ИнформСистем: Интеллектуальная MES-Система «MES-T2 2010» для электростанций

Интеллектуальная MES-Система способна синтезировать цель, принимать решение к действию, обеспечивать действие для достижения цели, прогнозировать значения параметров результата действия и сопоставлять их с реальными, образуя обратную связь, корректировать цель или управление. Для этого она обладает запасом знаний и располагает методами решения задач.

Производственная деятельность в генерирующей компании содержит два основных процесса.

1. Обеспечение выработки электроэнергии и тепла каждой электростанцией в соответствии с их графиком поставки при нулевом перерасходе топлива. Нами уже было доказано, что оптимизация ресурсов в данном процессе играет меньшую роль, чем ликвидация элементарного человеческого фактора в перерасходе топлива, которая может быть достигнута только получасовыми расчётами фактических и нормативных ТЭП в реальном времени с мониторингом перерасхода топлива на БЩУ.
2. Прогнозирование закупки топлива для каждой электростанции в соответствии с планами поставки электроэнергии и тепла. В данном случае для снижения штрафных санкций следует точно рассчитать размеры необходимого топлива с разбивкой по календарному графику.

Производственный процесс электростанции описывается следующим образом: B = f(Э,Q), где: B - топливо, Э - электроэнергия, Q - тепло. А экономический процесс: Св = k*(Сэ+Сq), где: Св - стоимость топлива, Сэ - стоимость электроэнергии, Сq - стоимость тепла, k - тарифный коэффициент (0.5-0.6). Таким образом, как в экономическом, так и в производственном процессах участвуют всего три основных фактора: топливо, электроэнергия и тепло.

При оптимальном производственном процессе и при нулевом перерасходе топлива каждой паре (Э,Q) на получасовом отрезке соответствует строго определённое количество топлива (B). Понятно, что это представлено упрощенно, т.к. как в действительности тепло (Q) это и горячая вода, и пар с различными параметрами.

Имея базу знаний с набором различных сочетаний (Э,Q,B) за получасовые интервалы и план поставки (Э,Q) MES-Система легко и мгновенно рассчитает (B) за любой период. В данном случае удельные расходы топлива и другие сложные расчёты для планирования и прогнозирования вообще не нужны.

Тоже самое касается и текущего производственного процесса. Также по базе знаний, но с иным набором сочетаний (Э,Q,Ri) по графику поставки (Э,Q) MES-Система выберет оптимальный набор (Ri) режимов работы оборудования. И в данном случае вообще нет необходимости решать оптимизационные задачи по загрузке оборудования, и не требуются высококвалифицированные технологи для управления электростанцией. Достаточно только в реальном времени с помощью MES-Системы контролировать перерасход топлива.

Обучение или формирование базы знаний MES-Системы происходит в текущем производственном процессе. На получасовых интервалах при нулевом перерасходе топлива и при оптимальной загрузке оборудования производится фиксирование данного среза (Э,Q,B,Ri) в базе знаний. Для полного цикла обучения MES-Системы, естественно, потребуется один год из-за различных сезонных потребностей электроэнергии и тепла.

На практике процесс управления электростанцией с использованием MES-Системы выглядит следующим образом.

На БЩУ электростанции мониторинг MES-Системы представляет в реальном времени графики и значения минутных и получасовых перерасходов топлива. Если присутствует минутный перерасход топлива, то оперативно вносятся изменения в производственный процесс. Если отсутствует на получасовом отрезке перерасход топлива и если данный производственный срез отсутствует в базе знаний MES-Системы, то он автоматически записывается в базу. Перечень технологических параметров среза заранее настраивается. В переходных режимах (день, ночь) процесс фиксирования среза также производится после установки нулевого значения перерасхода топлива.

При переходе из одной производственной ситуации в другую (изменение количества выработки электроэнергии и тепла) из базы знаний в мониторинге MES-Системы выделятся несколько советывающих вариантов среза (набор технологических параметров) оперативному персоналу БЩУ с целью облегчения быстрого принятия управляющего воздействия. Если подходящего варианта нет, то запускается динамический оптимизатор для поиска оптимальной загрузки оборудования. В процессе обучения, необходимость пользоваться оптимизатором значительно сократится.

Таким образом, интеллектуальная MES-Система, используя график поставки электроэнергии и тепла, с помощью базы знаний безошибочно будет подсказывать наилучшие решения в конкретных производственных ситуациях, а мониторинг текущего перерасхода топлива в реальном времени обеспечит максимальную его экономию. А это уже наивысший уровень организации управления электростанцией.

В настоящее же время на всех электростанциях сохраняется пещерный уровень автоматизации, даже если имеется нижний уровень сбора данных, включая АСКУЭ, даже если внедряется Oracle или ХОП-оптимизация, по причине абсолютно неверных начальных предпосылок. Потому что, при отсутствии расчётов фактических и нормативных ТЭП в реальном времени с минутным интервалом, это только антураж с элементами автоматизации, который решает узкий круг проблем. Но не решает самого главного - управление производством электростанции.

В одной генерирующей компании внедрена система SAP R-3 для автоматизации верхнего уровня, а на всех электростанциях полностью автоматизирован нижний уровень по сбору данных. Но расчёт ТЭП производится в Excel раз в месяц, естественно, с подгонкой конечных результатов под нулевой перерасход топлива. Вот вам и пещерный век.

Высокоэффективно работает электростанция, когда фактический перерасход топлива за каждый получас, а, следовательно, и за месяц полностью отсутствует. В настоящее же время ни на одной электростанции не известен точный фактический перерасход топлива, который должен получаться только интегральным исчислением из получасовых ТЭП. А тот перерасход топлива, который фигурирует в месячных отчётах в настоящее время, далёк от действительности, т.к. месячные расчёты перерасхода топлива производятся по неверным методикам, включая искаженные нормативные графики полиномами.

В рыночных условиях самое главное не просто дороже продать электроэнергию и тепло или дешевле закупить топливо, а экономично управлять электростанцией, осуществляя постоянный контроль в реальном времени за перерасходом топлива. Только внедрение беззатратной MES-Системы придаст мощный рывок к достижению энергоэффективности электростанции.

ДЕМОНСТРАЦИОННАЯ ВЕРСИЯ инновационной MES-Системы «MES-T2 2010» с расчётами фактических и нормативных ТЭП, с минутными и получасовыми расчётами перерасхода топлива и с оперативной аналитикой размещена на сайте: http://www.Inform-System.ru.