Эффективные комплексные решения автоматизации объектов
топливно-энергетического комплекса

Современный этап развития информационно-управляющих систем можно охарактеризовать как этап их интеллектуализации. Анализируя задачи автоматизированного управления технологическими процессами (ТП) в различных отраслях промышленности, можно выделить общую потребность, заключающуюся в необходимости построения математических моделей технологических процессов, позволяющих на основании принятой оперативной входной информации получить на выходе данные (управляющие воздействия, прогнозы, расчёты), адекватные текущему состоянию ТП.

Иными словами, задача интеллектуализации автоматизированного управления выражается во внедрении методов применения математических моделей ТП для оптимизации управления ими. Анализ на основе модели позволяет сделать достоверный вывод о текущем состоянии процесса и выбрать оптимальное в данной ситуации управление, минимизировать влияние «человеческого фактора» и с высокой точностью достичь требуемых целевых показателей, опираясь на информационную поддержку в принятии решений.

Анализ задач, стоящих перед службами эксплуатации объектов транспорта газа, привёл нас к идее создания нового продукта – программного комплекса (ПК) «РАДИУС», ориентированного на решение задач СОДУ уровней ДП КС/ЛПУ и ЦДП, включая систему диспетчерского контроля и управления (СДКУ) и систему поддержки принятия диспетчерских решений (СППДР) с интегрированной моделью газотранспортной системы (ГТС).

ПК «РАДИУС» является полностью российским продуктом, удовлетворяющим требованиям политики импортозамещения ПАО «Газпром». Кроссплатформенное исполнение позволяет использовать ПК «РАДИУС» на различных операционных системах (Windows, Linux, Mac OS) и СУБД (Apache Derby, MySQL, MS SQL Server, Oracle, PostgreSQL, Firebird), исключая зависимость от единого производителя. Комплекс предназначен для эксплуатации в производственно-диспетчерских службах на уровнях ДП КС/ЛПУ и на уровне ЦДП.

СОДУ, реализуемая на базе ПК «РАДИУС», позволяет диспетчерскому персоналу иметь все необходимые средства, реализованные на общей базе данных и доступные в единой инструментальной среде, позволяющие в рамках одного комплекса решать все основные задачи диспетчерского управления. В комплект ПК «РАДИУС» входит адаптированная для объектов газоснабжения многоуровневая SCADA‑платформа, журнал диспетчера, модель ГТС, система планирования, прогнозирования, балансирования и оптимизации режимов транспорта газа.

Расчётный модуль транспорта природного газа по многониточным магистралям базируется на физико-математических моделях расчёта стационарных и нестационарных режимов работы газотранспортной сети путём решения систем уравнений газовой динамики. На базе модели выполняются расчёты текущих режимов транспортировки газа в реальном времени и производится численный прогноз процессов по заданному сценарию управления.

Модуль предназначен для выполнения следующих основных видов расчётов:

• Онлайн расчёт в режиме реального времени с использованием фактических данных;
• Прогнозный расчёт по заданному сценарию управляющих воздействий и служит для предсказания изменений параметров технологического процесса и оценки возможного развития событий;
• Плановый расчёт для построения режима транспортировки по заданным условиям и определения оптимальной схемы загрузки газоперекачивающего оборудования.

В результате каждого вида расчёта определяются давление, температура, плотность, расход и другие параметры потока газа в зависимости от времени и положения вдоль магистрали во всех объектах газопровода. По ряду измеренных параметров рассчитываются профили основных технологических параметров и значения, которые невозможно измерить, такие как запас газа в трубе или потери при транспортировке.

Результаты расчётов сохраняются в архивной БД для прогнозируемого параметра с расчётной меткой будущего времени и могут использоваться при построении графиков параметров совместно с историческими данными, полученными с реальных датчиков. С течением времени расчётные данные в архиве замещаются на фактически принятые с объекта. Отображение на технологических схемах АРМ диспетчера ГТС результатов как оперативных, так и прогнозных расчётов обеспечивает необходимую информационную поддержку для принятия решений в реальном времени.

К дополнительным расчётным задачам относятся: расчёт движения диагностических и очистных снарядов по газопроводу, расчёт потерь газа при аварийном разрыве газопровода, расчёт последствий аварийных ситуаций, расчёт показателей энергетической эффективности работы объектов газопровода, расчёт выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и др.