ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ Национальный исследовательский Томский политехнический университет Национальный исследовательский Томский политехнический университет Курс лекций Слайд 1 Абеуов Ренат Болтабаевич Доцент кафедры «Электроэнергетические системы и высоковольтная техника»

ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИЯХ ТИПОВЫХ СТРУКТУР Энергообъединение простой структуры – это такое объединение, при анализе электромеханических переходных процессов в котором его можно свести к эквивалентной двухмашинной системе. Типы энергосистем простой структуры: Курс лекций Слайд 2 ЭО структуры 1 – объединение двух энергосистем одна из которых большая, но дефицитная, другая меньшая, но избыточная. ЭО структуры 2 – объединение двух энергосистем, одна из которых большая и избыточная, другая меньшая и дефицитная. ЭО структуры 3 – две соизмеримые по мощности энергосистемы объединены относительно сильной связью. ЭО структуры 4 – две соизмеримые по мощности энергосистемы объединены относительно слабой связью.

ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИЯХ ТИПОВЫХ СТРУКТУР К основным нарушениям в простой структуре относятся перегрузки поврежденных связей. Такие перегрузки по связям возможны из-за: неправильного ведения режима энергообъединения; нарушения баланса мощности в энергообъединении; аварийного изменения частоты в энергообъединении; близких затяжных коротких замыканий, которые вызывают ускорение одних частей энергообъединения и торможение других, что может привести к нарушению динамической устойчивости; внезапных аварийных изменений схемы межсистемной связи; сброса передаваемой мощности после цикла АПВ. Курс лекций Слайд 3

ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИЯХ ТИПОВЫХ СТРУКТУР Общие требования к противоаварийной автоматике ЭО простой структуры: –Предотвращение нарушения устойчивости путем снижения генерирующей мощности в избыточной энергосистеме; –Обеспечение ресинхронизации; –Автоматическое разделение несинхронно работающих частей при неуспешной ресинхронизации и недопустимости данного аварийного режима. Курс лекций Слайд 4

ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИЯХ ТИПОВЫХ СТРУКТУР Курс лекций Слайд 5 ЭО структуры V – лучевая трехмашинная структура. ЭО структуры VI – цепочечная структура. ЭО структуры VII – радиально-лучевая структура. ЭО структуры VIII – замкнутая структура. ЭО структуры IX – сложно-замкнутая структура.

ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИЯХ ТИПОВЫХ СТРУКТУР Для объединения сложной структуры характерным является влияние аварийных нарушений режима одной из связей на режимы работы других связей. Общими требованиями для противоаварийной автоматики таких структур являются: предотвращение нарушения устойчивости межсистемной связи путем использования автоматики балансирующего действия; использование координации действия основных и централизованных устройств противоаварийной автоматики; в наиболее ответственных случаях использование только централизованных систем противоаварийной автоматики. Курс лекций Слайд 6

ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИИ СТРУКТУРЫ I ЭО структуры I – это объединение двух энергосистем, одна из которых большая но дефицитная, а другая меньшая, но избыточная. Наиболее характерными причинами нарушения устойчивости в ЭО структуры I являются: -Внезапное ослабление межсистемной связи; -Наброс мощности на свзяь при сохранении схемы электропередачи; Курс лекций Слайд 7

Внезапное ослабление связи вследствие отключения электропередачи при возникшем на ней К.З., сопровождающееся нарушением статической, либо динамической устойчивости называется сложным динамическим переходом. Внезапное ослабление связи вследствие изменения схемы электропередачи, сопровождающееся нарушением статической, либо динамической устойчивости называется простым динамическим переходом. Курс лекций Слайд 8 ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИИ СТРУКТУРЫ I

ЭО структуры II – это объединение двух энергосистем, одна из которых меньшая по мощности и дефицитная, а другая большая по мощности и избыточная. Наиболее характерными причинами нарушения устойчивости в ЭО структуры I являются: -Нарушение статической и динамической устойчивости, вследствие ослабления связи, либо наброса мощности на связь. -Лавина напряжения. Курс лекций Слайд 9

ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИИ СТРУКТУРЫ III ЭО структуры III – это объединение двух соизмеримых по мощности энергосистем объединенных относительно сильной связью. Особенностью ЭО структуры III является отсутствие шин, которые можно было бы принять за ШБМ. Возникновение небаланса мощности в таких ЭО всегда сопровождается изменением частоты, работой системы АРЧВ и регуляторов котлов. Курс лекций Слайд 10

ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИИ СТРУКТУРЫ III Обеспечение устойчивости в данных энергообъединениях может быть выполнено путем разгрузки связей. Данная разгрузка может осуществляться, как отключением части генераторов в избыточной ЭС, так и отключением части нагрузки в приемной системе. Обычно эти два способа стараются сочетать таким образом, чтобы суммарный баланс мощности не нарушался, либо возникающий небаланс был таким, чтобы отклонение частоты не выходило за допустимые пределы. Автоматика, реализующая такое управление перетоками, называется автоматикой балансирующего действия. Курс лекций Слайд 11

ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИИ СТРУКТУРЫ IV ЭО структуры IV – это объединение двух соизмеримых по мощности энергосистем объединенных относительно слабой связью. Особенностью ЭО структуры IV является: -Отсутствие шин, которые можно было бы принять за ШБМ. -Наличие слабой межсистемной связи. Курс лекций Слайд 12

ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИИ СТРУКТУРЫ IV Слабая связь – это связь пропускная способность которой составляет менее 10% от мощности наименьшей из объединенных энергосистем. Особенностью слабых связей является: - невысокая пропускная способность; - небольшие межсистемные перетоки; -отключение слабых связей не приводит к значительным небалансам мощности в объединяемых энергосистемах, как следствие, не приводит к значительным изменениям частоты; - большое влияние на устойчивость связей оказывают нерегулярные колебания в энергосистеме, что приводит к значительным нерегулярным колебаниям мощности обмена по межсистемным связям. Курс лекций Слайд 13

ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИИ СТРУКТУРЫ IV Эти энергосистемы выделяют из всего спектра частот изменения нагрузки прежде всего те колебания, частоты которых совпадают с резонансной частотой колебаний электромеханической системы. Амплитуда колебаний угла определяется амплитудой колебания нагрузки, частотой колебания нагрузки, самим исходным режимом. Колебания угла межсистемной связи могут в несколько раз превышать исходный угол, рассчитанный по средней величине перетока (до 10 раз). Если проконтролировать величину межсистемного перетока, то из всей совокупности колебаний обменной мощности можно выделить высокочастотные колебания с периодом с 1 до 10 секунд и низкочастотные – с периодом до нескольких минут. Статистика обработки результатов измерения колебаний обменной мощности показала: 1. Колебания распространяются по закону, близкому к нормальному. 2. Существует зависимость амплитуды регулирующих колебаний от мощности объединенной энергосистемы, а именно, чем больше мощность ОЭС, тем меньше относительная величина амплитуды колебаний. Курс лекций Слайд 14

ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИИ СТРУКТУРЫ IV Таким образом, зная величину колебания нагрузки в объединенной энергосистеме, можно определить величину колебания межсистемного перетока. Определим коэффициент запаса статической устойчивости с учетом колебаний, с которым должна работать связь: Курс лекций Слайд 15