MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ...
description
Transcript of MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ...
![Page 1: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/1.jpg)
СистемаSmart-MES
«MES-T2 2020»для любых
электростанций:ТЭЦ, ГРЭС, АЭС
ООО “Фирма ИнформСистем”www.Inform-System.ru
Екатеринбург, 2015 г.
![Page 2: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/2.jpg)
Система Smart-MES
ООО “Фирма ИнформСистем” разработала и апробировала Инновационную Самоорганизующуюся Систему Smart-MES «MES-T2 2020» v.6.600 для реализации БЕЗЗАТРАТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ экономии топлива и для увеличения энергоэффективности тепловых электростанций при интеллектуальной автоматизации расчётов ТЭП в реальном времени.
ДЕМОНСТРАЦИОННАЯ ВЕРСИЯ инновационной Системы Smart-MES 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
![Page 3: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/3.jpg)
Идея технологии
В реальном времени с интервалом не более получаса рассчитывается нормативное топливо, которое сравнивается с фактическим.
Этого никогда не было, и в настоящее время нет ни на одной тепловой электростанции в России.
Фактический расход топлива на каждом временном интервале всегда больше или равен нормативному расходу.
Задача функционирования этой ТЕХНОЛОГИИ заключается в том, чтобы на каждом временном интервале фактический расход топлива был близок к нормативному.
В этом случае будет достигнут самый оптимальный вариант получения максимальной ПРИБЫЛИ Генерирующими компаниями за счёт большой экономии топлива.
![Page 4: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/4.jpg)
Авторы Системы Smart-MESЧернов И.В. иЧернов В.Ф.руководители иразработчики.
Чернов В.Ф.10 лет работалв атомнойэнергетике наБелоярской АЭС,на ИгналинскойАЭС и на АЭСDukovany (Чехия)совместно сЦНИИКА.
![Page 5: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/5.jpg)
Основной функционал
Система Smart-MES «MES-T2 2020» обеспечит автоматизацию следующих технологических процессов электростанции:
• Оперативный контроль над производством электрической и тепловой энергии;
• Расчёт технико-экономических показателей работы оборудования в режиме реального времени;
• Расчёт расходов на собственные нужды и потерь тепла и электроэнергии;
• Оценка отклонений фактических величин от нормативных; • Расчёт удельных расходов топлива и контроль текущего
топливоиспользования на БЩУ электростанции; • Оценка работы вахтенного (сменного) персонала; • Прогнозирование и оптимизация ресурсов.
![Page 6: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/6.jpg)
Основная концепция
Расчёты фактических и нормативных ТЭП осуществляются каждую минуту (полчаса) в реальном времени с мониторингом на БЩУ оперативной информации по текущему перерасходу топлива и с запуском оптимизационных механизмов по загрузке оборудования.
![Page 7: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/7.jpg)
АРМы Системы Smart-MES20000показателейрассчитываютсяза 1 секунду.
За полчасапросчитывается1000 вариантовуправления.
Внесениеизменений валгоритмырасчёта за5 секунд.
![Page 8: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/8.jpg)
Самонастройка Smart-MESSmart-MESавтоматическинастраиваетсяпри компиляцииПроектовтехнологическихзадач.
Генерируются:меню задач,базы данных,экранныетаблицы,DLL-программы,и отчёты.
Проектзадачи
Автоматическаянастройка
Базаданных
Экранныетаблицы
Комплекс ПТОКомплекс ПТО
![Page 9: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/9.jpg)
Интегральное исчислениеВ настоящеевремя на всехэлектростанцияхневернорассчитываетсяперерасходтоплива.
Он долженформироватьсятолькоинтегральнымисчислениемиз получасовыхрасчётов.
НормативФактПерерасход
dttbtQtbtЭtB
dttbtQdttbtЭdttB
t
tтэ
т
t
t
t
tэ
t
t
2
1
2
1
2
1
2
1
)]}()()()([)({
])()()()([)(Э - Электроэнергия Q - Тепло
b – Удельные расходы топлива
B - Топливо
![Page 10: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/10.jpg)
Схема правильного расчётаРасчёты ТЭПв реальномвременипроизводятсятолько наминутныхинтервалах.
На остальныхинтервалахвычисление ТЭПосуществляетсянакоплением:суммированием,усреднением,взвешиванием.
![Page 11: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/11.jpg)
Криволинейный график1. Неверныйсуществующийрасчёт ТЭП:f(Сумма(xi)/n)(0+1+2+3+4)/5=2f(2)=1,0
2. Правильныйрасчёт ТЭПСумма(f(xi))/n(0,4+0,5+1+2+4)/5=1,58
3. Ошибка(1,58-1)/1,58*100=36,7%
n
1i
n
1i
/nF(xi) (xi)/nF
Сейчас неверно, а должно быть так!
В расчётах нормативных ТЭП используются свыше 300 подобных графиков, но есть и ступенчатые.
![Page 12: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/12.jpg)
Комплекс Smart-MES
• Программный Комплекс Smart-MES имеет в составе программу “Конструктор Проектов”, которая позволяет сформировать сложнейшие расчёты ТЭП в любом количестве для любой электростанции с любым составом оборудования и обеспечивает автоматическую настройку всего программного Комплекса, включая экранные формы и отчёты.• С помощью программы “Конструктор Проектов” производится для электростанции адаптация и наладка Комплекса необходимых задач. C помощью программы “Нормоскан” вводятся в Комплекс нормативные графики по оборудованию электростанции. C помощью программы “Импорт данных” выполняется стыковка Комплекса с существующими системами. • Инструментальный настраиваемый программный Комплекс Smart-MES позволяет в процессе эксплуатации системы добавлять новые задачи и вносить изменения в алгоритмы расчёта ранее созданных задач. Очень простой интерфейс программы “Конструктор Проектов” позволяет самим технологам без обращения к программистам производить необходимую коррекцию и отладку технологических расчётов, тем самым значительно ускоряя и упрощая процесс преобразования идеи в конкретную реализацию.
• Система может функционировать в локальном варианте и в многопользовательском варианте. Многопользовательский – режим Клиент-Сервер, Файл – Сервер или режим Терминальный Сервер. • Система может функционировать с использованием Приложения Клиент – Сервер с любым SQL-Сервером (Firebird, MS SQL Server, Oracle, Interbase и др.). • Система может функционировать в Интернете с использованием WEB – Приложения на MS IIS Сервере. • Система может выполнять функции Мониторинга Технологических Показателей с помощью программы ТЭС-Граф. • Система может обеспечить запуск задач в режиме реального времени.• Система может решать оптимизационные задачи и выдавать советы управляющему персоналу.
![Page 13: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/13.jpg)
Клиент-серверная структураКлиент-серверная структураобеспечиваетполучасовыерасчёты ТЭП.
Файл-сервернаяоригинальнаяструктураобеспечиваетпоминутныерасчётыперерасходатоплива.
![Page 14: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/14.jpg)
Клиент-Сервер
Приложение Клиент-Сервер/2 поддерживает работу со следующими SQL-серверами: Firebird, Centura SQLBase Server 6(+), Oracle Server 7.2(+) с SQL*Net 2.2(+), IBM DB2 Database, Interbase Server, Microsoft SQL Server 6.5, MySQL 3.23, PostgreSQL 7.1, Sybase ASE и ASA, Informix и ODBC datasources.
Приложение Клиент-Сервер/2 v.7.x работает по выполненным настройкам Комплекса Smart-MES v.6.x, т.е. функционирование Системы Клиент-Сервер по 3-х звенной структуре (SQL-Сервер Баз Данных, SQL-Сервер Приложений и SQL-Клиент) автоматически настраивается по результатам адаптации Комплекса ПТО.
Особенностью SQL-Сервера Приложений заключается в том, что все общие получасовые, суточные и месячные расчёты ТЭП выполняются на DLL-программах, которые автоматически создаются в Комплексе Smart-MES v.6.x.
![Page 15: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/15.jpg)
17 инноваций Smart-MES• Текстовые Проекты задач; • Авто-оцифровка нормативных графиков; • Самоорганизация всей Системы от нажатия одной кнопки; • Авто-генерация DLL-расчётов; • Авто-формирование Сервера Приложений; • Авто-закачка таблиц и настроек на SQL-Сервер; • Авто-представление произвольной аналитики; • Динамический оптимизатор по минимаксной стратегии; • Авто-построитель ХОП (характеристика относительных приростов);• Интеллектуальный механизм оптимизации и прогнозирования;• Линейная оптимизация симплексным методом;• Испытание оборудования и режимная карта;• Оперативный Мониторинг без графического редактора; • Агент аварийной безопасности электростанции;• Векторный графический редактор древовидной структуры; • Авто-ZIP-Архиватор; • Авто-создание WEB-расчётов в Интернете
![Page 16: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/16.jpg)
Экранная форма задачиСоздаётсяавтоматическипри компиляцииПроектов задач.
Из формызапускаетсяоперативнаяаналитика ипечать отчётов.
Здесь жепроизводитсяотладка расчётовна цифрах.
![Page 17: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/17.jpg)
Оперативная аналитикаФормируетсяавтоматическипри запуске изформы задачи.
Настройкавыполняетсяв обзореПоказателей.
Формапредназначенадля созданияпроизвольныхЖурналов.
![Page 18: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/18.jpg)
Конструктор ПроектовИнструментдля создания икомпиляцииПроектов задач.
Имеет множествотехнологических,математическихфункций иСимплекс-методдля оптимизацииресурсов вреальномвремени.
![Page 19: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/19.jpg)
Нормативные графикиАвтоматическаяоцифровкаграфиков срастровыхизображений иручнаякоррекцияграфиков.
При работе снормативнымиграфикамиполиномыне используются.
![Page 20: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/20.jpg)
Получасовая аналитикаВ реальномвременизапускаетсяимпортполучасовыхданных, расчётпоказателей иполучасоваяаналитика.
Принеобходимостизапускаетсядинамическийоптимизатор.
![Page 21: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/21.jpg)
Экспресс-анализСтроится схемаэлектростанциииз котлов итурбиндревовиднойструктуры безграфическогоредактора.
Каждоеоборудованиеавтоматическиснабжаетсяграфиком.
![Page 22: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/22.jpg)
Формирователь ХОПИнтерактивностроятся любыеХОП(ХарактеристикаОтносительныхПриростов) наполнойдинамическоймоделиэлектростанции.
Используетсядля оптимизацииресурсов.
![Page 23: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/23.jpg)
Приложение Клиент/СерверПриложениеработает слюбыми SQLсеверами(Firebird,Interbase,MS SQL Server,Oracle и другие) по 3-х звеннойструктуре.
Приложениеавтоматическинастраиваетсяпо КомплексуПТО v.6.x.
![Page 24: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/24.jpg)
SQL - КлиентSQL-Клиентобеспечиваетформированиеэкранных форм,ручной ввод,расчёт ТЭП ианалитику.
Здесь такжевыводятсяалгоритмырасчёта в видетекстовыхпроектов задачи нормативныеграфики.
![Page 25: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/25.jpg)
Создатель СистемыСоздательпозволяетввести типыи структуруосновногооборудованияэлектростанциидля генерацииначальноговариантарасчётовфактических инормативныхТЭП.
![Page 26: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/26.jpg)
Интеллектуальный механизм
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 - электроэнергия, тепло, топливо, режимы оборудования) в базе знаний.
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) топливо за любой период.
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.
![Page 27: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/27.jpg)
Симплекс-метод оптимизации
K11*X1 + 0 + 0 < Q10 + K22*X2 + 0 < Q20 + 0 + K33*X3 < Q3K41*X1 + K42*X2 + K43*X3 < Э1K51*X1 + K52*X2 + K53*X3 < Э2K61*X1 + K62*X2 + K63*X3 < T1K71*X1 + K72*X2 + K73*X3 < T2K81*X1 + K82*X2 + K83*X3 > ЭK91*X1 + K92*X2 + K93*X3 > T
X1 + X2 + Х3 MIN
X1,X2,X3 - затраты топлива котлами
Q1,Q2,Q3 - производство пара котлами
Э1,Э2 - выработка электроэнергии турбинами
T1,T2 - отбор теплоэнергии от турбин
Э - отпускаемая электроэнергия
T - отпускаемая теплоэнергия Kij - коэффициенты
![Page 28: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/28.jpg)
Мониторинг ТЭПСхемы сотображениемграфики, текстаи параметровТЭП создаютсяв графическомредакторе.
Схемы могутбытьдревовиднойструктурылюбойвложенности.
![Page 29: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/29.jpg)
Графический редакторВекторныйредакториспользуетпринципыконструированиясхем из линий иподготовленныхпримитивов.
Схемы могутбыть тепловые,электрические идля мониторингаТЭП.
![Page 30: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/30.jpg)
График внедрения
№ Наименование этапаГрафик выполнения работ в
месяцах
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 Поставка MES-Системы «MES-T2 2020», обследование и сбор материалов.
2Адаптация MES-Системы (реализация)
всех суточных (получасовых) и месячных задач, заведение нормативных графиков.
3Внедрение и сдача MES-Системы в
опытную эксплуатацию, осуществление импорта данных, подготовка журналов.
4 Сдача MES-Системы в промышленную эксплуатацию.
![Page 31: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/31.jpg)
Экономический эффект
Проще всего экономический эффект рассматривать с точки зрения экономии топлива, т.к. его составляющая в тарифах на электроэнергию и тепло составляет 50-60%.
Факт полной ликвидации перерасхода топлива, которая составляет 10% от общего расхода топлива, внедрением MES-Системы опровергнуть трудно, так как точный расчёт перерасхода топлива отсутствует на всех электростанциях.
Под точным расчётом подразумевается получасовое вычисление перерасхода топлива с использованием реальных нормативных графиков и интегральное исчисление этих получасовых расчётов ТЭП на месячном периоде.
Месячный расход природного газа средней ТЭЦ составляет 95540 тыс.м3. Ориентировочная стоимость 1 тыс.м3 природного газа составляет 100 долларов или 3 тыс.руб. Таким образом, годовые затраты на топливо составляют 95540*3/1000*12 = 3439 млн.руб. Экономический эффект составляет 3439*10/100 = 344 млн.руб. при единовременных затратах на внедрение всего – 8,5 млн.руб.
![Page 32: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/32.jpg)
Два основных момента
Автоматизация расчётов ТЭП электростанции в современных рыночных условиях должна включать два основных момента:
• Технологическая идеология автоматизированной Системы с позиции энергоэффективности электростанции;
• Технические характеристики автоматизированной Системы для обеспечения данной идеологии.
Технологическая идеология в первую очередь должна обуславливать экономический эффект.
Если имеется, благодаря MES-Системе, оперативная информация каждую минуту, а перерасход топлива (Bфакт-Bнорм), как и Логистический критерий топливоиспользования (Bнорм/Bфакт), зафиксированы в базе данных, из которой на мониторинг БЩУ выводится оперативная аналитика, то эксплуатационному персоналу некуда деваться, как искать лучшее управляющее текущее решение.
Вот здесь-то и создаётся экономический эффект за счёт появления принудительной мотивации у оперативного персонала по постоянному контролю за перерасходом топлива.
![Page 33: MES- Система « MES-T2 2020 » для любых электростанций : ТЭЦ , ГРЭС , АЭС](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062310/56816866550346895ddec839/html5/thumbnails/33.jpg)
Золотая медаль