1 СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ЗАПАСОВ УСТОЙЧИВОСТИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ВЕКТОРНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ЭНЕРГОСИСТЕМЫ А.Т. ДЕМЧУК, А.В. ЖУКОВ (ОАО «СО - ЦДУ ЕЭС»), П.Я. КАЦ (ОАО «НИИПТ»), В.А. ДАНИЛИН (ООО «АЛЬТЕРОПАУЭР»), Россия

2 Предпосылки создания СМЗУ Для решения задач оперативно- диспетчерского управления режимами энергосистем (ОЭС/ЕЭС) необходимой информацией являются ограничения перетоков мощности в соответствии с пропускной способностью электрических сетей. Допустимые перетоки (ограничения) рассчитываются заранее в наиболее неблагоприятных расчетных режимах. Это приводит к необоснованным ограничениям перетоков мощности и в результате к снижению экономических показателей энергосистем Эффективным средством наиболее полного использования пропускной способности сети является управление режимом в реальном времени с использование технологии WAMS. !

3 Основные функции СМЗУ определение опасных сечений в текущей схеме основной сети; определение максимальных и аварийно допустимых перетоков в опасных сечениях по условиям статической устойчивости; прогнозирование пропускной способности опасных сечений в различных схемно- режимных ситуациях; проведение расчетов и определение «узких мест» в различных перспективных схемах.

4 Функции СМЗУ (2) 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.

5 Повышаетcя надежность системы при отказах отдельных измерительных каналов; Улучшается обоснованность решений при в процессе отбраковки измерений, содержащих грубые ошибки; Повышается вероятность выработки правильных рекомендаций при проверке состояния топологии сети; Более высокая точность дополнительных измерений способствует повышению точности оценки режима в целом. Использование измерения фаз для решения задачи оценивания состояния

6 Технологический алгоритм определения максимально допустимых перетоков ( МДП) В алгоритме определения МДП можно выделить три основных модуля, с помощью которых решаются следующие подзадачи: - расчет и утяжеление установившегося режима (УР) вдоль заданного вектора изменения режима по мощности для расчета предельного режима (ПР). Критерием достижения ПР является сходимость итерационного процесса решения нелинейных уравнений УР; - расчет и утяжеление (УР) вдоль заданного вектора изменения режима по углу (ВИРУ), Утяжеление вдоль ВИРУ ведется до тех пор, пока отмеченные по заданным критериям ветви не разделяют схему на две части. Эти ветви и принимаются в качестве образующих искомое ОС; - расчет управляющих воздействий (УВ) при имитации срабатывания пускового органа (ПОр) противоаварийной автоматики (ПА) для обеспечения результирующей устойчивости и ПАР.

7 Ввод, проверка и подготовка информации БД во внутренние форматы программы расчета МДП Цикл по ВИР Сбалансирован ВИР? Ключ по f вкл? Нет Да Нет Да Расчет ПР (МР) УР – ПР? Да Нет Kod_Pr_reg=0Kod_Pr_reg=11 УР совпадает с П Р? Нет Да Поиск ОС Kod_Pr_reg=2 ОС найден? Kod_OC=0; Расчет МДП и УР с огранич. Да Формирование ВФ Запись в БД Нет Kod_ОС=2 Kod _Vir _f=1 Рисунок 1. Блок – схема программы расчета ОС, МДП и УР с ограничениями по току и напряжению Блок – схема программы расчета ОС, МДП и УР

8 Утяжеление режима 1. Балансировка режима БД – по модели УР: A*U = b (1) связывает вектора напряжений U в узлах и вектора ЭДС генераторов, умноженных на проводимости, в b. Выполняется контроль по близости решения к режиму БД по напряжению, мощности нагрузок в узлах и перетока из (в) БУ. 2. Расчет УР осуществляется путем совместного решения уравнений (1) и дополнительной подсистемы С*δ=D (2) связывает изменение фаз напряжений δ и разности между требуемой мощностью турбин и электрической мощностью генераторов D 3. Утяжеление по кусочно-линейной функции ВИР: - расчет УР на границах линейных участков (до сходимости) - на участке ВИР, на котором итерации не сошлись, ищется ПР методом половинного деления.

9 Поиск опасного сечения 1. Для модели синхронной машины постоянства Е за Х ведется утяжеление по вектору фаз ЭДС, составляющие которого - разности фаз ЭДС в предельном и достаточно «удаленном» предпредельном режиме. 2. Отмечаются ветви, на которых прогнозируется расположение ЭЦК: dU/dk=0 =>k=(P*r+Q*x)/(I^2*z^2) из [0-1] (3) или ветви, в узлах которых величина U

10 1. В ходе расчета ПР запоминаются промежуточные УР. 2. Для расчета УР с заданным параметром: U, P и т.д.,- из числа известных режимов определяются ближайшие два, между которыми находится искомый. Эти два режима характеризуются значениями заданного параметра П1 и П2, и соответственно значениями ВИР1 и ВИР2. Отношение Кч = (ВИР2-ВИР1)/(П2-П1) определяет в среднем чувствительность изменения данного параметра к изменению ВИР. Тогда ВИРтр=ВИР1+(Птр-П1)*Кч (4) 3. По (4) итерационно рассчитываются УР с заданными запасами статической устойчивости (МДП и АДП) и на границе появления ограничений по Ukr, Umin1, Umin2 и т.д. Расчет УР с заданным параметром

11 Пилотный проект режимного управления с использованием СМЗУ в Тюменской энергосистеме Объект управления – Тюменская энергосистема Измерения СМПР (δ, U, P,Q), Телеметрия Оценивание состояния (формирование расчётной модели реального времени) Модель реального времени Расчёт условий устойчивости по модели реального времени МДП текущего режима

12 Архитектура ПТК СМЗУ Измерительная система. Система сбора данных. Информационная расчетная система.

13 СМЗУ – двухуровневая система схема двухуровневой системы мониторинга запасов устойчивости нижний уровень верхний уровень

14 Телекоммуникации СМЗУ СРТО

15 Программно-технический комплекс СМЗУ

16 Структура ССД

17 Архитектура ИРС К компонентам инфраструктурного типа относятся: –система управления заданиями (Супервизор); –система оповещения и регистрации событий; –система архивирования; –система управления базами данных и сервис доступа к данным. К компонентам прикладного типа относятся: –система приема информации от SCADA и ССД; –модернизированный модуль оценки состояния; –модернизированный модуль расчета максимально допустимых перетоков и определения опасных сечений; –комплекс отображения и управления работой.

18 Архитектура ИРС (2)

19 Технологический цикл ИРС

20 Выходная форма «Найденные опасные сечения»

21 Рабочая форма диспетчера

22 Заключение Создание СМЗУ является первым в России проектом практического использования возможностей СМПР для решения задач управления режимами. Комплекс СМЗУ позволит обеспечить управление электрическим режимом с максимальным использованием пропускной способности сети в различных схемно- режимных ситуациях. Научные и технические решения, полученные в результате создания ПТК СМЗУ СРТО, проявили большое количество проблем технического и методологического характеров. Часть из них была успешно решена. Другая часть будет решена в рамках развития проекта и расширения области охвата СМЗУ и СМПР ЕЭС России.

23 Спасибо за внимание