Концепция и практика Использование результатов синхронизованных векторных измерений для совершенствования алгоритмов работы РЗА и ПА Павел Литвинов, ЗАО «РТСофт»

Масштаб. СРЗА – государство в государстве 22 вида регламентов взаимодействия! * *Согласно СТО РАО ЕЭС от г.

Общемировые тренды Прошлое (настоящее) Генерация – централизованная Мощность – в одном направлении Эксплуатация основывается на опыте Будущее (Smart Grid*) … централизованная и распределенная … в разных направлениях … принятие решений на основе данных реального времени ……… * Еще одно определение Smart Grid. Суть перемен – новые возможности (задачи) *Использованы материалы презентации Statnett, Норвегия

Тренды развития РЗА энергосистем Появление активно-адаптивных сетей ставит новые задачи – структуру и значения уставок требуется менять on-line. (РЗА «стремится» к ЦСПА и АПНУ) Больше измеряемых физических величин, новые алгоритмы: селективность адаптивность интеллектуальность Использование микропроцессорной базы, интеграция отдельных устройств в комплексы, интеграция комплексов на основе протоколов МЭК Использование различных сетей и каналов связи, возможность исключить «выдержки времени» за счет быстрого сбора и обработки информации для выполнения переключений (важно в условиях значительного износа оборудования)

Существующие применения СМПР КЛАССИЧЕСКИЕ SCADA/EMS ЗАДАЧИ SCADA ОСВЕДОМЛЕННОСТЬ КОНТРОЛЬ СИТУАЦИИ ИНТЕРФЕЙС DSA Предупреждения Нарушения Пределы ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ УСТАНОВИВЩЕЙСЯ РЕЖИМ – ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ МОДЕЛЬ СЕТИ ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ЛЭП Оценка динамической устойчивости (DSA) СМПР КОНТРОЛЬ ДИНАМИКИ КОНТРОЛЬ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СМПР / Интерфейс для динамики *Использованы материалы презентации Wilson Douglas, Alstom – Psymetrix Limited Осведомленность направлена на диспетчера или оператора – это медленный процесс!

Временная диаграмма Длительность цикла измерения 20 мс Задержки сети передачи данных ~22 мс Ожидание ответа концентр. данных 10 мс Обработка данных в PDC 6 мс PMU обработка 8 мс Обработка в приложении 35 мс T=0 ~ 100 мс Концентратор данныхПриложения Сеть передачи данных

Возможно! Характерное время, мс К РЗА (I ст.) СВИ (измерение) СВИ (измерение) СВИ обработка (тренд, предупредительные значения) СВИ (аналитика... СВИ (аналитика... КЗ Можно улучшить «селективность» Свойства защиты: быстродействие; надежность; ;селективность; чувствительность Ищем место для СВИ в ландшафте РЗА и ПА Системные устройства: АПНУ. Локальные устройства: АЛАР, АОСЧ, АОПЧ, АОСН, АОПН АЧР ПА: РЗА (III ст.) РЗА (III ст.) РЗА (II ст.) РЗА (II ст.) РЗА Время срабатывания измерительных органов Нарушения: статической и динамической устойчивости

Концепция Подведем итоги: –Векторные измерения потенциально «успевают» предоставить информацию к «принятию решения» для систем РЗА 2-ой и точно 3-ей ступени. Возможность повышения селективности для нового поколения интеллектуальных защит. – Качественным отличием предоставляемых данных является их синхронизованность. Метки времени проставляются с использованием GPS и имеют высокую точность. Возможность увеличения надежности для адаптивных защит в случае пропадания или задержки данных в сетях связи (путем частичного резервирования информационного потока).

Что говорят классики? «Synchronized Phasor Measurements and Their Applications», A.G. Phadke and J.S. Thorp (Virginia Polytechnic Institute). Глава 9. Protection Systems with Phasor Inputs Авторы рассматривают варианты применения данных СВИ: –Дифференциальная защита линий –Защита линий с отпайками –Реализация адаптивной защиты –Контроль и настройка резервных защит –Управление частотной разгрузкой

Цели и условия применения PMU и СВИ Обеспечение: –безопасного функционирования электроэнергетики; –повышения пропускной способности ЛЭП; –контроля и управления запасами по статической и динамической устойчивости энергосистемы и ее элементов; –научно-технического прогресса в совершенствовании систем и устройств РЗА и ПА. При условии: –технической и информационной совместимости* с имеющимися решениями ПА * Соблюдение принципа «не навреди»!

Проверено на практике Landsnet, Исландия Программное обеспечение: PhasorPoint (Psymetrix) Решения по мониторингу энергосистемы в режиме реального времени в диспетчерских центрах с 1997 года Контроль системных ограничений Предотвращение разделения частей энергосистемы Выявление незатухающих локальных процессов Пропускная способность линии *Использованы материалы презентации Wilson Douglas, Alstom – Psymetrix Limited

Управление межсистемными колебаниями 1/F MODE FREQUENCY MODE AMPLITUDE A MODE DECAY TIME EXP(-t/ ) MODE PHASE Частота Амплитуда Время затухания Фаза Exp(-t/ ) Измеренный сигнал P / f / Одновременный анализ параметров множества измеренных колебаний и их характеристик Для каждого выявленного колебательного процесса, предупреждение в случае: Медленного затухания и/или Превышения амплитуды Для каждого выявленного колебательного процесса, предупреждение в случае: Медленного затухания и/или Превышения амплитуды Действия Планирование, анализ; эффективность Не ограниченное число частотных диапазонов Индивидуальные настройки для диапазонов Ретроспективный анализ Верификация динамической модели Контроль изменения пропускной способности Раннее предупреждение (два уровня тревоги) Быстрый модальный анализ: Аварийные сигналы Анализ тенденций: Результаты анализа Режим предупреждений по энергорайонам Локальная информация с указанием аварийных пределов *Использованы материалы презентации Wilson Douglas, Alstom – Psymetrix Limited

Пример настройки предупредительного и аварийного предела

Мониторинг стабильности напряжений Уведомления о событиях Фазовые данные предупреждения о фазовом сдвиге Логические комбинации событий wide-area alarms Настраиваемые наборы предупреждений об одновременных событиях существенные угрозы стабильности Уведомления об интегральном статусе Пример логики контроля стабильности напряжений ЕСЛИ(ЛЮБОЙ устойчивый сдвиг напряжения ИЛИ N событий падения напряжения) ИЛИ ЛЮБОЕ превышение перетока мощности ТО тревога Пример логики контроля стабильности напряжений ЕСЛИ(ЛЮБОЙ устойчивый сдвиг напряжения ИЛИ N событий падения напряжения) ИЛИ ЛЮБОЕ превышение перетока мощности ТО тревога Описание логики уведомления Интегральный статус по всем событиям *Использованы материалы презентации Wilson Douglas, Alstom – Psymetrix Limited

Исландия. Потеря промышленной нагрузки* Внезапное отключение плавильного завода Быстро растет частота Частота нарастает медленнее Поступает информация об угловом сдвиге Промышленная нагрузка Кольцо 132 КВ Генерация Разгрузка ближайших генераторов Необходимость ускорить разгрузку Основной потребитель плавильный завод *Использованы материалы презентации Wilson Douglas, Alstom – Psymetrix Limited Похоже на реализацию АПНУ!

Благодарю за внимание! Вопросы? Литвинов Павел Васильевич, Главный эксперт технической дирекции по электроэнергетике ЗАО «РТСофт» тел. +7 (495) ,