ЦСПА нового поколения

2 Выполненные разработки В гг. ОАО «НИИПТ» по заказу и при участии ОАО «СО ЕЭС» выполнял ряд работ по ПАУ, в результате которых были разработаны: - алгоритм расчета оптимальных управляющих воздействий для адаптивной ЦСПА по условиям статической устойчивости послеаварийного режима и динамического перехода к нему с учетом тяжести короткого замыкания, - алгоритм мониторинга запасов устойчивости в исходном режиме для ПТК СМЗУ СРТО Филиала ОАО «СО ЕЭС» Тюменское РДУ, - макетный образец вычислительного комплекса ПТК ЦСПА, - алгоритм локальной автоматики ликвидации колебательных процессов в энергосистемах, - алгоритмы обработки измерений режимных параметров электростанции (подстанции) и примыкающих ВЛ для локальных устройств ПА (ЛПА),

3 Цели и задачи ЦСПА нового поколения Основная цель разработки ЦСПА нового поколения – повышение точности и сокращение избыточности управляющих воздействий (снижение ущерба) и расширение области допустимых режимов работы энергосистемы при ограниченном объеме УВ. Задачи, для достижения указанной цели, - это : Разработка универсальных алгоритмов расчета УВ по условиям статической и динамической устойчивости с учетом: нормативных запасов устойчивости по активной мощности и напряжению и ограничений по токовой загрузке элементов сети, динамической составляющей аварийных процессов, обусловленной как короткими замыканиями, так и действиями линейной автоматики для локализации аварийного возмущения (АПВ) на базе подробных (общепринятых) моделей основных элементов и средств регулирования и автоматики энергосистем. При этом должны быть расширены наборы: УВ (отключение генераторов, отключение нагрузки, импульсная разгрузка турбин, длительная разгрузка турбин, электрическое торможение генераторов и др.) и аварийных возмущений (отключение линии, короткое замыкание, повторное включение лини, отключение фазы линии с последующим повторным включением, отключение генераторов, отключение/подключение нагрузок) с произвольной временной последовательностью совершения событий.

4 Структура ЦСПА

5 Общая функциональная схема технологического алгоритма ЦСПА

6 Функциональная схема алгоритма выбора УВ по условиям динамической устойчивости

7 Модели Генераторы Полными уравнениями с АРВ и СВ без моделей турбин. Возможно задание Е за Х. В дальнейшем – модели турбин (упрощенные) с АРС Нагрузки Статическими характеристиками и синхронными двигателями. В дальнейшем для ограниченного числа нагрузок – асинхронный двигатель + шунт. Аварийные возмущения Изменение (отключение) генераторов, изменение нагрузок, включение/отключение шунтов в узлах (КЗ), отключение ветвей. В дальнейшем – весь «джентльменский» набор УВ Изменение генераторов, отключение генераторов, изменение нагрузок, электрическое торможение. Учет запаздывания на ввод УВ. В дальнейшем – импульсная разгрузка 7

8 Двухмашинный эквивалент неустойчивого процесса 8

9 Уравнение относительного движения двухмашинного эквивалента 9

10 Me O, Mт О О Mт О.И Mт О.ПАР О.УПР О.0 О.Mm О.КР Me O MтОMтО О.Д Выбор УВ для двухмашинного эквивалента по правилу площадей 10

11 О.2 О.1 О Me O Распределение УВ между генераторами несинхронных частей 11

12 Тестовая схема 12

13 Изменение углов роторов генераторов при 3ф КЗ в узле 2 длительностью 0.1 с и отключении ВЛ

14 Результаты расчета управляющих воздействий 14 НАЧАЛО РАСЧЕТА Режим - uz5g0.txt Время ввода УВ Введены следующие данные о возмущениях t = 0, Шунт в узле 2, R = 0, X = 1 t = 0.1, Отключение ветви t = 0.1, Шунт в узле 2, R = 0, X = -1 Цикл 1 - Неустойчиво Ветви аварийных сечений 2 1 разгрузка (отключение) генераторов отключение нагрузки Цикл 2 - Переходный процесс устойчив разгрузка (отключение) генераторов отключение нагрузки Цикл 3 - Переходный процесс устойчив Управление выбрано Количество циклов расчета - 3 Суммарное ОГ Суммарное ОН

15 Изменение углов роторов генераторов при 3ф КЗ в узле 2 длительностью 0.1 с, отключении ВЛ 2 – 5 и реализации выбранных управляющих воздействий 15

16 Функциональная схема алгоритма расчета УВ по условиям допустимости ПАР

17 Модели элементов энергосистемы в ПАР Генераторы Е за Х. Мощность (турбины) с учетом регулирующего эффекта по частоте Кгf НагрузкиСтатическими характеристиками по напряжению и частоте (Кнf) Аварийные возмущения Определяется блоком расчета динамической фазы переходного процесса УВ Изменение генераторов, отключение генераторов, изменение нагрузок Возможно отключение ветвей

18 Уравнения установившегося режима Уравнения баланса токов (УБТ) в узлах в комплексной форме: A * U = B Уравнения изменения баланса активной мощности (УБМ) в узлах С * δ = D УБТ предполагает задание векторов ЭДС (в В) и отдельно используется для определения опасного сечения (ОС) УБМ предполагает задание небалансов активной мощности (в D, разница между требуемыми значениями генерации и потребления и расчетными, определяемыми путем решения УБТ) Совместное решение УБТ и УБМ позволяет (итерационно) рассчитать требуемый установившийся режим (УР)

19 Этапы расчета предельного режима (ПР) и опасного сечения (ОС) Исходный режим для расчета ПР – режим в t+0 (Р t+0) Разница между требуемыми значениями генерации и потребления в узлах схемы (Ртр) и их расчетными значениями в t+0 (Р t+0) определяет вектор утяжеления (изменения) режима в терминах мощности – ВИРМ Утяжелением вдоль ВИРМ определяется ПАР и ПР Исходный режим для расчета ОС – ПР Разность углов векторов ЭДС в ПР и некотором допредельном режиме определяет ВИРУ Утяжелением вдоль ВИРУ находятся и помечаются ветви, разность фаз напряжений по концам которых переходит через 90 эл. градусов (V+). Совокупность ветвей V+ определяет искомое ОС

20 Выбор УВ по условиям допустимости ПАР По данным ПР, ПАР и ОС вычисляются требуемые УВΔр Рассчитывается режим с допустимым запасом по активной мощности и соответствующим ему перетоком в ОС РΔр По линейной экстраполяции изменений режимных параметров в ПАР и в режиме с РΔр оценивается режим, в котором нет недопустимых токовых перегрузок и пониженных уровней напряжения Итерационно определяется искомый режим и соответствующий переток в ОС Рiu Разность перетоков РΔр и Рiu определяет дополнительные УВiu

21 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ