Концепция противоаварийного автоматического управления в ЕЭС России Н.Г. Шульгинов, А.В. Жуков, А.Т. Демчук – ОАО «СО ЕЭС» Л.А. Кощеев, П.Я. Кац, М.А. - презентация

1 Концепция противоаварийного автоматического управления в ЕЭС России Н.Г. Шульгинов, А.В. Жуков, А.Т. Демчук – ОАО «СО ЕЭС» Л.А. Кощеев, П.Я. Кац, М.А. Эдлин – ОАО «НИИПТ»

2 Концепция ПАУ в ЕЭС России 1.ЕЭС России была и, учитывая большую капиталоемкость и значительные сроки строительства объектов электроэнергетики, в обозримом будущем остается энергообъединением со слабыми межсистемными связями. 2.Надежность и живучесть ЕЭС России обеспечивались и будут обеспечиваться широким использованием средств противоаварийного автоматического управления (ПАУ). 3.Цель разработки Концепции – определение путей развития ПАУ для обеспечения системной надежности ЕЭС России в условиях реформирования энергетики; с учетом развития микропроцессорной техники и техники связи. 2

3 Цели ПАУ Цели ПАУ – обеспечить, во взаимодействии с релейной защитой, системами регулирования и управления: максимальный уровень эффективности использования основного оборудования энергосистем, который может быть достигнут на данном этапе развития электроэнергетики; надежность функционирования и живучесть энергосистемы при любых технических отказах оборудования, природных воздействиях и непреднамеренных ошибках эксплуатационного персонала. Указанным целям можно соотнести соответствующие средства ПА. 3

4 Средства и функции ПА К первому классу в основном относятся средства ПА, выполняющие функцию автоматического предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ). Их применение позволяет ослабить ограничения на рынке мощности, способствует полной выдаче мощности крупных электростанций и энергоузлов с избытком генерируемой мощности и покрытию недостатка мощности в дефицитных районах. Ко второму классу относятся средства ПА, выполняющие остальные функции: АЛАР, АОСЧ (включает АЧР, АЧВР, ЧАПВ), АОПЧ и АОПН, АОПО; автоматическое выделение электростанций или энергоблоков на сбалансированную нагрузку, выделение генераторов на питание собственных нужд электростанций.. 4

5 Принципы организации ПА По принципам организации ПА подразделяется на локальные устройства (ЛПА) и централизованные системы (ЦСПА). Локальные устройства противоаварийной автоматики: реализуют одну из функций ПА на отдельном объекте или предотвращают выход за допустимые пределы какого-то одного параметра, используют ограниченный набор УВ, и, в основном, местную информацию. Формируемые ими УВ, как правило, реализуются на тех же объектах, где располагаются устройства ПА. Взаимная координация работы локальных устройств ПА на различных объектах осуществляется, как правило, с помощью соответствующего выбора уставок или дискретных команд. 5

6 Принципы организации ПА Централизованные системы противоаварийной автоматики защищают обширные районы, вплоть до объединенных энергосистем и ЕЭС в целом на основе представительного объема телеметрической информации о режиме и составе сети; применяют все возможные УВ в районе управления, для реализации которых используются устройства нижнего уровня, в том числе местные ЛПА. Они же резервируют ЦСПА. Организация ЦСПА требует широкого развития в энергорайонах средств получения телеметрической информации о состоянии и режиме энергорайона и средств передачи аварийных сигналов и команд управления. Места установки и количество устройств нижнего уровня в составе ЦСПА определяются, в основном, исходя из условий минимизации протяжённости трактов передачи аварийных сигналов и команд ПАУ для достижения максимальной надёжности и быстродействия. 6

7 Принципы организации ПА ЦСПА в настоящее время применяются только для АПНУ и предотвращения опасной токовой перегрузки линий и оборудования. ЛПА используются на всех рубежах. Основная цель перехода от ЛПА к ЦСПА при реализации функций АПНУ – повышение точности и сокращение избыточности управляющих воздействий (снижение ущерба) и расширение области допустимых режимов работы энергосистемы при ограниченном объеме УВ. 7

8 Тенденции в изменении подхода к использованию ПА Роль локальных устройств АПНУ сведется к использованию их в качестве пусковых органов, устройств автоматического запоминания дозировок и выдачи команд на реализацию управляющих воздействий и, в некоторых случаях, – резервных устройств ЦСПА; ЦСПА будет, в основном, использоваться для предотвращения нарушения устойчивости (опасной перегрузки) при возникновении второго или последующих аварийных возмущений, то есть, как мероприятие по предотвращению развития аварии и потери живучести энергосистемы; существенно возрастет роль ЦСПА как «советчика» диспетчера, позволяющего в реальном времени оценить допустимость режима без использования АПНУ в случае возникновения аварийной ситуации; 8

9 Тенденции в изменении подхода к использованию ПА значительно возрастет роль координирующих систем противоаварийного управления (КСПУ) как средства координации ЦСПА и системы непосредственного управления режимами ЕЭС; роль подсистем ПА, обеспечивающих живучесть энергосистемы, практически не изменится, но снизится частость их срабатывания, что повлечет за собой изменение требований к профилактическим мероприятиям; будет развита специальная система ПА для мегаполисов, сочетающаяся с централизованной системой автоматического управления напряжением; 9

10 Тенденции в изменении подхода к использованию ПА возрастет необходимый объем и повысятся требования к качеству режимной информации, используемой ПА; расширится номенклатура управляющих воздействий ПА, в том числе воздействий импульсного типа через устройства FACTS и ППТ; снизится частота использования управляющих воздействий и в то же время может увеличиться единовременный объем управляющих воздействий для прекращения развития аварийных процессов, что должно учитываться при коммерческой оценке управляющих воздействий; расширится технологическая и программно-аппаратная взаимосвязь с другими системами управления энергосистемой. 10

11 Экономика ПАУ Переход к рыночным отношениям требует использования экономических механизмов и в части противоаварийного управления. Наиболее рациональным является сочетание административных методов (технические регламенты и правила, определяющие присоединение к сети и параллельную работу субъектов в энергосистеме) и экономического стимулирования. По условиям возмещения затрат на установку и эксплуатацию устройств противоаварийной автоматики с учетом специфики предназначения системы противоаварийной автоматики подразделяются на два класса: 11

12 Экономика ПАУ устройства противоаварийной автоматики, затраты на установку и эксплуатацию которых субъект рынка возмещает за счет собственных средств, т.к. наличие этих устройств у данного субъекта соответствует требованиям технических регламентов по обязательным условиям подключения к электрической сети ЕЭС; системы противоаварийной автоматики, затраты на установку и эксплуатацию которых компенсируются через механизм реализации услуг по обеспечению системной надежности. 12

13 Задачи развития и совершенствования ПАУ Для развития и совершенствования ПАУ необходимы: 1.Разработка предложений по совершенствованию юридических и экономических отношений между субъектами энергетики ЕЭС России в области ПАУ. 2.Разработка новых, ориентированных на современные цифровые средства управления, алгоритмов работы локальных и централизованных устройств ПА, разработка и внедрение новых цифровых устройств и систем ПА нового поколения в ЕЭС России. 3.Исследование, разработка и внедрение алгоритмов и аппаратуры, обеспечивающих привлечение устройств FACTS и ППТ для решения задач ПАУ. 13

14 Задачи развития и совершенствования ПАУ 4.Разработка и внедрение мероприятий, обеспечивающих возможность использование форсировки мощности энергоблоков для решения задач ПАУ. 5.Разработка и внедрение мероприятий по управлению мощностью энергоблоков электростанций новых типов (парогазовых и т.п.) для решения задач ПАУ. 6.Разработка и внедрение мероприятий по обеспечению возможности управления мощностью энергоблоков АЭС. 7.Разработка и внедрение координирующей системы противоаварийного управления на уровне ЕЭС. 8.Разработка и внедрение мероприятий по использованию АРЧМ для решения задач ПАУ. 14

15 Задачи развития и совершенствования ПАУ 9.Разработка принципов организации и алгоритмов автоматического восстановления энергосистем после системных аварий. 10.Разработка принципов организации и алгоритмов противоаварийного управления в мегаполисах. 11.Реализация возможностей использования информации, получаемой от СМПР, для повышения эффективности ПАУ. 15

16 Концепция ПАУ в ЕЭС России СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ ! THANKS FOR ATTENTION !