Вопрос №25. Система мониторинга запасов устойчивости энергосистемы
Для решения задач оперативно-диспетчерского управления режимами энергосистем ОЭС (ЕЭС) необходимой информацией являются ограничения перетоков мощности в соответствии с пропускной способностью электрических сетей. В практике диспетчерского управления допустимые перетоки (ограничения) рассчитываются заранее с помощью традиционных методов и, как правило, определяются величинами, полученными в наиболее неблагоприятных расчетных режимах. Это приводит к необоснованным ограничениям перетоков мощности, отступлению от оптимальных условий ведения режима и в результате к снижению экономических показателей энергосистем.
Для всего многообразия схемно-режимных ситуаций невозможно заранее определить сетевые ограничения, поэтому возникла необходимость создания и внедрения в эксплуатацию программного комплекса для определения опасных сечений в системообразующей сети и их пропускной способности в условиях реального времени при адаптивной реакции на изменения схемы электрической сети - системы мониторинга запасов устойчивости (СМЗУ).
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ СМЗУ
Система мониторинга запасов устойчивости:
определяет опасные сечения в текущей схеме основной сети;
определяет максимальные и аварийные допустимые перетоки в опасных сечениях по условиям статической устойчивости;
позволяет прогнозировать пропускную способность опасных сечений в различных схемно-режимных ситуациях;
позволяет проводить расчеты и определять «узкие места» в различных перспективных схемах.
При этом комплекс СМЗУ:
обеспечивает надежность ведения режима энергосистем;
позволяет получить экономический эффект за счет снятия ограничений перетоков мощности по опасным сечениям в реальном времени;
позволяет максимально использовать экономичные, конкурентоспособные электростанции, снизить объема ограничений потребителей.
| Источником информации для работы технологических алгоритмов служит текущий установившийся режим, полученный на основе телеметрии. Оценивание состояния является базовой задачей комплекса оперативно-диспетчерского управления. В результате ее решения формируется информационная модель текущего или ретроспективного установившегося режима. Впоследствии на основе этой модели решаются другие задачи, в частности - имитационного моделирования, проверки устойчивости, надежности и оптимизации. Очевидно, от качества результатов оценивания существенно зависит и эффективность решения всех перечисленных задач, обеспечивающих оперативно-диспетчерское управление. С 2005 года в ЕЭС России внедряется система мониторинга переходных режимов, позволяющая наблюдать с высокой точностью мгновенные значения токов и напряжений в различных точках электрической сети, измерять абсолютные и относительные фазовые углы, синхронизированные по времени с точностью до 1 мс. ПРИМЕР!!! ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС СМПР НА ПРИМЕРЕ СМЗУ СРТО Одним из первых широкомасштабных работ по созданию системы мониторинга запасов устойчивости является проект для северных районов Тюменской области (СМЗУ СРТО). При создании СМЗУ СРТО ставятся следующие цели: повышение допустимых перетоков мощности по линиям электропередач северных районов Тюменской области; повышение надёжности энергосистемы; получение от первичных регистраторов аварийной и текущей информации о состоянии и режимах работы элементов основной сети ЕЭС (электростанций, подстанций, ЛЭП); накопление данных, отражающих протекание аварийных событий и натурных испытаний, с целью их дальнейшего исследования; исследование возможности использования значений фазовых углов для оперативного и автоматического управления текущим режимом работы ЕЭС, для совершенствования систем оценки надежности режима и противоаварийной автоматики. Чем же отличается СМЗУ от существующих систем сбора и обработки информации филиала ОАО «СО ЕЭС» Тюменское РДУ (телемеханика, SCADA + EMS)? Прежде всего, СМЗУ строится на базе регистраторов СМПР, отличительной особенностью которых является синхронность произведения измерений при помощи спутниковых сигналов точного времени GPS (в перспективе - ГЛОНАС). Какую ценность имеют синхронные измерения? Известно, что разность фазовых углов напряжений по линии электропередачи - это показатель потока активной мощности, передаваемой по ней (нагрузка на линию). Периодическое изменение фазового угла является результатом периодически изменяющегося перетока, что, в свою очередь, является высокочувствительным индикатором нестабильности энергосистемы. Простое измерение мощности перетока является одним из индикаторов нестабильности. Измеренные колебания фазовых углов (что возможно только при полной синхронности измерений) могут помочь значительно точнее определить источник проблем. Измерения абсолютных фазовых углов, а следовательно и относительных фазовых углов напряжений предоставляют технологам СО новый мощный инструмент для управления энергосистемой и исследования ее поведения. Рассмотрим, из чего состоит СМЗУ СРТО. Условно комплекс делится на три составляющие: измерительная системы система сбора данных информационная расчетная система Обсудим каждую из них подробнее. ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА Измерительная система располагается на объектах управления (4 подстанции, 2 электростанции) и состоит из измерительных трансформаторов тока и напряжения, регистраторов СМПР и необходимой коммуникационной обвязки. В ряде случае регистраторы или измерители-преобразователи могут быть объединены в измерительный комплекс, состоящий также из промышленных ЭВМ и устройств телекоммуникаций. Фактически регистратор представляет собой PMU (Phasor Measurement Unit) с расширенным составом функций по произведению измерений и их предварительной обработке (многофункциональное измерительное устройство). Регистраторы снабжены спутниковыми часами (GPS) и производят измерение следующих параметров: 5 (фазовый угол), U (напряжение), I (ток) P (активная мощность), Q (реактивная мощность), ю (частота), T (астрономическое время. СИСТЕМА СБОРА ДАННЫХ Основные задачи системы сбора: обеспечение сбора и сохранения данных параметров 5 (фазовый угол), U (напряжение), (ток) P (активная мощность), Q (реактивная мощность), ю (частота), T (астрономическое время), полученных от измерительных устройств в режиме реального времени; обеспечение архивирования для полученных на объектах управления (ФСК, ГК, крупных потребителей) данных измерений с заданной периодичностью и глубиной; производство операций предоставления выборки текущих значений для запроса от информационной расчетной системы на заданном интервале времени. ИНФОРМАЦИОННАЯ РАСЧЕТНАЯ СИСТЕМА Информационная расчетная система (ИРС СМЗУ СРТО) предназначена для автоматизированной обработки информации, поступающей от измерительных устройств (регистраторов переходных режимов), расположенных на объектах и генерирующих компаний северных районов Тюменской области, а также от системы сбора и обработки телеметрии (SCADA). Система позволяет отслеживать параметры электрического режима в энергообъединениях с целью мониторинга режимов работы электротехнического оборудования, устойчивости узлов нагрузки, оценки состояния энергосистемы, расчета допустимых перетоков мощности, колебаний частоты и мощности, анализ причин возникновения аварий. С точки зрения архитектуры ИРС состоит из набора взаимосвязанных компонентов инфраструктурного типа (обеспечивающих среду выполнения технологических алгоритмов и задач) и прикладного типа (реализация технологических алгоритмов и процедур приема/обработки данных). 9 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Комплекс СМЗУ позволит получить экономический эффект за счет снятия ограничений перетоков мощности по опасным сечениям в реальном времени и снизить объем ограничений потребителей. |
http://www.freepatent.ru/patents/2547224