Рассмотрение основ АСУ начнем с нескольких определений.

Система – совокупность элементов, связанных единым режимом работы и подчиненных достижению определенных целей. Система делится на подсистемы, цели функционирования которых отличаются от общей цели, ей подчиняются и с ней согласуются.

Управление – целенаправленное воздействие на объект системы, которое ведет в допустимых пределах режим системы к поставленной цели, количественно оцениваемой критерием.

Оптимальное управление – управление, которое обеспечивает максимум или минимум критерия.

Управление осуществляется на основе сбора и обработки информации с последующим обратным воздействием на объект.

Системы управления могут быть автоматическими (без участия человека), называемыми системами автоматического управления (САУ). Они используются для управления локальными объектами.

В контуре управления большими системами обязательно участвует человек, и в помощь ему для повышения эффективности управления предоставляются средства автоматизации и обработки информации, объединяемые в АСУ. Разработка АСУ начинается с обследования объекта управления.

Энергосистема как объект управления

Энергосистема – совокупность объектов, предназначенных для производства, передачи и распределения тепловой и электрической энергии. Все ее объекты связаны общим режимом. Энергосистема входит в состав топливно-энергетического хозяйства предприятия или региона. Часть энергосистемы, связанная с производством, передачей и распределением электрической энергии, называется электрической системой.

Электрическая система по сравнению с другими техническими системами имеют ряд особенностей:

· Непрерывность производства и потребления электрической энергии, что в любой момент времени требует соблюдения баланса.

· Быстрота переходных процессов, что вызывает необходимость применять быстродействующие устройства РЗиА, действие которых приводит к изменению структуры системы  в процессе работы.

· Высокие требования к надежности работы системы.

· Территориальная разобщенность объектов, что предъявляет  высокие требования к организации связи и требует больших затрат.

· Слабая наблюдаемость режима, поскольку параметры режима на подстанциях снимаются далеко не в полном объеме и доставляются в пункт управления по каналам телеметрии. В этих условиях важная роль отводится математическим моделям, с помощью которых расчетом можно получить недостающие параметры режима, которые называют «псевдоизмерениями».

· Объект удобен для автоматизации, т.к. бывает изначально оснащен датчиками с электрическим выходом и имеет исполнительные устройства для управления от электрических сигналов.

 Схема существующей системы диспетчерского управления приведена на рисунке 3.1. Здесь показан объект управления, например подстанция (ПС) или электростанция (ЭС), а может и сетевое предприятие, входящее в состав энергосистемы, ближайший смежный по иерархии управления диспетчерский пункт, связанный через устройства телемеханики (УТМ), устройство центральной противоаварийной автоматики (ЦПА), диспетчерский пункт РЭУ и основные информационные связи между ними.

Рисунок 3.1.

При разработке АСУ важную роль играет оценка объёмов и анализ информационных потоков, который заключаются в упорядочивании информации с целью  исключения избыточности, что минимизирует затраты на АСУ.

Сегодня в условиях реструктуризации энергетики страны управление усложняется из-за принятого разделения единой энергосистемы на отдельные в финансовом отношении объекты: ОГК, ТГК, ФСК, «Энергосбыт», подрядные организации, связанные с ремонтом и т.п.

Основные понятия АСУ

АСУ – это человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизацию управления путем сбора, обработки информации и поиска оптимальных управляющих воздействий в любой сфере человеческой деятельности (рисунок 3.2).

В контуре управления человек может присутствовать на любом этапе: на этапе сбора информации, например, в случае принципиального отсутствия некоторых датчиков и необходимости лабораторного анализа, или для корректировки и реализации рекомендованных управляющих воздействий и т.п.

Рисунок 3.2

Схема управления с обратной связью является универсальной, действующей в природе и в искусственных технических системах, созданных человеком. Надо различать лишь АСУ и системы автоматического управления (САУ), где в контуре управления отсутствует человек.

Среди АСУ различают:

· АСУ ТП – автоматизированные системы управления технологическим процессом, в которых основная информация представлена электрическими сигналами  с датчиков. Обработка осуществляется с помощью специальных управляющих вычислительных машин (УВМ) или микропроцессоров (МП). Эффект от АСУ достигается за счет повышения надежности технологического процесса и экономии  ресурсов путем оптимизации.

· АСОУ – автоматизированные системы организованного управления, где основная информация представляется в виде документов (приказы, инструкции и т.п.), хотя и не исключается информация в виде электрических сигналов. Эффект достигается за счет оптимизации взаимодействия отдельных подразделений предприятия.

Часто эти две системы интегрируются в АСУ предприятия (АСУП).

АСУ состоит из целого ряда подсистем, которые подразделяются по элементам и по функциям.

Элементное разделение на подсистемы:

· техническое обеспечение (ТО) – все технические средства;

· информационное обеспечение (ИО) – вся информация;

· программное обеспечение (ПО);

· организационная – вся документация;

· кадровая – штаты, должностные инструкции, система повышения квалификации, система подготовки, система контроля  исполнительности  и т.п.

По функциям различают:

· управление текущим режимом или в режиме реального времени (real Time);

· планирование режима текущее  и перспективное;

· управление хозяйственной деятельностью – обеспечение ресурсами, запасными деталями и т.п.;

· бухгалтерские задачи – заработная плата, учет затрат, прибыли, налоги и т.п.;

· кадры – штатное расписание, досье на работающих;

· сбыт и материально-техническое снабжение – новое оборудование, детали для ремонта, топливо и т.п.

Управление в энергетике строится по иерархическому принципу, т.е. разбивается на уровни. Например, на блочной ТЭС выделяются три уровня управления:

1) управления с местных щитов оборудования отдельными механизмами;

2) управление блоками с блочного щита управления;

3) управление общестанционными объектами с главного ЩУ.

Разделение на уровни управления повышает живучесть системы.

При управлении энергетикой в целом можно выделить следующие уровни:

0) управление технологическим процессом (АСУТП);

1) управление предприятием (АСУП), т.е. электростанцией, предприятием электрических сетей, энергосистемой;

2) управление объединением предприятий (АСУОП);

3) управление отраслью (АСУО), например, ЕЭС России.