Введение к работе
Актуальность работы.
Система автоматического управлення энергообъеднкением в аварийных режимах -іротивоавариііная автоматика (ПА) предназначена для предотвращения развития локальных тарийных ситуации в общесистемные аварии, в результате которых снижается надежность ідектроснабження потребителей на больших территориях и повреждается оборудование.
Вопросы противоаварниного управления энергосистемами рассматриваются в работах многих отечественных и зарубежных авторов. Особый вклад в решение этих проблем внесли отечественные ученые С.А.Совалов, В.АСеменов, Б.И.Иофьев, Я.Н. Лугинский, М.Г Портной, Л. А. Кощеев и др.
В настоящее время проблема обеспечения устойчивости электроэнергетических систем приобретает особую актуальность в связи с постоянным усложнением их структуры и режимов. Недостаточно развитая в техническом отношении система ПА не позволяет в ряде случаев реализовать в полной мере эффект от объединения энергосистем. В первую очередь это относится к элементам системы, выявляющим возмущение по параметрам и режимам переходного процесса. Методические аспекты этой проблемы разработаны также недостаточно полно. Решение указанной задачи позволит наиболее эффективно использовать пропускную способность электропередачи.
Важной задачей является привлечение к управлению энергосистемой в аварийных режимах новых управляемых элементов - сверхпроводниковых накопителей электроэнергии (СПИН), представляющих собой практически безинерционные регуляторы активно-реактивной мощности. Актуальность этой задачи возрастает в связи с тем, что прогресс в области высокотемпературной сверхпроводимости позволяет рассчитывать на существенное снижение удельной стоимости СПИН, в основном, за счет снижение затрат на криогенное оборудование и повышение надежности его работы.
Асинхронные режимы (АР) являются одними из наиболее опасных режимов электроэнергетических систем сложной структуры, характерной для ЕЭС России. В настоящее время в работах Энергосетьпроект, ВНИИЭ и других организаций достаточно подробно изучены процессы двухмашинного АР и в энергосистемах эксплуатируются тысячи устройств выявления и ликвидации АР (АЛАР). Вместе с тем, для предотвращения ложных срабатываний устройств АЛАР из-за их малой адаптивности к изменениям схем и режимов работы энергосистем часть АЛАР выведена из работы. Кроме того, практически отсутствуют устройства, способные выявлять и ликвидировать многомашинные АР. Задача создания новых методов и устройств АЛАР продолжает оставаться чрезвычайно актуальной.
Решение рассмотренных проблем требует разработки более совершенных алгоритмов и программ с реализацией на основе использования микропроцессорной техники.
Цель работы.
Исследование и разработка методов автоматического управления электроэнергетическими системами на основе современного представления технических возможностей и средств противоаварийной автоматики.
Научная новизна.
-
Разработаны методы и средства фиксации аварийных возмущений по параметрам режима и переходного процесса, а также методы корректировки параметров моделей энергообъединений в темпе процесса.
-
Разработаны методы оценки эффективности использования сверхпроводниковых индуктивных накопителей в качестве базового элемента противоаварийных мероприятий энергосистемы.
-
Впервые разработаны алгоритмы использования фазочасготных характеристик режимных параметров энергосистемы для выявления и ликвидации многомашинных асинхронных режимов ЭС, не требующие предварительного определения эквивалентных параметров энергосистемы.
-
Впервые разработаны алгоритмы диагностики параметров электроэнергетических систем в двухмашинном и многомашинном асинхронном режимах на основе спектрального анализа напряжения и токов в контролируемом узле энергосистемы.
-
Исследованы алгоритмы функционирования и разработаны рекомендации по построению микропроцессорных устройств противоаварийной автоматики.
Практическая значимость и реализация результатов.
Разработанные методы и устройства фиксации опасности нарушения статической и динамической устойчивости энергосистем, позволяющие более полно использовать пропускную способность электропередач, а также алгоритмы для программного обеспечения микропроцессорных устройств (фиксация перегрузки электропередачи, ликвидация асинхронного режима, автоматическая дозировка управляющих воздействий) используются в энергосистемах Российской федерации и стран СНГ на электропередачах 330-1150 кВ, что подтверждено актами внедрения.
В маетности результаты, изложенные в диссертационной работе, использовались на электропередаче 500 кВ Куйбышев - Москва, на электропередачах 500 кВ Сибири: Братская ГЭС. Красноярск - Иркутск, на электропередаче 500 кВ, 1150 хП Сибирь - Казахстан - Урал.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Методы фиксации опасности нарушения статической устойчивости энергосистем, моделируемых для целей автоматического управления двухмашинным и трехмашинным эквивалентом.
-
Методы фиксации опасности нарушения динамической устойчивости энергосистемы по параметрам переходного процесса прн аварийных небалансах мощности.
-
Методы корректировки параметров моделей энергообъединений в реальном времени переходного процесса.
-
Методы выявления двухмашинных и многомашинных асинхронных режимов энергосистемы, а также диагностика параметров энергосистемы в длительном асинхронном режиме на основе спектрального анализа контролируемых электрических величин.
-
Перспективы использования сверхпроводниковых индуктивных накопителей электрической энергии для сохранения динамической устойчивости электроэнергетических систем.
6. Принципы програмно-аппаратного обеспечения и рекомендации по построению
микропроцессорных устройств противоаварийной автоматики.
Публикации и апробация работы.
Основные положения диссертации отражены в 27 печатных работах, в том числе 14 авторских свидетельствах.
Результаты работы докладывались и обсуждались на 5 конференциях, совещаниях и симпозиумах (в том числе на конференции UNIPEDE , Будапешт , 13-15 ноября 1996, и на научно-технических конференциях по релейной защите и автоматике).
