КП с возобновляемыми источниками энергии для одно-, двухниточного газопровода

Для того чтобы строить на базе системы телемеханики КП, работающие от возобновляемых источников, сама система телемеханики должна отвечать ряду требований:

  • она должна иметь минимальное собственное энергопотребление
  • функционировать без внешнего обогрева или охлаждения;
  • иметь широкие опции и возможности по комплектации для снижения собственного энергопотребления;
  • программное обеспечение должно быть способным управлять источниками и потребителями энергии для их оптимальной работы.

Данным требованиям в полной мере отвечает СТН-3000 разработки АО «АтлантикТрансгазСистема».

Для унификации схем источников питания можно разделить объекты телемеханизации на три группы в зависимости от общего энергопотребления:

  • До 20 Вт
  • От 20 до 200 Вт
  • Более 200 Вт

При этом основными потребителями являются технологические устройства, такие как средства связи, датчики, электроуправляемые краны, задвижки, устройства охранно-пожарной сигнализации.

До 20 Вт

КП с мощностью до 20 Вт может быть использовано для телемеханизации одно или двухниточного газопровода без системы катодной защиты.

Объем автоматизации:

  • Телеизмерение (давление, температура) — от 4 до 8 параметров
  • Телесигнализация и телеуправление кранами — от 2 до 4 кранов
  • Охранная сигнализация блок-бокса и крановой площадки
  • Непрерывный режим передачи данных

Для КП линейной телемеханики снижения энергопотребления можно достичь за счет следующих мер:

  • Применением модуля ЦПУ с низким энергопотреблением
  • Малого тестового тока в модулях дискретных входов (ТС)
  • Отключением светодиодов
  • Как и для скважин, применением цифровых датчиков

Структура такого КП похожа на контролируемый пункт куста газовых скважин, но добавляются исполнительные устройства, и радиомодем работает постоянно. Как и в случае КП КГС, вся система не требует энергии для собственного обогрева.

В случаях использования солнечной панели есть один фактор, требующий пристального внимания – непостоянство солнечного света. Да, это можно скомпенсировать, грамотным расчетом солнечных панелей и аккумуляторных батарей. Кроме того можно использовать топливные ячейки, которые работают на разном топливе: транспортируемый природный газ, пропан. Особенно эффективно использование метанола. Тогда постоянная выработка электроэнергии не зависит ни от каких внешних климатических факторов. Метальная ячейка может использоваться и как самостоятельный, единственный источник, энергии, или в связке с солнечной батарей. Тогда значительно снижается расход метанола и растет автономность.

От 20 до 200 Вт

Дальнейший рост энергопотребления КП связан:

  • с повышением функциональности,
  • увеличением объемов автоматизации
  • и, главное, появлением дополнительных энергопотребителей.

КП магистрального газопровода с мощностью до 200 Вт способно обеспечить практически любой уровень автоматизации для одно- или двухниточного  газопровода – без ограничений по количеству и типу применяемых датчиков. Основными потребителями энергии здесь являются уже не средства автоматизации, а средства охраны и видеонаблюдения, которые часто требуют для себя еще и подогрева.

Объем автоматизации:

  • телеизмерение давления газа до и после крана, телеизмерение температуры газа (всего – до 16 параметров)
  • телесигнализация положения линейных и байпасных кранов
  • управление кранами
  • Постоянный обмен информацией с пунктом управления

Потребители электроэнергии

  • контроллер КП;
  • система радиосвязи;
  • датчики;
  • краны;
  • средства охраны и видеонаблюдения;
  • обогрев средств охраны и видеонаблюдения.

Одних солнечных панелей в данном случае недостаточно. Использование ветрогенераторов на магистральных газопроводах имеет серьезные ограничения.

Более уместно при такой нагрузке использовать комбинацию солнечной панели и топливной ячейки на метаноле. Расчет показывает, что при потребляемом токе в 5А в сутки требуется почти 2,9 кВт-часов. Например, для района Санкт-Петербурга солнечные панели мощностью 800 Вт дадут всего 136 Вт-часов в самый плохой месяц. Т.е. максимальная недостача энергии получается 2774 Вт-часа в сутки. Применение одной топливной ячейки и 4-х 28-литровых канистр с метанолом обеспечат автономность в течение 204 дней.