ООО «ВладМодуль» совместно с компанией Terberg (Нидерланды) выполнило реконструкцию системы управления автономной электростанции ГДЭС-7 в поселке Соболево Камчатского края.
В состав ТЭС входят две газопоршневые установки G3516В, газодизельная генераторная установка D3512В производства компании Caterpillar и один газо-дизельный генератор 4-26 ДГ. Станция обеспечивает электроэнергией потребителей поселков Соболево и Устьевое. Установленная мощность ТЭС – 4670 кВт. Тепловая энергия используется для производства горячей воды и отопления электростанции. Станция была введена в эксплуатацию в 1982 году, изначально она эксплуатировалась как дизельная, а в 1999 г. переведена на газ. В 2008 г. в состав оборудования были добавлены модульные энергоблоки на базе газопоршневых установок G3516B.
Установки размещены в цельносварных модульных сооружениях. Энергоблоки работают в параллель, в составе изолированной сети, выходное напряжение генераторов 6300 В. В процессе реконструкции в 2008 г. система автоматического управления модульными газопоршневыми установками была выполнена на контроллерах SBC 7-2 v2.4 компании Terberg c использованием индустриальных компьютеров IPC, связь с которыми осуществлялась через низкоскоростные COM-порты. Связи с электронными модулями управления ECM двигателей были реализованы сложно: передача данных происходила через коммуникационные модули CCM компании Caterpillar посредством специальных контроллеров SBC-COM. Управление ДГУ D3512В осуществлялось другой системой независимо от модульных генераторов. А газодизельный генератор 4-26 ДГ управлялся вручную оператором.
В связи с отсутствием единой системы управления не выполнялось нормальное автоматическое распределение нагрузок. Газопоршневые машины при резком скачке нагрузки не могут принять ее из-за своей динамики. А ДГУ D3512В, которая по показателям динамики превосходит газовые машины, не сглаживала скачки нагрузки, так как настройки автоматики не предусматривали работу в режиме деления нагрузки. Вследствие этого генераторные установки не могли удержаться в режиме синхронной работы, что зачастую приводило к аварийным ситуациям, вплоть до остановки станции. Попытки решить эту проблему за счет ремонта и настройки системы управления успеха не имели. Это стало одной из главных причин модернизации электростанции. Но были и другие причины. Оборудование автоматизации, установленное в 2008 г., к сегодняшнему времени морально и физически устарело. Наиболее значительным износам подвержены промышленные компьютеры. Они неоднократно ремонтировались, работали последнее время с «неродными» элементами, источниками питания, постоянно требовали дополнительного охлаждения.
Частичная замена контроллеров Terberg была невозможна, так как компания ранее прекратила их поставки в связи с переходом на новые, современные модели. Кроме того, требовалась замена силового коммутационного оборудования – контакторов, автоматических выключателей, тепловых реле и т.д. Модернизацию электростанции провели специалисты компании «ВладМодуль».
Контроллеры Terberg SBC 7-2 заменены контроллерами последних модификаций – еТЕС v2.0. Они отличаются значительно лучшими характеристиками: тактовая частота процессора повышена с 40 до 100 МГц, изменена внутренняя архитектура, существенно изменен в лучшую сторону принцип работы основных программных регуляторов. Распределение нагрузки стало стабильным, независимо от типа генераторной установки, улучшилась визуализация за счет передачи данных через ModbusTCP/IP, за счет чего повысилась надежность параллельной работы генераторных установок ТЭС.
Также в новом контроллере добавлен еще один канал CAN-интерфейс с протоколом J1939. Это позволит в будущем напрямую, без преобразователей, подключать электронные модули управления двигателями для постоянной передачи данных. При замене контроллеров было разработано новое программное обеспечение в соответствии с архитектурой используемых процессоров и с протоколом передачи данных. Кроме того, в процессе модернизации были заменены контрольные кабели и силовое коммутационное оборудование шкафов управления.
В результате проведенной модернизации удалось решить главную проблему – наладить устойчивую параллельную работу газопоршневых установок G3516B и дизельной установки D3512В. Прежние аварийные ситуации по причине отсутствия автоматического распределения нагрузки при параллельной работе генераторных установок не возникают. Замена средств автоматизации и программного обеспечения, а также выполненные капитальные ремонты двигателей дали возможность продлить срок эксплуатации энергетического оборудования, установленного более 10 лет назад.
Применение современных решений систем управления к генераторным установкам позволяет более качественно автоматизировать рабочие и переходные процессы с ьудобной, максимально полной для операторов визуализацией, без особых изменений прошлых, оригинальных экранов. Центральный щит управления (операторская) электростанции находится в капитальном здании. Для ДГУ установлены на рабочем месте оператора SCADA-программы, что позволяет персоналу управлять процессом производства электроэнергии с одного рабочего места в комфортных условиях.
Работы по модернизации выполнялись по заказу компании «Южные электрические сети Камчатки» (входит в холдинг «РусГидро»). Для удовлетворения растущего спроса на электроэнергию на ТЭС планируется установить дополнительно дизельный и газопоршневой энергоблоки мощностью по 1,2 МВт. Они будут укомплектованы системами управления Terberg для параллельной работы в единой сети.