе на выходе из котельной, в магистральных распределительных узлах, на входах в ЦТП, на выходе из ЦТП во внутриквартальные сети, параметры подпиточной сети котельной, характеристики электропотребления.
Все данные, поступившие от узлов контроля, обрабатываются и архивируются. Подсистема работы с архивами позволяет просмотреть группы параметров в виде таблиц и графиков, формирует часовые и суточные сводки, предоставляет возможность ручного ввода недостающих данных.
Принятые данные отображаются на автоматизированном рабочем месте (АРМ) диспетчера с привязкой к объектам на карте, давая реальную картину о распределении давлений и температур в сети по ходу от источника к потребителю. Подсистема мониторинга отслеживает выход текущих значений параметров за контрольные уставки. Для температуры теплоносителя уставки рассчитываются по температурным графикам в зависимости от температуры наружного воздуха. При возникновении нештатной ситуации на АРМ диспетчера формируется звуковое сообщение, на карте подсвечивается аварийный объект. На основе анализа полученных данных формируются подсказки о возможном месте возникновения порыва и рекомендуемых действиях по его локализации. В этом случае диспетчер может оперативно выслать бригаду для уточнения места и характера порыва, принять меры для устранения и уменьшения негативных последствий аварии.
При отключении участка по причине порыва или в случае выполнения ремонтно-профилактических работ диспетчеру необходимо быстро выполнить следующие действия: сделать запись в журнале, определить список потребителей теплоснабжения/горячего водоснабжения, попадающих под отключение, сформировать телефонограммы, передать их в управляющие компании и другие организации.
Подсистема ведения диспетчерских журналов комплекса ЦДП ТС позволяет сделать все это оперативно и исключить субъективные ошибки. Электронное моделирование отключений на карте позволяет сформировать список необходимых переключений запорной арматуры и списки отключенных потребителей. Место порыва, отмеченное на карте, и схема отключения сохраняются в электронном виде и доступны для последующего просмотра и анализа.
Список потребителей, попадающих под отключение, используется для формирования текста и передачи исходящих телефонограмм в автоматическом режиме. Диспетчер имеет возможность контролировать ход оповещения и управлять им. Результаты оповещения сохраняются в архиве. В электронном журнале указывается время выполнения работ по отключению, на этот период времени на карте выделяются отключенные участки, потребители, закрытые задвижки. Таким образом, диспетчерская служба всегда имеет перед глазами полную и объективную картину состояния тепловых сетей.
Выездные бригады могут брать с собой мобильный АРМ, установленный на ноутбук с USB-модемом, что позволит им контролировать ситуацию, находясь на месте аварии. Это наиболее актуально во время проведения гидравлических испытаний, когда система теплоснабжения работает в особо жестких условиях, и необходимо отслеживать текущие значения давлений в сети.
В комплексе ЦДП ТС применяются современные средства визуализации – плазменные панели, жидкокристаллические дисплеи большого размера, установленные в качестве экранов коллективного доступа, которые позволяют отображать электронную карту города со схемой тепловых сетей, показывать текущие значения технологических параметров и выводить необходимые документы. Такой экран может использоваться для проведения оперативных совещаний руководителей и специалистов.
АРМ ведущего специалиста (руководителя) дает возможность получать ежедневные, ежемесячные и годовые сводки по основным технологическим параметрам работы предприятия. Анализ температур в подающем и обратном внутриквартальных трубопроводах в течение года позволяет выявить участки, где тепловая энергия используется неэффективно и принять меры по энергосбережению. На основе информации электронных диспетчерских журналов формируются сводки по порывам за указанный период. Годовой статистический отчет по порывам дает возможность выявить наиболее слабые участки, проанализировать причины порывов, составить на основании этого план капитального ремонта и наметить меры по устранению причин аварий.
Комплекс ЦДП ТС построен по модульному принципу. В него могут гибко добавляться другие подсистемы, например: АРМ ПТО с отображением исполнительной документации в привязке к карте; АРМ по работе с потребителями тепловой энергии, с отображением абонентов и объектов теплопотребления на карте. Подсистема работы с паспортной информацией позволяет провести полную инвентаризацию тепловых сетей, вести учет порывов, выполненных ремонтов сетей и замены арматуры. Комплекс может взаимодействовать с программами «Энергосбыт», «1С», «2ГИС»
В комплексе ЦДП ТС подсистема сбора и обработки информации принимает данные от универсальных узлов контроля, от автоматизированных систем контроля и управления оборудованием ЦТП и котельных. Уже внедренные на предприятии системы АСУ ТП котельных, ТЭЦ, ЦТП и системы сбора данных от потребителей могут быть интегрированы в комплекс ЦДП ТС и увязаны со схемой тепловых сетей.
Подобный комплекс ЦДП ТС введен в эксплуатацию на предприятии МУП «Теплоснабжение» города Нижневартовска в 2009 году. Комплекс ЦДП ТС динамично развивается в тесном сотрудничестве со специалистами и службами Заказчика и в настоящее время стал неотъемлемой частью автоматизации работы диспетчерской службы и предприятия в целом, показал свою надежность и эффективность.
Наша организация готова рассмотреть все предложения по разработке аналогичных комплексов диспетчеризации на предприятиях жилищно-коммунального хозяйства с адаптацией к существующим инженерным сетям и нуждам конкретного предприятия.