ВОПРОС 16 «Постановка задачи управления крупным объединением»

В АСДУ ЕЭС увеличивается объем и значимость задач, решаемых в реальном времени. Задачи реального времени позволяют своевременно реагировать на возникающие внештатные ситуации.

Управляющие воздействия выдаются диспетчерским персоналом через дежурных подчиненных или с помощью устройств ТУ на изменение:

-Схемы электрической сети или состава оборудования электростанций и ПС,

-положения средств автоматического и оперативного управления, параметров настройки автоматики,

--нагрузки агрегатов э/станций,

--нагрузки потребителей,

--напряжений в контрольных точках.

Задачи:

Ввод и первичная обработка информации

Формирование топологии сети и модели текущего режима, контроль допустимости режима

Прогнозирование электропотребления

Формирование модели перспективного режима

Оценка надежности и экономичности режима

Формирование советов диспетчеру по надежности и экономичности режима

Хранение и регистрация оперативных данных

Контроль за деятельностью диспетчерского пресоналаи оценка этой деятельности с точки зрения экономичности и надежности режима за время смены

Ограниченность времени на принятия решений и их высокая ответственность обусловливают специфические требования к алгоритмам решения данных задач:

--высокое быстродействие алгоритмов

--точность, адекватная происходящим в ЭЭС изменениям режима

--малые требуемые ресурсы ЭВМ

--адаптивность как способность сохранять работоспособность при недостатке информации

--надежность как способность избежать неверных решений из-за ошибок

--эргатичность (удобство работы оперативного персонала)

Иерархический принцип построения режимной автоматики ЭЭС

Режимная автоматика (РА) – совокупность устройств, обеспечивающая измерение и обработку параметров электроэнергетического режима энергосистемы, передачу информации и команд управления и реализацию управляющих воздействий в соответствии с заданными алгоритмами и настройкой для регулирования параметров режима энергосистемы (частоты электрического тока, напряжения, активной и реактивной мощности).

Требования к режимной автоматике, выполняющей функции системного значения

Общие требования

Режимная автоматика, выполняющая функции системного значения, должна реализовывать следующие функции в нормальном режиме:

- Автоматического регулирования напряжения;

- Автоматического регулирования частоты и активной мощности.

Для выполнения указанных функций генераторы, синхронные компенсаторы, статические компенсаторы, трансформаторы, автотрансформаторы энергосистемы должны иметь автоматические устройства, установка и эксплуатация которых осуществляются собственниками энергообъектов, на которых установлены устройства.

Принципы действия устройств режимной автоматики, выполняющей функции системного значения, их объем должны определяться при проектировании реконструкции или сооружения энергообъекта в полном соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок и должны быть согласованы Системным оператором.

Вопрос 18. Локальная ПА, основные задачи

Локальная ПА (ЛПА) – противоаварийная автоматика отдельного объекта ЭС, имеющая собственную логику выбора управляющего воздействия(УВ), использующая, как правило, местную информацию.

Локальная ПА 5.2.1.1.

Автоматика разгрузки при отключении одной или двух линий электропередачи (АРОЛ, АРОДЛ) Устройства АРОЛ, АРОДЛ устанавливаются на ВЛ, отключение которых существенно снижает суммарный допустимый переток в сечениях, содержащих эти ВЛ.

5.2.1.1.1. Максимальный объем разгрузки определяется для той схемы (нормальной или ремонтной), в которой отключение контролируемой ВЛ приводит к наибольшему абсолютному снижению допустимого перетока в сечении.

5.2.1.1.2. При невозможности выполнения АРОЛ, АРОДЛ с измерением предшествующего аварийному отключению ВЛ перетока мощности в полном сечении, охватывающем все входящие в него связи, настройка автоматики должна быть выполнена с косвенным учетом ненаблюдаемых связей.

5.2.1.1.3. Для уменьшения числа срабатываний устройств АРОЛ и избыточности УВ при допустимости, желательно, чтобы пуск АРОЛ осуществлялся с отстройкой по Напечатано с сайта ОАО «СО ЕЭС» www.so-ups.ru 24 времени от длительности цикла ОАПВ и ТАПВ. При недопустимости по условиям сохранения устойчивости пуск АРОЛ должен производиться без указанной отстройки.

5.2.1.2. Автоматическая разгрузка при отключении генераторов АРОГ предназначена для предотвращения перегрузки и нарушения устойчивости по связям при внезапных отключениях мощных генераторов или энергоблоков. УВ автоматики должны выбираться по условию обеспечения устойчивости с нормативным запасом в послеаварийном режиме, вызванном отключением контролируемого генератора и набросом мощности на сечение.

5.2.1.3. Автоматическая разгрузка при перегрузке по мощности АРПМ предназначена для разгрузки при возникновении статической перегрузки контролируемой связи или группы связей, входящих в сечение, в следующих случаях:

• возникновение внезапного дефицита (избытка) генерирующей мощности в приемной (передающей) относительно данной связи(ей) части ЭС, вызванных отделением избыточного энергоузла, сбросом электрической нагрузки электростанций, в т.ч. отключением части нагрузки от АЧР;

• медленного нарастания перетока активной мощности по связи(ям) из-за отсутствия резерва мощности на электростанциях в приемной части или необходимого регулировочного диапазона на электростанциях в передающей части;

• наброса мощности на связь(зи) из-за отключения шунтирующей связи. Контроль загрузки электропередачи осуществляется по активной мощности (АРПМ) или по фазовому углу. Автоматика не должна ложно срабатывать при КЗ и при качаниях.

5.2.1.4. Автоматическая разгрузка при близких или затяжных коротких замыканиях Автоматика АРБКЗ предназначена для сохранения устойчивости электростанции при близких к шинам электростанции или головной подстанции электропередачи многофазных КЗ и выполняется с контролем суммарной мощности электростанции (части энергоблоков), а также остаточного напряжения прямой последовательности. Автоматика реагирует на величину остаточного напряжения прямой последовательности при КЗ, определяемого в зависимости от предельного времени его ликвидации и исходной мощности электростанции (электропередачи) в различных режимах. АРЗКЗ предназначена для сохранения устойчивости электростанции при затяжных коротких замыканиях, обусловленных отказом выключателя (отказы релейной защиты не учитываются). Уставки и время срабатывания АРЗКЗ должны быть отстроены от времени КЗ, отключаемых быстродействующими защитами и не превышать предельного времени отключения КЗ по условию устойчивости

Вопрос №19. Централизованная система противоаварийной автоматики (ПА)
районов управления

Основной предпосылкой к переходу от локального к централизованному управлению является нелокальный характер последствий аварийных возмущений и управляющих воздействий в энергосистеме.

Принципиально возмущение ощущается в любой точке энергосистемы, хотя по мере удаления от места возникновения возмущения его влияние сказывается во все меньшей степени. Но возможны условия, при которых возмущение, возникшее в удаленных на сотни и даже тысячи километров частях энергосистемы, представляет реальную опасность для устойчивости параллельной работы. При этом степень и характер влияния удаленных возмущений определяется структурой энергосистемы, физическими характеристиками отдельных элементов и узлов, текущими схемно-режимными условиями и характеристиками самого возмущения (аварийного или управляющего).

Принцип централизованного управления большим количеством различных средств на основе информации о состоянии схемы, текущем режиме и аварийных возмущениях в крупном энергорайоне или энергосистеме в целом используется, как правило, для решения задач обеспечения устойчивости и является актуальным для существующей в ЕЭС России структуры системообразующей электрической сети, специфическими особенностями которой является огромные расстояния между энергообъектами и наличие концентрированных узлов потребления и генерации.

Использование противоаварийной автоматики за счет реализации заданных управляющих воздействий при аварийных возмущениях позволяет обеспечить увеличение максимально допустимых перетоков активной мощности в доаварийном (нормальном) режиме на величину объема управляющих воздействий (УВ).

Использование противоаварийного управления для увеличения пропускной способности электрической сети в ЕЭС России имеет долгую историю. Развитие систем ПА шло по двум основным направлениям:

создание децентрализованных комплексов, состоящих из ряда устройств, взаимосвязанных общностью режима района управления, согласованных по принципам действия и настройке, а также по условиям резервирования;

создание централизованных комплексов с единой логикой противоаварийного управления.

Централизованные комплексы отличаются тем, что вся информация об исходной схеме и режиме, а также о месте, виде и тяжести возникшего нарушения режима в районе противоаварийного управления собирается в центральном устройстве. На основе полученной информации это устройство вырабатывает управляющие воздействия, которые передаются для реализации на объекты управления.

ЦСПА — это программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий в автоматическом режиме сохранение устойчивости работы энергосистемы при возникновении аварийных возмущений. ЦСПА играет важную роль в обеспечении надежности электроэнергетических систем, повышает точность и сокращает избыточность управляющих воздействий и расширяет область допустимых режимов работы энергосистемы.

Развитие ЦСПА осуществляется под руководством АО «СО ЕЭС» на базе планомерного комплексного подхода и современных принципов построения сложных расчетных вычислительных комплексов, функционирующих в непрерывном режиме на базе современных программно-технических средств и использующих векторные измерения параметров режима. Оно предусматривает создание в перспективе координирующей системы противоаварийной автоматики (КСПА) ЕЭС России, предназначенной для эффективной координации ЦСПА объединенных и региональных энергосистем. Это позволит существенно повысить надежность ЕЭС России за счет недопущения межсистемных каскадных аварий и повысить степень использования пропускной способности электрических сетей ЕЭС за счет повышения точности расчетных моделей ЦСПА.

Количество, типы, объемы и размещение средств управления в зоне действия каждой из ЦСПА определяются на основе исследований условий устойчивости при существующей и перспективных схемах энергосистемы. Определяющими являются наиболее тяжелые аварийные ситуации, выявление совокупности которых представляет, естественно, еще более сложную задачу.

Эффективность, а во многих случаях и целесообразность применения ЦСПА в значительной степени определяется алгоритмом дозировки управляющих воздействий и реализацией его в программном комплексе. В настоящее время имеются два направления в развитии алгоритмов ЦСПА, существенно различающихся по условиям адаптации к текущим схемно-режимным условиям энергосистемы:

«неадаптивные» алгоритмы, базирующиеся в основном на использовании результатов заранее выполненных расчетов аварийных процессов, которые хранятся в памяти управляющей ЭВМ и используются в зависимости от реальных схемно-режимных условий в энергосистеме;

«адаптивные» алгоритмы, базирующиеся на выполнении управляющей ЭВМ расчетов, включая выбор управляющих воздействий в темпе процесса изменения нормальных режимов энергосистемы.

Управляющие воздействия при каждом из расчетных аварийных возмущений в неадаптивной ЦСПА определяются по заранее рассчитанным условиям предполагаемых исходных схем и режимов контролируемого района управления. Таким образом, очевидным недостатком неадаптивной ЦСПА является необходимость выполнения огромного количества предварительных расчетов. К числу достоинств алгоритма следует отнести его сравнительную простоту и возможность использования стандартных вычислительных программ при предварительных расчетах. С учетом недостатков и преимуществ неадаптивную ЦСПА целесообразно использовать для дозировки управляющих воздействий в сравнительно небольшом районе управления, обычно крупном энергоузле с ярко выраженной динамикой аварийных процессов при коротких замыканиях.

Управляющие воздействия в адаптивной ЦСПА определяются непосредственным расчетом на УЭВМ в «реальном времени», т.е. в темпе процесса изменения стационарного режима. Расчет, как и в случае неадаптивного алгоритма, выполняется циклически с перебором всех расчетных аварийных возмущений, и для каждого из них определяются необходимые воздействия.

Принципиальное различие в алгоритмах неадаптивной и адаптивной ЦСПА состоит в том, что если в первом случае должны быть рассчитаны области устойчивости во всем реальном диапазоне изменения режимных параметров и вариантов исходной схемы, то во втором случае расчеты проводятся в единственной схеме и режиме, существующей в данный момент времени.