Энергия разума №1, 2012

1|12 Журнал для заказчиков АББ в России

ЭНЕРГИЯ РАЗУМА

Альтернативное топливо «Умная» генерация для «умной» сети Symphony Plus – cистема комплексной автоматизации генерирующего предприятия Вся энергия солнца Мечты о солнечной энергетике воплотились в самой крупной в мире электростанции в Испании Шесть столпов электромеханики Немецкий музей

СОДЕРЖАНИЕ

04

16

АББ и партнёры оценят возможности повторного использования батарей Nissan LEAF Партнёрство для оценки возможностей повторного использования литий-ионных аккумуляторов Nissan LEAF.

Шесть столпов электромеханики Немецкий музей.

06

22

Альтернативное топливо Рациональное использование энергии – важнейшая составная часть энергетической политики многих электростанций.

Вся энергия солнца Мечты о солнечной энергетике воплотились в самой крупной в мире электростанции в Испании.

Газета издается для заказчиков АББ в России • Выпуск подготовлен департаментом корпоративных коммуникаций • Редактор: Бударагина Наталья • Верстка макета: Бодров Михаил • Над номером работали: Гордеева Мария, Демьянова Нина • Контактная информация: ООО «АББ» 117997 Москва, ул. Обручева 30/1,стр.2 • Тел.: +7 495 960 22 28 Факс +7 495 960 22 01 • Свидетельство о регистрации Федеральной службой по надзору в сфере массовых коммуникаций, связи и охраны культурного наследия ПИ №ФС77-30146 от 02 ноября 2007 года. Номер подписан в печать 7 марта 2012 года.

2

Энергия разума 1 | 12

СОДЕРЖАНИЕ

11

Дополнительные преимущества для бизнеса с eSOMS Комплекс eSOMS – программный пакет с модульной архитектурой.

Новости АББ в мире

13

«Умная» генерация для «умной» сети Symphony Plus – cистема комплексной автоматизации генерирующего предприятия.

Исторические события

4

АББ и партнёры оценят возможности повторного использования батарей Nissan LEAF

16

5

АББ открывает новый высокотехнологичный офис в Санкт-Петербурге

Новинки АББ

Шесть столпов электромеханики

20 Новинки оборудования для систем связи

Тема номера 6

Альтернативное топливо.

Технологии АББ 11

Дополнительные преимущества для бизнеса с eSOMS

13

«Умная» генерация для «умной» сети

Интересные проекты 22 Вся энергия солнца

АББ в цифрах 23 Успешный результат

Энергия разума 1 | 12

3

НОВОСТИ АББ в мире

АББ и партнёры оценят возможности повторного использования батарей Nissan LEAF Партнерство 4R Energy, Nissan North America (NNA) и Sumitomo Corporation of America открывает путь для технической и коммерческой оценки перспектив использованных батарей электромобилей АББ, лидер в области силового оборудования и технологий автоматизации, вместе с компаниями 4R Energy, Nissan North America (NNA) и Sumitomo Corporation of America создали партнёрство для оценки возможностей повторного использования литий-ионных аккумуляторов Nissan LEAF, первого в мире и пока единственного полностью электрического автомобиля, созданного для массового рынка. Целью партнёрства станет оценка и тестирование систем хранения и резервирования электроэнергии, которые использует литий-ионные аккумуляторы, извлечённые из электромобиля после использования. Системы хранения электроэнергии могут накапливать энергию в периоды низкой нагрузки сети и возвращать её в сеть при пиковой нагрузке, повышая производительность сети и обеспечивая резервирование питания в случае отключения подачи электроэнергии. Команда планирует разработать систему хранения электроэнергии LEAF с энергоемкостью до 50 кВ/ч. Это достаточно, чтобы в течение двух часов поддерживать энергоснабжение в 15 домах. «Данное сотрудничество поможет нам оценить коммерческую жизнеспособность идеи создания систем хранения электроэнергии и разработать модель эффективного повторного использования аккумуляторов Nissan LEAF», – говорит Бруно Мэллес (Bruno Melles), глава направления Среднее напряжение подразделения Оборудование для энергетики. «Мы с нетерпением ожидаем работы с нашими партнёрами, чтобы сделать шаг вперед в этой области». У батарей электромобилей жизненный цикл дольше чем у аккумуляторов персональных компьютеров или мобильных телефонов. После 10 лет использования они сохраняют до 70% энергоёмкости. Такая долговечность позволяет использовать их в системах управления интел4

Энергия разума 1 | 12

лектуальными сетями или в системах хранения электроэнергии даже после истечения срока службы в электромобилях. «Для Nissan очень важно контролировать полный жизненный цикл батареи электромобиля, даже по истечении его срока службы в Nissan», – говорит Кен Сребник (Ken Srebnik), старший менеджер Отдела корпоративного планирования компании NNA. «Инновации в системах аккумулирования энергии становятся все более необходимыми по мере того, как электрические сети становятся всё более интеллектуальными. Nissan гордится своей работой с АББ, 4R Energy и Sumitomo, которые помогают открывать новые возможности на рынке». Ожидается, что инновационные решения станут ключевым компонентом для интеллектуальных сетей. Это поспособствует повышению их эффективности, надежности и производительности. Они облегчат интеграцию в общую электрическую сеть таких возобновляемых источников энергии, как ветер и солнце. Оценка партнёрством батареи Nissan поможет оценить её пригодность для отрасли энергетики в качестве экономичного решения для хранения электроэнергии. «Компания 4R ENERGY – пионер в развитии бизнеса по повторному использованию батарей электромобилей, и мы рады сотрудничеству с лидером силовых технологий АББ и Nissan, ведущим мировым производителем электромобилей», - говорит Казауки Мори (Kazauki Mori), директор Департамента развития международного сотрудничества корпорации 4R ENERGY. «Мы хотим внести вклад в создание низкоуглеродного общества с возобновляемыми источниками энергии и следующим поколением интеллектуальных сетей и содружества электромобилей в мире».

новости АББ в мире

АББ открывает новый высокотехнологичный офис в Санкт-Петербурге

К

омпания АББ, лидер в производстве силового оборудования высокого, среднего и низкого напряжения, продуктов и технологий для автоматизации, открывает новый высокотехнологичный офис в Северной столице. На этот раз это не обычный региональный офис, АББ продолжает свой путь в новаторстве: в новом Санкт-Петербургском офисе компании представлена система интеллектуального управления зданием ABBibusKNX, которая позволяет обеспечить новый уровень энергоэффективности и самые современные тенденции по организации управления и диспетчеризации. «Так сложилось, что история компании АББ началась именно в СанктПетербурге. В 1893 году здесь был открыт первый в России офис компании ACEA.

В 1988 году шведская ACEA и швейцарская компания BBC объединились и основали международный концерн АББ. С тех пор АББ продолжает успешно развивать свой бизнес в Северо-Западном регионе. И сегодня мы с гордостью можем представить инновационный проект с применением собственного оборудования технологии KNX», – комментирует Дмитрий Китаев, директор филиала компании АББ Северо-Западного федерального округа. Все осветительные приборы управляются как с выключателей системы ABB i-bus KNX, так и с помощью сенсорной

панели или переносных устройств управления. В офисе реализовано сценарное управление освещением. Нажатием одной клавиши при входе в офис можно перевести в рабочий режим освещение, вентиляцию и жалюзи, а уходя выключить освещение, перевести вентиляцию в экономичный режим и закрыть жалюзи. Кроме этого, реализована функция поддержания освещенности на рабочих местах в зависимости от внешнего освещения. При ярком солнце на улице – система освещения снижает энергопотребление и уменьшает яркость светильников, регулируется угол поворота ламелей жалюзи. Для рационального использования электроэнергии и увеличения ресурса осветительных приборов все проходные зоны и помещения, где сотрудники или посетители находятся непродолжительное время, оснащены

стируют в современные производственные мощности. Регион является стратегически важным для нашей компании. Оборудование и решения компании АББ помогут нашим заказчикам максимально эффективно реализовать свои планы, а экономике Северо-Запада – успешно развиваться», – рассказывает Максим Пронякин, исполнительный директор подразделения Низковольтное оборудование компании АББ в России.

датчиками присутствия. Это позволяет включать освещение только в момент присутствия людей. Интеллектуальная система ABB i-bus KNX при дальнейшем развитии офиса позволит легко подключать дополнительные помещения и интегрировать такие системы, как вентиляция и кондиционирование, отопление, СКД. «Северо-Западный федеральный округ активно развивается в нефтегазовой отрасли, вводятся в строй и реконструируются объекты энергетики, компании промышленного сектора активно инвеЭнергия разума 1 | 12

5

Тема номера

Альтернативное топливо

Рациональное использование энергии – важнейшая составная часть энергетической политики многих электростанций Вернер Яник, Йозеф Лауэр

По мере роста населения нашей планеты растёт и спрос на энергию. Долгосрочными последствиями этого спроса будет снижение поставок ископаемого топлива, которое сегодня основной источник энергии в мире. Тем не менее, ископаемое топливо «виновато» в большей части выбросов CO2, которые оказывают сильное влияние на глобальный климат. Поэтому, пока остаётся стабильная уверенность в производстве энергии на основе ископаемого топлива, этот заколдованный круг будет сохраняться. Давно известно, что выход из этого затруднительного положения – это возобновляемые источники энергии. К сожалению, время, отведённое нам на поиски возобновляемых источников энергии или на осуществление прорыва в ядерной энергетике, заканчивается. Параллельно с этой работой должны быть предприняты действия, направленные на защиту планеты и сохранение её богатств и биосферы для будущих поколений. Этого можно достичь с помощью применения уже разработанных методов рационального использования энергии и технологий.

6

Энергия разума 1 | 12

Тема номера

Б

ольшинство производимой сегодня электрической энергии основано на сгорании ископаемого топлива. Угольное топливо обеспечивает свыше 40% электричества во всём мире, что делает его самым масштабным и быстрорастущим источником выбросов CO2. Темп роста производства возобновляемой энергии высокий, и соотношение между использованием энергии и уровнем выбросов можно снизить с помощью возобновляемых источников энергии. К сожалению, доля возобновляемой энергии в общем объёме всё ещё слишком мала, но исследования в этом направлении продолжаются. Человечество не может позволить себе роскошь зря тратить время, и поэтому параллельно должны проводиться и другие усовершенствования, если мы хотим оптимизировать энергопотребление и минимизировать негативные последствия выброса парниковых газов в атмосферу. Проекты, разработанные международным энергетическим агентством (IEA) показывают, что значительный потенциал снижения выбросов CO2 в течение ближайших 20 лет кроется в более рациональном использовании энергии в большей степени, чем в любых других возможностях вместе взятых. Применение энергосберегающих технологий, методик и практик может снизить соотношение между экономическим ростом и энергопотреблением. В области производства энергии, в частности, на тепловых электростанциях, технологии и методики, требуемые для достижения этих целей, уже находятся в арсенале концерна АББ.

Энергетические проблемы сегодняшнего дня Во всех регионах мира спрос на электрическую энергию растёт в два раза быстрее, чем спрос на первичную энергию рис. 1. Эта тенденция особенно примечательна в развивающихся экономиках Ближнего Востока, Индии и Китая, где спрос на электроэнергию, как ожидается, составит от 140 до 261 процента по сравнению с 89 и 116 процентами для первичной энергии. Тем не менее, удовлетворение спроса на деле может нарушить баланс между производством и потреблением электрической энергии. Следовательно, глобальная цель энергоэффективности должна состоять в производстве из имеющегося ископаемого топлива максимально возможного количества электрической энергии при одновременном снижении её потребления. Экономия каждого барреля нефти, необходимого для производства электроэнергии, может быть классифицирована как «дополнительное альтернативное топливо» для использования в других целях. Рационализация использования энергии – другое альтернативное топливо Цепочка производства и потребления электроэнергии обычно содержит потери, основные из числа которых проиллюстрированы на рис. 2. Это доказывает, что на пути от первичных источников энергии, таких как газ или нефть, до промышленного пользователя или жилой квартиры, теряется приблизительно 80% энергии. Большинство этих потерь приходится на процесс выработки энергии электростанциями главным образом изза основных термодинамических свойств

непосредственно самого процесса. Возьмём для примера обычную работающую на угле электростанцию, которая может произвести 500 МВт электрической энергии брутто. Станция была построена приблизительно 25 лет назад с типовой эффективностью 34% с удельным расходом тепла 10,2 БТЕ на кВт-ч1. Даже при том, что станция была изначально спроектирована для работы с базовой нагрузкой, этот принцип с годами изменился, чтобы гарантировать способность станции к удовлетворению более гибких требований со стороны сегодняшних электросетей, то есть,

В цепочке производства и потребления электроэнергии теряется до 80%, в основном во время выработки. годовой коэффициент использования был снижен приблизительно до 70% с учётом большой доли работы в режиме частичной нагрузки от 50 до 90%.

Энергия разума 1 | 12

7

Тема номера

Эта практика стала более или менее общепринятой на многих электростанциях, и у неё изначально имелся потенциал для производства «бальтернативного топлива» т.е. в энергоэффективности. Но прежде, чем любая электростанция начнёт инвестировать капитал в энергосберегающие технологии, придётся рассмотреть три фундаментальных вопроса: – у кого есть «ноу-хау» и технологии внедрения рентабельных процессов с низким энергопотреблением?

– экономия какого типа может быть получена?

– как можно всего этого достичь? На первые два вопроса можно ответить одной фразой: процессы и технологии, разработанные АББ, дают возможность повысить эффективность использования энергии на 8–10%. Если взглянуть на эту ситуацию с другой стороны, объём сэкономленного топлива и средств (в расчёте за год) на взятой за образец уже упоминавшейся выше электростанции на 500 МВт составляют: – первичное энергопотребление: 1,4 млрд. кг (3 млрд. фунтов); – дополнительная подача энергии в сеть: 21,25 МВт-ч; – сэкономленная энергия: 22,5 млн. кВт-ч; – снижение выбросов CO2: 260 000 тонн; – эквивалентное дополнительное альтернативное топливо: 340 миллионов фунтов (что достаточно примерно для заправки 850 автомобилей в течение одного года!). В плане экономической осуществимости методов и технологий рационализации энергопотребления, опыт АББ показал, 8

Энергия разума 1 | 12

что для достижения этих целей вполне хватает среднего периода окупаемости от двух до трёх лет. Методология рационализации энергопотребления, разработанная концерном АББ Методология концерна АББ по рационализации энергопотребления включает три стадии: – стадия 1: идентификация возможности; – стадия 2: генеральный план; – стадия 3: внедрение. Соответствующие инструменты и методы, используемые в этой методологии, были разработаны с помощью опыта, полученного в ходе работы в широком и разнообразном спектре производства энергии и процессов потребления на многих станциях наших заказчиков в течение нескольких лет. Каждый шаг, предусмотренный в методологии рационализации энергопотребления, направлен на предоставление именно такой информации, которая необходима для того, чтобы дать возможность эксплуатантам электростанций возможность уверенно двигаться вперёд и, в конечном счёте, завершить программу внесения усовершенствований, способных обеспечить фактическую и стабильную экономию энергии. Идентификация возможностей Цель первой стадии – оценка эффективности использования энергии, направленная на определение конкретных возможностей осуществления усовершенствований, подтверждая, как, где и для чего используется энергия; определение участков неэффективного ис-

пользования; сравнение текущих характеристик с зарекомендовавшими себя передовыми промышленными практиками. На типичной работающей на угле электростанции, похожей на уже упоминавшуюся станцию 25-летней давности (т.е. выработка 500 МВт электроэнергии брутто, эффективность станции 34 процента, удельный расход тепла 10,2 БТЕ накВтч, годовой коэффициент использования приблизительно 70%), аспекты, которые сформировали бы отправные точки исследования по идентификации возможностей, даны в таблице 1. Оценив каждый из этих аспектов, специалисты АББ смогли бы описать характер и масштаб возможностей экономии энергии, и дать ясные рекомендации о том, какие дальнейшие шаги надо предпринять для реализации дополнительных потенциальных выгод. После завершения процесса оценки эффективности потребления энергии на основе исчерпывающего набора идентифицированных проектных возможностей, наиболее многообещающие из их числа воплощаются в жизнь.

Тема номера

Другой способ определения того, какие отдельные меры должны приниматься – это использование графика окупаемости, на котором представлен качественный краткий обзор дентифицированных возможностей экономии энергии по отношению к ожидаемой экономии энергии и вероятной стоимости инвестиций рис. 3, или, говоря другими словами, на графике окупаемости визуально представлена базовая интерпретация окупаемости реализации идентифицированной возможности. Такая графическая оценка помогает быстро определить, какие меры (как правило, расположенные выше оранжевой линии) обладают потенциалом хорошей окупаемости инвестиций. В примере с электростанцией, работающей на угле, меры, окончательно иден-

тифицированные как стоящие капиталовложений в рационализацию энергопотребления, и которые являются вполне типичными для подобных примеров, приведены в таблице 2. В их число входят не только чисто технические меры, которые повысят эффективность энергопотребления электростанции; совершенствование производственного процесса как на уровне руководства станции, так и на уровне операторов также окажет существенное воздействие. Примеры потенциальных участков рационализации можно найти во многих производственных процессах электростанции: – ручное отключение ненужных в данный момент устройств; – повышенная локализация частоты отклонения параметров изоляции;

– разработка эффективной политики по замене освещения; – введение политики по замене устройств на основе оценки стоимости срока службы (LCA); – разработка политики по профилактическому обслуживанию; – внедрение целевой программы эффективного пользования энергией. Генеральный план На этом этапе возможности, идентифицированные на стадии оценки, перерабатываются в подробный план внедрения. Генеральный план представляет собой набор проектов усовершенствований, каждый из которых имеет осязаемые и поддающиеся расчёту преимущества.

Энергия разума 1 | 12

9

Тема номера

Во всех регионах мира спрос на электрическую энергию растёт в два раза быстрее, чем спрос на первичную энергию. Эта тенденция особенно примечательна в развивающихся экономиках Ближнего Востока, Индии и Китая.

Генеральный план в основном разрабатывается концерном АББ совместно с заказчиком, и в конце этапа разрабатывается чёткая «дорожная карта», включающая подробные проектные спецификации, чтобы позволить осуществить максимально экономичное внедрение мер по экономии энергии. Некоторые из самых быстровыполнимых и простых мер могут быть уже осуществлены заказчиком в течение этой стадии без участия АББ. Тогда как многие возможности могут быть реализованы с помощью ключевых технологий АББ, те из них, которые не основаны на указанных технологиях, могут быть реализованы третьими сторонами. Внедрение Внедрение в большинстве случаев выполняется совместно силами АББ и заказчика, или, в зависимости от проекта, только АББ с соответствующими партнёрами или другими производителями оригинального оборудования.

10

Энергия разума 1 | 12

Оценка успехов Все осуществлённые методы усовершенствования эффективности использования энергии будут совершенно бесполезны, если не будут отмечаться постоянные ощутимые эффекты. Следовательно, представляется существенным внедрение надлежащих инструментов для регистрации и демонстрации достигнутых усовершенствований на всех соответствующих участках станции. Эта информация необходима в отношении всех осуществлённых мер, как для технологий, управления, мониторинга и определения экономических показателей ТЭЦ, так и для рабочих режимов и практик. Успехи, в особенности для работающих на угле электростанций, сильно зависят от эксплуатационного режима станции; у станций, которыми управляют в установившемся режиме, есть лишь небольшой потенциал для оптимизации, в то время как те станции, для которых характерен режим работы с частичной нагрузкой, идеально под-

ходят для проведения работ по идентификации возможностей рационализации использования энергии рис. 5 В примере со станцией на 500 МВт, приведённом в данной статье, можно достичь повышения тепловой мощности на 8%. Можно также добиться снижения выбросов парниковых газов на 8% по отношению к увеличившейся выходной мощности станции. Этот показатель распределяется более или менее равно­ мерно между различными участками станции, в зависимости от влияния каждого из числа таких участков на общую паразитную нагрузку станции рис. 6.

технологии АББ

Более двух десятилетий компания Ventyx, входящая в Группу АББ, является лидером в разработке и внедрении информационных систем управления эксплуатацией для химической, электроэнергетической, военной, нефтехимической и целлюлозно-бумажной отраслей промышленности. Опираясь на свой опыт в области автоматизации управления эксплуатацией, Ventyx разработал систему по управлению эксплуатацией eSOMS

Дополнительные преимущества для бизнеса с eSOMS

Энергия разума 1 | 12

11

технологии абб

Управление эксплуатацией предприятия требует всестронней, интегрированной информационной системы, которая не только оптимизирует производительность, но и обеспечивает быстрое внедрение и адаптацию под специфические регламенты и процессы предприятия. Комплекс eSOMS – программный пакет с модульной архитектурой, пред­ назначенный для автоматиза­ции и интеграции основных процессов управления эксплуатацией предприятия.

Основные пакета:

модули

программного

Оборудование. Модуль обеспечивает проверку и быстрый доступ из любого модуля eSOMS к критически важным для операторов данным по оборудованию. Контроль конфигурации оборудования. Модуль позволяет автоматизировать и отслеживать мероприятия, связанные с установленными процедурами и регистрировать отклонения в работе оборудования. Подготовка к выводу оборудования в ремонт. Модуль помогает в применении, контролировании и выполнении процедуры подготовки рабочих мест к выводу в ремонт. Обходы оператора. Автоматизирует сбор, обработку и хранение данных, полученных в процессе обходов. Контроль ограничений условий эксплуатации. Предоставляет персоналу, ответственному за эксплуатацию, простой удобный инструмент, позволяющий быстро выявить, систематизировать и отследить обязательные нормативные и/или административные мероприятия, влияющие на эксплуатацию. Оперативные журналы. Обеспечивает операторов, диспетчеров и руководителей электронным журналом, предназначенным для регистрации, сбора и анализа событий, происходящих во время рабочей смены. Квалификация персонала и планирование. Улучшает процесс управления квалификацией персонала и формирования графиков расстановки оперативного персонала. Уведомления об изменениях. Помогает гарантировать своевременное 12

Энергия разума 1 | 12

извещение персонала об изменениях в процедурах и инструкциях, и облегчает доступ к информации, связанной с изменениями. Решение eSOMS разработано для обеспечения последовательного, системного и комплексного подхода к тем мероприятиям, которые влияют на режим работы оборудования, состояние системы, и, следовательно, на эксплуатацию предприятия. Основные преимущества внедрения eSoms: Увеличение эффективности, производительности и безопасности. С помощью возможности отслеживать положение арматуры и коммутационных аппаратов, в модулях «Контроль конфигурации» и «Подготовка к выводу оборудования в ремонт» пользователи на электростанциях смогли исключить повторные проверки положения оборудования путем использования результатов недавно выполненных процедур. Количество человеческих ошибок с оборудованием из-за уменьшения числа требуемых манипуляций резко сократилось. Сокращение времени и затрат на эксплуатационные мероприятия. Введение в эксплуатацию комплекса eSOMS на одной из коммерческих электростанций привело к сокращению продолжительности капитального ремонта станции на одну неделю. Оценка стоимости замещающих мощностей показала, что ввод в эксплуатацию электростанции на неделю раньше привел к экономии в размере 3-5 миллионов долларов. Обеспечение непрерывности и управляемости технологических процессов. Международному нефтехимическому производителю удалось создать последовательную систему управления эксплуатацией для всего парка производственного оборудования, используя модули «Оборудование», «Обходы оператора», «Оперативные журналы», «Уведомления об изменениях». Операторы атомных электростанций используют модуль «Квалификация персонала и планирование»

для внедрения последовательной методологии создания и поддержания требований к персоналу и формирования графиков работы смен в соответствии с комплексом нормативных ограничений, тем самым предотвращая дорогостоящие штрафы. Все организации получают преимущество от общекорпоративного стандарта в области управления эксплуатацией, особенно те организации, которые распределяют ресурсы между несколькими производствами. Легкий доступ к информации и ведение записей. Система обеспечивает мгновенный доступ к критически важной информации о конфигурации оборудования и выполнении эксплуатационных мероприятий в каждом модуле eSOMS. Модуль «Оперативные журналы» стал инструментом на рабочем столе многих руководителей как средство для контроля текущего состояния предприятия и выдачи указаний. Отчеты eSOMS совместимы с отчетами Crystal Reports, что позволяет настраивать стандартные отчеты или создавать собственные. Решение eSOMS совместимо с продуктами других поставщиков, ведь успешное управление эксплуатацией оборудования включает в себя координацию усилий многих групп и подразделений на всем предприятии. В этих условиях, решающее значение будет иметь обеспечение обмена информацией между информационными системами, используемыми этими подразделениями. «Как система управления эксплуатацией, комплекс eSOMS – наиболее широко используемое решение на атомных электростанциях США. Комплекс eSOMS имеет успех на каждом рынке, на который мы его вывели, поскольку любое предприятие может получить значительные дополнительные преимущества для своего бизнеса, используя решение eSOMS, причем независимо от размера, формы собственности или глубины автоматизации процессов», - подчеркивает Галина Елкина, региональный директор по маркетингу компании Ventyx в России и странах СНГ.

технологии АББ

«Умная» генерация для «умной» сети Symphony Plus – новый уровень комплексной автоматизации генерации

Алексей Рабчевский, Владимир Середнев

Э

волюция энергосистем в сторону создания интеллектуальных сетей и переход от централизованной к распределенной генерации при постоянном увеличении использования возобновляемых источников электроэнергии, таких как ветровые и солнечные электростанции, со временем вынудит традиционные тепловые станции адаптироваться к работе в новых условиях, в частности: - оперативно изменять выдачу мощности для поддержания баланса системы; - работать в условиях меняющейся рыночной цены; - соответствовать постоянно ужесточающимся экологическим требованиям; - постоянно снижать производственные издержки.

ния в полезную информацию, хранения, и обмена с другими информационными системами; - интеграция всех подсистем, исполнительных устройств и измерительного оборудования на основе стандартных протоколов связи; - надежные средства информационной безопасности, возможность быстрого восстановления системы; - выполнение функций управления активами: мониторинг состояния оборудования в реальном времени, управление техническим обслуживанием и ремонтами; - средства оптимизации технологического процесса в реальном времени; - средства экологического мониторинга; - возможность масштабирования, модернизации и добавления новых функций.

Система Symphony Plus является высшим звеном в эволюции систем управления семейства Symphony, являющегося одним из наиболее распространенных в мире комплексов промышленной автоматизации, и внедренным АББ на более чем 6 000 промышленных предприятий, в том числе на 4 000 электростанциях. Применяемый к семейству Symphony принцип АББ «эволюция без устаревания» означает бессрочное обязательство АББ постоянно совершенствовать программные и технические средства комплекса, обеспечивая полную совместимость новых версий с существующими. Это обеспечивает заказчикам возможность постоянной модернизации и расширения функциональности установленных систем автоматизации без необходимости их полной замены.

Для соответствия условиям меняющегося рынка собственникам генерации как никогда раньше необходима правильная постановка задач в области автоматизации предприятия и выбор платформы и средств автоматизации. Современная платформа автоматизации электростанции, помимо традиционных функций, должна предоставлять заказчику следующие возможности и средства для эффективного управления производственными процессами и активами объекта генерации: - усовершенствованные методы контроля и управления для эффективной управляемости и повышения производительности; - развитые возможности сбора и передачи данных, их обработки и преобразова-

Разработанная компанией AББ система комплексной автоматизации электростанций Symphony Plus сочетает в себе новые устройства и технологии, обширные знания и многолетний опыт совершенствования систем управления и продукцию мирового класса в области энергетики и автоматизации.

Универсальность, масштабируемость и интеграционные возможности Symphony Plus позволяют применить систему в качестве единой платформы автоматизации для распределенной генерации в составе интеллектуальной сети. Крупные, средние и мелкие генерирующие мощности, работающие на ископаемом топливе и за счет возобновляемых источников энергии, в составе единой энергетической системы, могут управляться едиными программно-техническими средствами. Это открывает дополнительные возможности снижения стоимости владения активами за счет унификации инжиниринга, единого сервиса, общего комплекта ЗИП, сокращения числа

Symphony Plus представляет собой новейшее поколение широко известного семейства систем распределенного управления (DCS) от АББ - производителя систем распределенного управления №1 в мире.1 1) Источник: J.P.Morgan. Global Industrial Automation Market Review, 25 June 2010. Table 15: Market position, globally

Энергия разума 1 | 12

13

технологии абб специально обученного персонала, а также комплексного плана модернизации. Повышенная производительность Программная оболочка Symphony Plus Operations предоставляет операторам детализованные и хорошо организованные дисплеи для просмотра технологического процесса. Навигация с прямым доступом обеспечивает панели управления, предоставляющие комплексную информацию об электростанции, расширенные возможности отслеживания трендов согласно стандарта VDI/VDE 3699 Part 4, управление системой сигнализации и событий на базе стандарта EEMUA 191, а также разнообразные отчеты о функционировании системы. Ультрасовременная графика, например, детализированные лицевые панели, предоставляет хорошо организованную и подробную информацию о любой точке (переменной) системы управления электростанции. Основные службы, списки посещений, кратчайшие пути и горячие клавиши делают навигацию по объекту энергетики или водного хозяйства быстрой и простой. Рабочие места плани-

сов электростанции посредством интеграции данных со всех участков и систем электростанции, включая управление турбиной, электрический баланс электростанции (АСУ электрической части) и удаленные SCADA-системы. Благодаря своей открытой архитектуре, Symphony Plus безупречно консолидирует и рацио-

нализирует данные для улучшения ответных действий оператора на изменения в условиях работы, что повышает безопасность электростанции и продлевает срок ее службы. Посредством интеграции традиционно изолированных устройств и систем электростанции Symphony Plus позволяет автоматизировать все участки электростанции. Все это упрощает мониторинг электростанции. Доступ к данным разнородных систем и устройств электростанции облегчен. Резидентная информация (информация из локальных подсистем) используется стратегиями управления и приложениями Operations для разработки решений по более надежному управлению технологическим процессом.

руются и оптимизируются в соответствии с требованиями пользователя. Функции управления Windows, такие как безопасные зоны, пиннинг (закрепление рабочих окон) и стекинг (занесение в стек), определяют приоритетность в представлении важного материала. Прямая и комплексная перекрестная навигация между операционными дисплеями и инженерной документацией предоставляет пользователям возможность легко находить и устранять неисправности в любом контуре управления и на любом участке электростанции. Интеграция систем Symphony Plus предоставляет широкие возможности для мониторинга процес14

Энергия разума 1 | 12

Интеграция устройств Надежная и открытая архитектура Symphony Plus поддерживает комплексную и поэтапную интеграцию большого разнообразия устройств и систем, обеспечивая тем самым «единое окно» во всю электростанцию. Комплексная конструкция шины AC 870P облегчает интеграцию полевых устройств HART и PROFIBUS, а также электрической части по PROFIBUS и IEC 61850. Благодаря полной интеграции систем, интеллектуальных устройств и технологии сопряжения с шиной процесса Symphony Plus сокращает затраты на установку и расширяет возможности технического обслуживания. Управление информацией Symphony Plus Operations была создана на основе многолетнего и широкого опыта AББ в энергетике и в водном хозяйстве. Программа предназначена для упрощения процедур управления электростанцией посредством представления всей важной информации из всех источников предприятия на информационных платформах на уровне отдельных участков и всей электростанции в целом.

Symphony Plus Operations предоставляет возможность собирать и хранить коммерческие данные и данные о технологическом процессе, получаемые от всех источников на электростанции. Затем эти данные анализируются, преобразуются в значимую информацию и представляются пользователям в целях повышения эффективности и прибыльности электростанции.

Symphony Plus Operations преобразует данные в значимую информацию и выводит ее на интуитивные настольные дисплеи с конфигурацией, задаваемой пользователем, позволяя принимать оперативные решения в сфере бизнеса (эффективной эксплуатацией)

Optimax позволяет электростанциям эксплуатироваться с максимальной эффективностью с сохранением равновесия между доходами, затратами на поддержание жизненного цикла и выбросами парниковых газов. Конструкция с открытой архитектурой снижает расходы на поддержание жизненного цикла посредством упрощения задачи по интеграции систем и устройств электростанции. Кроме того, продлевается срок эксплуатации оборудования, поскольку открытая архитектура позволяет легко интегрировать новые готовые приложения и оборудование.

технологии АББ Управление сигнализацией Усовершенствованная система аварийной сигнализации Symphony Plus Operations предоставляет все необходимые средства для эффективного и жесткого анализа аварийными сигналами. Средство анализа аварийных сигналов на базе стандарта EEMUA 191 помогает пользователям распределять возникающие аварийные сигналы по категориям, а интегрированная система управления аварийной сигнализацией способствует сохранению внимания и бдительности операторов и позволяет им принимать решения уверенно. Функции Symphony Plus Operations по управлению сигнализацией позволяют осуществлять статистический анализ аварийных сигналов и генерировать усовершенствованные отчеты о неисправностях в системе. Системное управление аварийными сигналами включает приоритеты и группы, в которых группы организуются и просматриваются в иерархических структурах. Программа мониторинга состояния систем Symphony Plus Эта программа осуществляет непрерывный мониторинг и защищает вращающиеся машины путем измерения относительной, сейсмической и абсолютной вибраций, наряду со специализированными измерениями процесса эксплуатации турбины, такими как эксцентриситет, выбег, расширение корпуса и относительное расширение. Комплекс мониторинга состояния систем Symphony Plus состоит из модулей мониторинга состояния системы MCM800 и CMM11, а также программного обеспечения графического анализа Analyst™. Оптимизация электростанции Пакет решений OPTIMAX компании AББ состоит из средств поддержки реализации решений для непрерывной оценки условий эксплуатации электростанции и проведения анализа первопричин неисправностей в случае их возникновения. Решения по усовершенствованному управлению технологическим процессом OPTIMAX позволяют снизить объемы выбросов парниковых газов благодаря оптимизации процессов сжигания топлива, сокращения времени запуска котла и улучшения координированного управления котлом и турбиной, а также частотных характеристик оборудования.

Optimax позволяет электростанциям эксплуатироваться с максимальной эффективностью с сохранением равновесия между доходами, затратами на поддержание жизненного цикла и выбросами парниковых газов. Комплексное управление жизненным циклом Symphony Plus Operations позволяет легко и органично обновлять программное обеспечение до последних версий. Установку

обновлений рабочей станции Symphony Plus можно производить в режиме online и параллельно эксплуатации имеющихся пользовательских интерфейсов. Более того, имеющиеся базы данных и графика консоли могут использоваться повторно в Symphony Plus. Это позволяет непрерывно использовать имеющуюся базу данных без необходимости в переподготовке персонала, а также предотвратить спад или прекращение производства во время процесса обновления. Гибкая, масштабируемая и отказо­ устойчивая программная структура Уникальная архитектура системы Symphony Plus позволяет производить гибкие и масштабируемые конфигурации малых, средних и крупных приложений.

Symphony Plus предоставляет решения как на базе серверов, так и несерверные. Эта гибкость облегчает адаптируемость к меняющимся требованиям. Все имеющиеся данные остаются неизменными, переключение на расширенную систему осуществляется легко и органично. Затраты на переход к «новой» системе являются минимальными: панели оператора и сложившиеся рабочие процессы остаются теми же самыми. Уникальная архитектура системы SYMPHONY PLUS Operations с лег­ костью адаптируется к любым приложениям в энергетике • Несерверная архитектура • Архитектура на базе сервера • Легкое перемещение по системе • Превосходная интеграция в разнородные системы • Простота конфигурации и масштабируемость • База данных в режиме реального времени • Multi-master архитектура (сложная архитектура) • Иерархическая архитектура • Изолированная или комбинированная архитектура • Возможность осуществления резервирования на любом требуемом уровне Symphony Plus спроектирована таким образом, чтобы повысить эффективность во всех областях, будь то пользовательский интерфейс, интегрированные операции, комплексное управление жизненным циклом, управление информацией, управление системой сигнализации, безопасность, оптимизация процесса, Система имеет гибкую, масштабируемую и отказоустойчивую программную структуру, широкий выбор аппаратных средств для решения задач автоматизации любой сложности. Это по-настоящему интеллектуальная система управления для электростанций, мощный инструмент для эффективного, безопасного и комплексного управления современным энергопредприятием. Энергия разума 1 | 12

15

исторические события

Шесть столпов электромеханики Дмитрий Бородин Виктор Бородин

«Необъятную сферу наук я себе представляю как широкое поле, одни части которого темны, а другие освещены. Наши труды имеют своей целью или расширить границы освещенных мест, или приумножить на поле источники света. Одно свойственно творческому гению, другое — проницательному уму, вносящему улучшения». Дидро Дени (1713 -1784)

Немецкий музей

Е

сли вы соберетесь в Мюнхен, то, обязательно побывайте в «Немецком музее». Это самый крупный музей естествознания и техники в мире, храм для инженера, конструктора, изобретателя, просто любителя техники. Музей находится в самом центре города и занимает целый остров на реке Изар. Ежегодно его посещают более полутора миллионов человек. «Немецкий музей» может по праву называться не только популярнейшим музеем Германии, но и самым известным

16

Энергия разума 1 | 12

музеем подобного типа в мире. Основал Немецкий музей Оскар фон Миллер пионер электротехники, чье имя неоднократно уже упоминалось в предыдущих статьях. По его инициативе в 1903 году было принято решение создать «музей шедевров естествознания и техники». Строительство и собирание музея продолжалось десятилетия. Окончательную прописку он получил в 1925 году на песчаном острове. В музее представлены более 50 отраслей науки. На площади около 45 000 квадратных метров рас-

положились 28 000 тысяч экспонатов, многих из которых зачастую больше нет ни в одном музее мира. Но главными достоинством этого музея является не уникальность и обширность коллекций, а доступность экспозиции. Интересен лозунг Оскара фон Миллера: «В этом здании каждый может делать, все, что он хочет». Можно приносить с собой еду, можно фотографировать что угодно и сколько угодно, а самое главное, можно трогать ценнейшие экспонаты, подробно изучая все детали. Здесь нет табличек: «Руками не трогать», «За ограждение не заходить». Здесь не боятся любознательных вездесущих детей. Оскар фон Миллер пожелал, чтобы в его музее: «Колеса крутились, машины работали, а посетители могли бы все это трогать, щупать, крутить, нажимать и включать». Рядом со многими стендами находятся кнопки «Пуск» и немые памятники торжества техники немедленно оживают и демонстрируют свою пригодность.

На площади около 45 000 квадратных метров расположились 28 000 тысяч экспонатов, многих из которых зачастую больше нет ни в одном музее мира.

исторические события В самом центре музея находится экспозиция посвященная энергетике – именно этой науке отдал большую часть жизни Миллер. Среди многих помещений выделяется зал электрических машин. Там собраны самые знаменитые, хрестоматийные электрические машины - шедевры этой науки. Все они прекрасно знакомы по учебникам электромеханики, где подробно описаны десятками авторов. Именно здесь находится двигатель постоянного тока, сконструированный еще в 1834 году Борисом Семеновичем Якоби. Причем каждый желающий может легко убедиться в работоспособности этого двигателя, нажав на кнопку. Тут же можно увидеть похожую на скелет доисторического животного знаменитую машину фирмы «Альянс». Такое сходство машине придают ряды постоянных подковообразных неподвижных магнитов, использующихся для возбуждения. Эта машина производилась в конце 50 и начале 60 годов XIX века и была одной из первых серийно-выпускающихся электромашин. Общий ее вес составляет около 4 тонн (только магниты весят тонну). И это при мощности всего 5 кВт.

выпускавшихся еще в конце 60 годов XIX века. А рядом с ними величаво стоит динамомашина Эдисона завоевавшая рынки двух континентов, и которую сам автор называл «Мэри Энн с длинной талией», поскольку конструкцию этой машины отличали длинные колоннообразные полюсные катушки. Есть в этом зале и электродвигатели, которые нельзя потрогать, поскольку они невелики по размеру и довольно хрупкой конструкции. Двигатели находятся под стеклом. Это первые образцы асинхронных двигателей Галилео Феррариса и Михаила Осиповича Доливо-Добровольского. Именно

Схема выставочного зала

До этого момента преобразовывать механическую энергию в электрическую с помощью генератора можно было только при условии использования в нем постоянных магнитов. Динамоэлектрический принцип давал возможность генерировать электрические токи намного более простым и эффективным способом всего лишь с помощью мягкого железа и обмотки.

Зал электрических машин К сведению читателей: современную машину такой мощности можно удержать в руках. В двух шагах от этого раритета стоят несколько генераторов фирмы Сименс и Гальске, с Т-образным якорем,

с них началась эпоха трехфазных токов, продолжающаяся и сейчас. Вдоль двух противоположных стен зала в нишах установлены бюсты самых выдающихся электромехаников. Таких лю-

дей всего шесть. Их имена и взаимное расположение друг относительно друга – своеобразный код фон Миллера. Изобретатели, добившиеся успеха в постоянном токе, находятся вдоль одной стены: Гильберт Зекоб Грамм, Томас Альва Эдисон и Эрнст Вернер фон Сименс. На противоположной стене находятся также три бюста: Галилео Феррариса, Михаила Осиповича ДоливоДобровольского и Чарльза Юджина Ланселота Брауна. Это электромеханики, чьи изобретения и научные труды легли в основу машин переменного тока. Также обращает на себя две интересные детали: - бюст М.О. Доливо-Добровольского находится напротив бюста Т.А. Эдисона. Такое расположение подчеркивает борьбу переменного и постоянного тока (Т. Эдисон был инициатором широкой кампании против использования переменного тока). Недаром, именно ДоливоДобровольского называли «Эдисоном Старого Света»; - бюсты Ч.Ю.Л. Брауна и В. Сименса находятся также строго напротив друг друга. Компании основанные этими людьми уже более 100 лет являются лидерами и законодателями в электромеханике (фирмы, в которых работали Грамм, Эдисон, Доливо-Добровольский, наоборот, либо прекратили свое существование, либо давно не производят электрических машин). На первый взгляд вызывает недоумение именно такой выбор Оскара фон Миллера. Многие другие выдающиеся электротехники, внесшие существенный вклад в развитие электрических машин не вошли в этот список: Ф.Д. Араго, Э. Арнольд, Д.У. Бейли, О. Блати, Ч. Бредли, Г. Гергес, Дж. и Э. Гопкинсон, Й. Венстрём, Д. Вестингауз, М. Депре, М. Дери, Г. Капп, А. Панчинотти, Д. Свиндеберн, Н. Тесла, Ф. А. Хезельвандер, К. Циперновский, Ч.П. Штейнмец, П.Н. Яблочков, Б.С. Якоби и др. Почему Миллер выделил среди всех именно шесть имен? Ответ приходит после анализа того, что они сделали. Расположим фамилии в хронологическом порядке и коротко опишем основные достижения в электромеханике этих людей. Эрнст Вернер фон Сименс (1816 1892) - немецкий ученый, промышленник, пионер электротехники, предложил в 1866 году принцип самовозбуждения машины постоянного тока. Этот принцип Сименс назвал «динамоэлектрическим», и самовозбуждающийся генератор с тех пор называется «динамомашиной». Изобретение Сименса явилось «отправным пунктом для сильноточной электротехники». До этого момента преобразовывать механическую энергию в электрическую с помощью генератора можно было только при условии использования в нем постоянных магнитов. ДинамоэЭнергия разума 1 | 12

17

исторические события лектрический принцип давал возможность генерировать электрические токи намного более простым и эффективным способом всего лишь с помощью мягкого железа и обмотки. Но, к сожалению, в генераторах Сименса в то время применялся несовершенный «двойной Т-образный якорь», который вырабатывал сильно пульсирующий ток, ограничивал мощность машины из-за быстрого нагрева и приводил к сильному искрению на коллекторе. Первые генераторы Сименса были применимы только к генераторам небольшой мощности и были абсолютно непригодны для создания сильных токов. Зеноб Теофил Грамм (1826 - 1901) – бельгийский электротехник, работая модельщиком парижской фирмы «Альянс», создал в 1870 году самовозбуждающийся генератор с кольцевым якорем и обмоткой, названной в честь него – «граммовской». Якорь состоял из пучка стальных проволок, что значительно снижало потери на вихревые токи. Изобретение им кольцевой обмотки имело определяющее значение для развития электрических машин. Благодаря своим очевидным преимуществам по отношению к предыдущим конструкциям: отсутствие дополнительного источника напряжения для возбуждения; высокий КПД; значительное снижение веса машины; вырабатываемое постоянное напряжение получалось без пульсаций (что было особенно важно для питания осветительных приборов). Генератор Грамма за короткий срок вытеснил другие машины постоянного тока и широко использовался во всем мире. Это повлияло на ускорение применения электроэнергии в промышленности. Машина Грамма стала эксплуатироваться в двух режимах: генератора и двигателя. Это был исторический момент. Раздельная эволюция генераторов и двигателей прекратилась. Томас Альва Эдисон (1847 – 1931) – великий американский изобретатель, «король изобретателей», как его называли современники, в 1882 году создал первую в мире центральную электростанцию постоянного тока общественного пользования, изобрел несколько типов генераторов с шихтованным якорем. Набор магнитопровода из стальных, изолированных друг от друга пластин позволил кардинально уменьшить потери от вихревых токов и реакции якоря. Машина стала компактнее, надежнее и энергоэффективнее. Галилео Феррарис (1847 – 1897) - итальянский ученый, открыл в 1885 г. явление вращающегося магнитного поля (независимо от Н. Теслы) и сконструировал мотор с вращающимся магнитным полем. Построил трансформатор 18

Энергия разума 1 | 12

переменного тока. Оставив в стороне бесконечные споры о приоритете изобретения асинхронного двигателя, подчеркнем тот факт, что именно труды Феррариса легли в основу учения М.О. Доливо-Добровольского. Таким образом Галилео Феррарис стал предтечей трехфазного тока и трехфазного асинхронного двигателя.

Михаил Осипович Доливо-Добро­ вольский (1862 - 1911) - великий российский электротехник, основоположник трехфазных систем. Создатель наиболее простого и надежного асинхронного двигателя, конструкция которого не изменилась до наших дней. М.О. ДоливоДобровольским были созданы все

электромеханики конструктором, проектировавшим трехфазные асинхронные двигатели (после М.О. ДоливоДобровольского). Он первый применил для обмотки якоря и индуктора закрытые пазы, позволяющие сгладить зубцовые пульсации. Чарльз Браун в 1891 году спроектировал в сотрудничестве с М.О. Доливо-Добровольским первый трехфазный синхронный генератор мощностью 230 кВА. Генератор имел обмотку возбуждения на роторе, барабанную обмотку якоря, уложенную в зубчатые шихтованные пазы магнитопровода статора. Разработанная Брауном конструкция трехфазного синхронного генератора сохранилась до наших дней. Чарльз Браун совместно с Доливо-Добровольским и Миллером осуществил грандиозную Лауфен-Франкфуртскую электропередачу, ставшую датой рождения трехфазного тока. Чарльз Браун разработал для высокоскоростных синхронных генераторов цилиндрический ротор, в котором катушки обмотки возбуждения закладывались в пазы, распределенные по окружности ротора. В 1898 году он создает цилиндрический шихтованный ротор, а в 1901 году – первый цилиндрический массивный ротор. Эти изобретения решили проблему применения генераторов для мощных паровых турбин. Начался новый этап внедрения электричества во все отрасли промышленности. Конструкция Брауна и в настоящее время является основной не только для турбогенераторов, но и для синхронных двигателей с высокой частотой вращения.

В капитальном труде «История электротехники» Академии Электротехнических Наук Российской Федерации про Чарльза Брауна нет не строчки. За многие годы об этом электротехнике в нашей стране не написано ни одной серьезной работы. элементы трехфазной системы: трехфазный синхронный генератор, трехфазный трансформатор, трех и четырехпроводная линия электропередачи, асинхронный двигатель с короткозамкнутым и фазными роторами. Чарльз Юджин Ланселот Браун (18631924) - швейцарский электротехник. В 1885 году Ч. Брауну удалось передать на расстояние 7,5 км 50 лошадиных сил с общим КПД 75% и добиться «безупречности и надежности работы оборудования». Это был прорыв в электротехнике, соединивший воедино электромашиностроение и электропередачу, которая вышла на новую ступень развития. Чарльз Браун был вторым в истории

Наконец, становится ясна логика Миллера: вышеперечисленные люди являются авторами выдающихся изобретений и открытий, ставших вехами в электромашиностроении, задавшими вектор развития электромеханики. Это те инженерыэлектромеханики, чьи изобретения решающим образом изменили эту науку. Все что они создали, не осталось только на бумаге, а немедленно было подхвачено производителями электрооборудования, стало практически мгновенно востребованным потребителями, растиражировалось по всему миру в тысячах и тысячах экземпляров электрических машин, тем самым оказав существенное влияние на прогресс в области электротехники.

исторические события

Трехфазный синхронный генератор конструкции Чарльза Брауна

Гений Чарльза Брауна признавала вся мировая электротехническая общественность. Классики теории электротехники – Гисберт Капп, Сильванус Томсон, Энгельберт Арнольд, Бернард Бехренд в своих многочисленных трудах подробнейшим образом писали об изобретениях и проектах Брауна, посвящая деятельности этого инженера целые главы. Можно с уверенностью сказать, что ни один электротехник не удостаивался такого количества посвященных его работе страниц в учебниках того времени, как Браун. Как известно, российская электротехника основывалась на трудах этих ученых. Таким образом, многие изобретения Чарльза Брауна «перекочевали» из книг названных авторов в классические советские учебники по электротехнике и электромеханике. К сожалению, при этом имя Чарльза Брауна и его компании «Brown, Boveri & Cie» со временем называлось все реже и реже. Сведения о Ч. Брауне в поздней советской и современной отечественной технической литературе крайне скупы. В капитальном труде «История электротехники» Академии электротехнических наук Российской Федерации про Чарль-

за Брауна нет не строчки. За многие годы об этом электротехнике в нашей стране не написано серьезных работ. Имеются только небольшие фрагменты, касающиеся его деятельности в ряде монографий. В них имя Чарльза Брауна звучит как имя пионера электрических машин. Это, прежде всего, труды К.И Шенфера, М.П. Костенко, Л.М. Пиотровского, О.Н. Веселовского и А.В. Иванова-Смоленского. Эта картина была совсем иная сто лет назад. В главном электротехническом журнале России «Электричество» в дореволюционный период неоднократно печатались материалы о работах Брауна и деятельности фирмы «Brown, Boveri & Cie». Особенно таких публикаций становилось много в моменты появления выдающихся его изобретений и проектов: однофазных и трехфазных двигателей и генераторов, электропередач постоянного и переменного тока на дальние расстояния. Можно назвать многие десятки таких статей. В качестве примера можно привести факт первого промышленного применения в России трехфазных токов в 1893 году для Новороссийского элеватора. Этому событию была посвящена статья профессора М.А. Шателена

в журнале «Электричество» (№19-20, 1894 год). Четыре трехфазных генератора, каждый мощностью по 300 кВт вырабатывали электроэнергию для питания 83 асинхронных двигателей мощностью по 7,5 до 15 кВт. Документация для этого проекта были предоставлена фирмой «Brown, Boveri & Cie», и по этим чертежам уже в России изготавливалось оборудование. В последние годы, в связи с развитием информационных ресурсов, появилось много новых сведений о тех событиях, ранее недоступных широкому кругу специалистов. Представляет интерес проследить процесс становления Чарльза Брауна, не только как электротехника, но и как руководителя электромашиностроительной компании, познакомить читателей с людьми, сыгравшими не менее значительные роли в развитии «Brown, Boveri & Cie»: Вальтером Бовери и Сидней Вильямом Брауном. Этому и будет посвящена серия статей, которые будут публиковаться на страницах «Энергии разума».

Энергия разума 1 | 12

19

новинки абб

В 2012 году департамент «Системы связи в энергетике» представит несколько новых продуктов как для высокочастотной, так и для цифровой связи. Константин Гусев, Ячевский Вадим, Александр Рыжов

Новинки оборудования для систем связи

ETL600 R4 В текущем году завершается подготовка к серийному выпуску новой версии аппаратуры высокочастотной связи ETL600.R4. При сохранении всех функциональных возможостей оборудования предыдущей версии возможности нового устройства существенно расширены: - выходная мощность теперь составляет 50 или 100 вт; - обе модификации могут быть настроены на любые частоты в диапазоне 20 – 1000 кГц; - число портов «LAN» увеличено до четырех. Такое изменение основных характеристик повлекло изменение конструкции блоков выходного усилителя, фильтров приемника и передатчика, блоков питания, центрального процессора и шасси.

20

Энергия разума 1 | 12

Цифровой мультиплексор FOX615 – преемственность и совершенствование Сегодня в публичных сетях провайдеров телекоммуникационных услуг большую часть трафика занимает передача данных (Internet, почта и т.д.). Новые коммуникационные сети провайдеров телекоммуникационных услуг используют, в основном, технологию коммутации пакетов, например, IP/MPLS или T-MPLS. Эта технология реализована для приложений малой и средней производительности. Это стимулирует применение пакетных технологий передачи также и специализированных сервисных сетях. Сервисные приложения мигрируют в сторону Ethernet/IP. Соответственно, требуется расширенная Ethernet/IP функциональность коммуникационной платформы, а также большая полоса пропускания для новых приложений, таких как VoIP, видеонаблюдения поверх IP, и т.д. Критически важные приложения, такие как сигналы релейной защиты и противоаварийной автоматики, по-прежнему требуют качества на уровне TDM (SDH) в отношении задержек. Магистральные интерфейсы SDH будут по-прежнему необходимы, но вполне вероятно, что в следующие 5 – 10 лет произойдет переход к магистральным сетям с коммутацией пакетов. Многие технологии/решения находятся сейчас на этапе стандартизации или недавно стандартизованы. В этом процессе участвуют разные организации. Прилагаются большие усилия для совмещения сетей пакетной передачи с

сервисами TDM (MPLS-TP, синхронный Ethernet, IEEE 1588 v2). Для удовлетворения все возрастающих требований компания ABB представляет новое поколение оборудования – цифровой мультиплексор FOX615. Это оборудование будет результатом эволюционного развития FOX515, гарантирующим полную совместимость, что означает обеспечение того же уровня TDM-функциональности, что и FOX515, в отношении интерфейсов доступа. Преимущества FOX615: - расширенная SDH-функциональность по сравнению с FOX515, позволяющая реализовать более широкую полосу пропускания; - существенно более широкие возможности пакетной передачи для удовлетворения будущих потребностей; - поддержка гладкого перехода от коммутации каналов к коммутации пакетов.

FOX615 будет гибридным коммуникационным оборудованием, предлагающим традиционные интерфейсы TDM, вплоть до STM-16, интерфейсы GbE, 10 GbE и коммутацию на уровне L2. Выход FOX615 намечен на конец второго кваратала 2012 года.

новинки абб

SecureMesh™ – защищённая беспроводная сеть распределённой автоматизации (телеметрия, передача команд РЗ и ПА, системы видеонаблюдения, цифровая голосовая связь). Сеть SecureMeshTM предназначена для передачи по радиоканалу данных, критичных к задержкам и полосе пропускания (данные телеметрии, передаваемые различными устройствами по протоколам Modbus, DNP3, IEC61850, SCADA по IP, видео, голосовой трафик инкапсулируются в кадры Ethernet). Узлы сети работают в диапазоне 4.9 – 6 ГГц, есть версии с встроенной точкой доступа 802.11b/g для организации Wi-Fi хотспотов, максимальная дальность между узлами до 15 км, максимальная скорость линка до 54 Мбит/c (общая пропускная способность сети может быть увеличена путём увеличения количества центральных шлюзов). Мощность излучения до 30 дБм (1 Вт), регулируется с помощью программного обеспечения. Синхронизация узлов сети осуществляется с помощью встроенных приёмников сигнала GPS. Благодаря mesh-архитектуре, в которой каждое устройство является источником и ретранслятором данных, достигается высокая отказоустойчивость сети и резервирование каналов передачи данных. Каждый узел имеет интерфейс

10/100Base-T, поддерживает VLAN. Защита трафика обеспечивается с помощью стандарта AES-128. Устройства имеют малый вес, компактные размеры, встроенные антенны. С помощью SecureMeshTM можно обеспечить дистанционное управление устройствами контроля и защиты воздушных линий и кабельных фидеров, выключателей и устройств повторного включения, контроль напряжения конденсаторных блоков, видеонаблюдение за объектами. Краткий список совместимого оборудования: RTU560, DPU2000R, TPU2000R, PR 512, REF 610, REF 615, REF 620, REM 610, REM 615, REM 630, RET 615, RET 630, RET 670, RER 603/601, а также оборудование других производителей. Преимущества SecureMesh™: - развёртывание сети оправдано там, где прокладка кабелей затруднена или сопряжена с высокой стоимостью; - управление узлами сети (изменение конфигураций, обновление микропрограммы) можно осуществлять по радиоканалу (физический доступ не требуется).

Ethernet коммутаторы, маршрутизаторы, брандмауеры AFS/AFR/AFF для приложений энергетики Семейство промышленных Ethernetкоммутаторов серии AFS, маршрутизаторов серии AFR, брандмауеров серии AFF для защищенной передачи критически важных данных с минимальными задержками.

Устройства разработаны с учётом повышенных требований в индустриальных приложениях. Поддержка протоколов быстродействующей защиты каналов передачи и трафика данных, резервирование источника питания (по постоянному и переменному току), наличие контактов аварий, светодиодных индикаторов состояния, автоматический возврат к последней рабочей конфигурации в случае потери линка с устройством в результате ошибочной удалённой настройки, запись/восстановление конфигурации с помощью USB флэш-диска. Поддержка стандартов IEC 61850 и IEEE 1613 (требования к электромагнитной совместимости и надёжной работе оборудования на электрических подстанциях), версии с расширенным температурным диапазоном (от -40 до +85С0), класс защиты IP30, отсутствие вентиляторов для охлаждения. Преимущества: - поддержка протоколов резервирования каналов связи (802.3ad, 802.1w(RSTP), MRP (протокол переключения на резервный физический канал), а также усовершенствованный E-MRP); - быстрое время переключения при сбоях в каналах связи; - графический пакет программного обеспечения AFS View позволяет эффективно управлять устройствами сети и осуществлять мониторинг состояния. Возможность мониторинга устройств AFS/AFR/AFF в уже хорошо известной и зарекомендовавшей себя системе управления FOXMAN. Энергия разума 1 | 12

21

интересные проекты

Вся энергия солнца Мечты о солнечной энергетике воплотились в самой крупной в мире электростанции в Испании и обеспечивает необходимой энергией 200 000 семей, при этом сокращая выброс СО2 в атмосферу на 500 000 тонн ежегодно. Для поддержания надежных поставок энергии, даже после заката солнца, избыточная энергия, полученная на электростанции, хранится в резервуарах с жидкой солью. Это тепло, хранящееся в виде жидкой соли, нагревает воду до

П

о данным американского космического агентства NASA средняя мощность солнечной энергии, достигающей внешнего слоя атмосферы, составляет около 1 360 Вт/м2. Но в атмосфере большая ее часть либо отражается, либо абсорбируется, в результате чего только 48% этой энергии достигает земли, что означает в лучшем случае 648 Вт/м2 в полдень на экваторе. На первый взгляд это совсем немного, но если можно было бы использовать хотя бы 0,3% солнечного света, который достигает пустыни Сахара и других пустынь Среднего Востока, то энергии хватило бы для удовлетворения нужд Европы, Северной Африки и Среднего Востока. Именно эта концепция воплотилась в проекте DESERTEC Industrial Initiative в Северной Африке. Плюс солнечной энергии в том, что она неиссякаема и ее производство не влечет выброс вредных отходов. Но из-за сферической формы планеты большая часть энергии «разбивается» о скошенные углы атмосферы или теряется из-за ежедневного вращения Земли, что приводит к сокращению средних энергетических уровней, которые достигают земной поверхности. Наиболее эффективное использование солнечной энергии – это преобразование ее в тепло с использованием солнечных коллекторов. Плоские солнечные коллекторы работают при относительно низких температурах и могут обеспечить горячей водой, отоплением, 22

Энергия разума 1 | 12

кондиционированием и вентиляцией, что компенсирует часть той энергии, которая потребляется в жилых и административных зданиях по всему миру. Для производства электричества могут использоваться и менее эффективные фотовольтаические панели, которые непосредственно преобразуют солнечную энергию в электричество. Солнечные коллекторы собирают солнечную энергию при помощи зеркал и линз, повышают температуру жидкости и генерируют пар, который вращает турбину. Такие централизованные CSP-тепло­ станции эффективнее всего на экваторе или рядом с ним, где поток солнечной энергии наиболее мощный. Таким образом, сокращается площадь используемой территории на единицу вырабатываемой энергии, что снижает воздействие завода на окружающую среду и его стоимость. В рамках проекта DESERTEС, Andasol – крупнейшая в мире солнечная электростанция – генерирует солнечную энергию на площади размером в 210 футбольных полей в Андалусии возле Сьерра-Невада на юге Испании. На пустом засушливом горном плато на высоте 1100 м на недавно построенной электростанции 600 000 параболических зеркал обращены к солнцу и получают небывалое количество солнечной энергии – 2200 кВт/м2 (это приблизительно 502 В/м2). Теплоудерживающая жидкость достигает температуры, необходимой для генерации пара. Пар вращает турбины в прилегающих электрогенераторах

В рамках проекта DESERTEС, Andasol – крупнейшая в мире солнечная электростанция – генерирует солнечную энергию на площади размером в 210 футбольных полей в Андалусии возле Сьерра-Невада на юге Испании. получения пара. Пар вращает турбину ночью, обеспечивая 7,5 часов дополнительного рабочего времени после наступления темноты и при полной ежедневной нагрузке. Контроль за работой электростанции осуществляется благодаря программному обеспечению АББ, а вырабатываемое на электростанциях электричество передается в сеть при помощи силовых трансформаторов и оборудования для подстанций АББ. Недавние инвестиции в Novatec Solar, ведущего поставщика технологии CSP Linear Fresnel, и в Green Volt, которая поставляет фотоэлектрические системы концентрирующего типа под ключ вместе с оптикой и технологиями слежения собственного производства, усилили позиции АББ в секторе солнечной энергетики. Эти новые возможности позволили АББ успешно сдать под ключ 14 фотоэлектрических станций в Италии. Двенадцать электростанций были сданы с опережением графика, а одна электростанция на 24 МВт была построена и введена в эксплуатацию в течении всего пяти месяцев.

АББ в цифрах

Успешный результат Компания АББ объявила об успешных результатах 4 квартала и о росте чистой прибыли в 2011 году на 24%

• Заказы выросли на 17% в местной валюте (10% за счет органического роста), отгрузки выросли на 16% (10% за счет органического роста).

• Заказы в 2011 году впервые за всю историю компании достигли 40 млрд. долларов США, отгрузки достигли рекордной отметки 38 млрд. долларов США.

• В 4-м квартале 2011 года операционная прибыль EBITDA выросла на 18%, чистая прибыль выросла на 19%.

• Денежный поток от операционной деятельности в 4-м квартале 2011 года составил 1,7 млрд. долларов США.

• Совет директоров предложил выплату дивидендов в размере 0,65 швейцарского франка за акцию за полный год, что на 8% больше по сравнению с 2010 годом.

К

омпания АББ сообщила о росте прибыли в четвертом квартале 2011 года за счет уверенного роста отгрузок и экономии затрат. Заказы в 2011 году впервые за всю историю компании достигли 40 млрд. долларов США, отгрузки достигли рекордной отметки 38 млрд. долларов США. Операционная прибыль EBITDA в четвертом квартале 2011 года выросла на 18% по сравнению с четвертым кварталом 2010 года до 1,6 млрд. долларов США на фоне 16-процентного увеличения отгрузок (10% за счет органического роста). Маржа операционной прибыли выросла с 14,4 до 14,8 процента, во многом благодаря экономии затрат в сумме около 330 млн. долларов США и лучшим процессом управления проектами. Денежный поток от операционной деятельности в 4-м квартале 2011 года составил около 1,7 млрд. долларов США, что близко к рекордным показателям денежного потока в размере 1,8 млрд. долларов США в четвертых кварталах последних двух лет. Заказы выросли на 17% (10% за счет

органического роста), в том числе благодаря увеличению спроса на современные энергоэффективные системы передачи электроэнергии на развитых и развивающихся рынках. Промышленных потребители увеличили заказы на высокопроизводительное оборудование, снижающее эксплуатационные расходы и повышающее качество выпускаемой продукции. «Мы продолжили успешное развитие в четвертом квартале, сделав акцент на эффективности затрат и процессе управления проектами, что позволило продемонстрировать рекордные отгрузки и отличную прибыль на фоне нестабильной ситуации в экономике», - сказал главный исполнительный директор компании АББ Джо Хоган. «Рынок продемонстрировал уверенный спрос на энергоэффективные решения для промышленности и на расширение и реконструкцию сетей электропередачи. Мы ожидаем, что эти тенденции сохранятся и в дальнейшем».

Энергия разума 1 | 12

23