Перетоки мощности в контролируемом сечении электросети требуют постоянного наблюдения, причем из-за большого многообразия схемно-режимных ситуаций необходима специальная программа для правильного расчета. В статье представлена схема работы программного комплекса «Система мониторинга запасов устойчивости», который используется в диспетчерских управлениях для определения допустимых перетоков в режиме реального времени.

Перетоки активной мощности в контролируемом сечении (КС) являются ограничивающим фактором для решения задач оперативно-диспетчерского управления. В настоящее время на практике допустимые перетоки рассчитываются заранее с использованием традиционных методов в наиболее неблагоприятных расчетных режимах. В связи с этим появляются ограничения перетоков мощности, что приводит к снижению экономических показателей энергосистем.

У любой энергосистемы существует большое многообразие схемно-режимных ситуаций, учет которых всех невозможен для определения сетевых ограничений. В связи с этим АО «СО ЕЭС» совместно с НТЦ ЕЭС начали разработку ПК для определения опасных сечений в системообразующей сети и их пропускной способности в условиях реального времени при адаптивной реакции на изменения конфигурации электрической сети. Данный программный комплекс (ПК) получил название «Система мониторинга запасов устойчивости».

Расчет запаса устойчивости

ПК «Система мониторинга запасов устойчивости энергосистем в реальном времени» проводит циклический расчет в режиме online электрического режима сети. К целям данных расчетов можно отнести:

• выявление опасных сечений электрической сети по критерию апериодической статической устойчивости;
• расчет текущих значений максимально и аварийно допустимые перетоки активной мощности в контролируемых сечениях (МДП и АДП) в выявленных опасных и заданных КС с учетом действия противоаварийной автоматики (ПА) с учетом обеспечения допустимой токовой нагрузки и обеспечения допустимых уровней напряжения;
• прогнозирование пропускной способности в различных схемно-режимных ситуациях;
• проведение расчетов и определение узких мест в различных перспективных схемах.

Система программного комплекса мониторинга запасов устойчивости (ПК СМЗУ) создавалась в целях обеспечения диспетчера средством расчета текущих значений МДП в заданных КС и найденных опасных КС с учетом рассмотрения перечня аварийных отключений и действия ПА. ПК СМЗУ предназначен для расчетов допустимых перетоков в КС в режиме реального времени. Это позволяет учитывать изменения схемно-режимной ситуации в данный момент времени, что, в свою очередь, дает дополнительные возможности по использованию пропускной способности электрической сети.

Также не менее, важным аспектом работы этой системы является определение алгоритмов и выбор одного оптимального для управления режимами энергосистемы без снижения надежности. В настоящее время во всех филиалах АО «СО ЕЭС» ОДУ ПК СМЗУ находятся в промышленной или опытной эксплуатации.

Оценка запасов устойчивости

Опыт промышленной эксплуатации ПК СМЗУ в ОДУ Северо-Запада и ОДУ Юга (и других) выявил периодические значительные расхождения величин коэффициента запаса устойчивости системы, рассчитанных ПК СМЗУ и заданных положений по управлению режимами (ПУР). Это связано с алгоритмом расчета и переменными, используемыми в конкретной версии ПК.

Расхождения в числовых значениях могут быть значительными. В связи с этим было принято решение при неоднократных (более трех) отклонениях расчетных значений МДП СМЗУ от МДП ПУР на 10% и более при управлении режимом осуществлять переход на МДП ПУР, так как этот режим рассчитан для различных схемно-режимных ситуаций на этапе планирования и является наиболее достоверным. Основанием для принятия такого решения стало использование при расчетах перетоков в сечениях и расчетах для ПУР и СМЗУ одинаковых алгоритмов и выявление ошибки более 10%, что указывает на наличие неучтенных отклонений в ПК СМЗУ.

В то же время МДП ПУР для данной схемы является жестко определенной величиной, рассчитанной с учетом всех возможных изменений режима для наиболее тяжелого аварийного возмущения. При использовании ПК СМЗУ главным ограничивающим фактором является период расчета режима. Он занимает от 9 до 15 мин. в зависимости от количества сечений в данной энергосистеме. При возникновении аварийного возмущения, связанного с изменением состава КС, существует риск перегрузки этого сечения, сопряженный с временем ожидания расчетных величин МДП СМЗУ. Время ликвидации перегрузки ограничивается 20 мин. В этом случае переход на МДП ПУР оправдан временным характером существования ненормального режима.

Аварийные режимы являются кратковременными по сравнению с длительностью нормального режима, поэтому работа по МДП СМЗУ с запасами по перетокам мощности в КС по экономической эффективности перекрывает ограничения аварийных режимов. Особое место в функционировании ПК СМЗУ занимает достоверизация принимаемых телеизмерений и телесигналов, т. к. это обеспечивает качество расчетного цикла. Эта задача решается интеграцией ПК СМЗУ с оперативно-информационным комплексом (ОИК).

Таким образом, применение для управления режимом энергосистемы ПК СМЗУ является экономически обоснованным и аппаратно эффективным. К недостаткам ПК СМЗУ можно отнести:

• огромное количество обрабатываемых телеизмерений и телесигналов (например, в ОДУ Северо-Запада около 4 тыс. только для расчета одного сечения);
• необходимость применения высокопроизводительных вычислительных комплексов;
• необходимость применения многоканальных линий связи для контроля достоверности принимаемых телесигналов и телеизмерений.

Внедрение этого программного комплекса позволяет выйти на новый уровень использования располагаемых мощностей электростанций и перетоков мощностей в контролируемом сечении между областями регулирования.

Ознакомиться с полной версией материала и другими публикациями вы можете, оформив подписку на журнал «Лин-технологии. Бережливое производство» ИД «ПАНОРАМА».