Поднимаем по РУСА
РУСА – инструмент оптимизации режима работы станции, который, по ожиданиям специалистов, способен увеличить КПД энергообъекта на величину до 2%, что эквивалентно экономическому эффекту в несколько млн руб. ежегодно.
Компьютеру виднее
Под звучной аббревиатурой РУСА скрывается прежде всего программное обеспечение, функционирующее на сервере в составе АСУТП гидростанции. В задачи ПО входят сбор данных по режиму работы ГЭС, расчеты по оптимизации состава генерирующего оборудования и подготовка рекомендаций по вводу или выводу гидроагрегатов из работы. Источником информации для РУСА служат системы управления ГЭС, включая систему группового регулирования активной мощности (ГРАМ), систему автоматического управления гидроагрегатами (САУ ГА) и верхний уровень АСУТП. Возможности РУСА обширны: она может, к примеру, определять состав гидроагрегатов, оптимальный для покрытия задания по суточному графику и поддержания резервов активной мощности и частоты, рассчитывать прогнозный КПД оптимального состава ГА на сутки вперед, формировать и выдавать оперативному персоналу рекомендации по изменению режимов работы оборудования.
«Расчет оптимального состава гидроагрегатов система выполняет буквально за несколько секунд без участия персонала, – объяснил начальник управления Департамента эксплуатации РусГидро Алексей Калинин. – При этом РУСА предупреждает, когда начинает новый расчет, информирует о возникающих проблемах, препятствующих корректному расчету, предлагает выбрать нужный режим работы, исходя из матрицы режимов. Но и у начальника смены станции остается определенная свобода действий: может выбрать автоматический режим или вручную пускать/останавливать гидроагрегаты, руководствуясь своим опытом».
Проблема выбора
Проект РУСА, ставший совместным детищем двух департаментов Исполаппарата РусГидро – эксплуатации и информационных технологий и цифрового развития, а также коллектива Саратовской ГЭС, стартовал в 2018 году. Эксперты управления технологической автоматики и возбуждения и управления режимов сформулировали основные принципы функционирования системы, подготовили техническое задание, а их коллеги из управления АСУТП и СДТУ разработали решение на базе отечественного программного обеспечения и выполнили техническое сопровождение внедрения системы на станции.
К концу 2019 года были готовы технический проект и чертежи системы, после чего РусГидро совместно с подрядчиками приступило к закупкам необходимого оборудования и непосредственной реализации проекта. «Сложности при реализации были связаны с интеграцией РУСА в систему автоматического управления гидроагрегатами. Потребовалась серьезная доработка ПО с последующей загрузкой измененных алгоритмов в 50 контроллеров, взаимодействующих со всеми 24 ГА станции», – отметил главный эксперт Департамента эксплуатации Сергей Герасимов.
На протяжении 2022 года РУСА была установлена на станции, выдержала приемку и сейчас проходит опытную эксплуатацию.
«Чтобы подготовить оперативников к работе с РУСА, мы, конечно, провели обучение и разработали детальную инструкцию. Впрочем, интерфейс системы нагляден, коллеги к нему привыкли и затруднений не испытывают», – отметил заместитель главного инженера Саратовской ГЭС по эксплуатации Антон Артемов.
Реализованный проект на Саратовской ГЭС – не первый в своем роде в РусГидро: ранее аналогичный функционал был реализован на Камской ГЭС. Однако, как отмечает Дмитрий Жуков, начальник управления Департамента информационных технологий и цифрового развития РусГидро, по функциональности и масштабу внедрения нынешний проект существенно превосходит предыдущий. На Саратовской ГЭС, к примеру, впервые реализован функционал не только расчета оптимального состава оборудования, но и автоматического пуска/останова гидроагрегатов по результатам выполненных расчетов.
Больше энергии
Как отмечают участники проекта, потенциально система способна увеличить КПД станции на 1,5–2%. В денежном выражении применительно к Саратовской ГЭС эффект от внедрения РУСА может составить до 9 млн руб. дополнительной прибыли ежегодно. Впрочем, до окончания стадии опытной эксплуатации об этом говорить рано. Впереди – накопление статистических данных, сравнительный анализ графиков изменения расчетного и фактического КПД, анализ показателей загрузки оборудования. От результатов этой работы, которая, как ожидается, займет еще около года, зависит окончательное решение о тиражировании системы на другие ГЭС РусГидро.
Так РУСА видят оперативники Саратовской ГЭС. На снимке – система в режиме «Расчет»: просчитываются варианты оптимизации режима работы гидрогенераторов по мото-часам. Также на мониторе отображен график работы гидроагрегатов на ближайшие сутки: зеленым цветом обозначены ГА в резерве, красным – в работе, белым – в ремонте.
Главное, что мы получили инструмент для оптимизации режимов работы станции, позволяющий использовать генерирующее оборудование ГЭС с максимальным энергетическим и экономическим эффектом при оптимальных расходах водных ресурсов и снижении затрат на ремонт гидроагрегатов. Важно, что этот инструмент работает по понятным правилам, с наблюдаемыми и измеримыми результатами, подходящими для анализа и оценки.
Во-первых, для нас было принципиально важно реализовать систему на отечественном программном обеспечении, и мы этого добились. Во-вторых, в ходе проекта мы совершили еще один шаг в направлении автоматизации ГЭС: к уже внедренному ранее автоматическому получению задания плановой мощности от Системного оператора ЕЭС добавился интеллектуальный выбор состава генерирующего оборудования по заданным критериям, в том числе технологическим и экономическим, а также возможность автоматического пуска/остановки гидроагрегатов. Эта технология имеет большие перспективы для тиражирования.