Стартовая >> Архив >> Управление энергосистемами для обеспечения устойчивости

Определение управляющих воздействий для расширения области устойчивых режимов в энергосистемах сложной структуры - Управление энергосистемами для обеспечения устойчивости

Оглавление
Управление энергосистемами для обеспечения устойчивости
Управление для обеспечения устойчивости
Причины нарушения устойчивости энергосистем
Последствия нарушений устойчивости
Требования к управлению режимами для обеспечения заданного уровня устойчивости
Влияние изменения схем и режимов работы на управление для обеспечения устойчивости
Принципы выбора противоаварийной автоматики
Вопросы эквивалентирования
Принципы управления для обеспечения устойчивости энергосистем
Управление для обеспечения устойчивости энергосистем простой структуры
Автоматика повышения синхронной динамической устойчивости
Определение управляющих воздействий, обеспечивающих максимальную область устойчивых режимов
Восстановление синхронной работы частей энергообъединения
Методика определения требований к противоаварийной автоматике
Обеспечение  устойчивости энергосистем простой структуры
Предотвращение нарушений статической устойчивости энергосистем с дефицитом мощности
Повышение синхронной динамической устойчивости энергосистем с дефицитом мощности
Обеспечение устойчивости энергосистем с дефицитом мощности после их отделения
Прекращение асинхронного режима и восстановление синхронной работы
Методика выбора противоаварийной автоматики для энергосистем с дефицитом мощности
Управление для обеспечения устойчивости энергосистем, соединенных слабыми связями
Особенности выбора противоаварийной автоматики слабых связей
Обеспечение устойчивости энергообъединений сложной структуры с помощью управления
Взаимное влияние электропередач в переходных процессах
Определение управляющих воздействий для расширения области устойчивых режимов в энергосистемах сложной структуры
Локализация и прекращение асинхронных режимов
Автоматизация решения задач устойчивости при управлении режимами энергообъединений
Структура и основные задачи АСДУ
Задачи АСДУ в обеспечении устойчивости энергосистем
Задачи обеспечения устойчивости энергосистем на уровне оперативного управления АСДУ
Оценка эффективности оперативного решения задач устойчивости с помощью АСДУ
Иерархия и эквивалентирование при оперативном решении задач устойчивости
Структурная схема АСДУ в части решения задач устойчивости
Расчет электромеханических переходных процессов с помощью ЭВМ
Список литературы

Повышение синхронной динамической устойчивости энергообъединений сложной структуры с помощью автоматики достигается в первую очередь путем ослабления взаимного влияния электропередач. Для этой цели разработан большой арсенал средств противоаварийной автоматики [17, 157], применение которых дает значительный эффект, но только в тех случаях, когда путем расчетов и экспериментов четко определены область и дозировка их действия.

Взаимное влияние электропередач может проявляться в большей или меньшей степени в зависимости от соотношения между генерирующей мощностью и мощностью нагрузок, отношения мощности генераторов к предельной мощности электропередач и направления передачи мощности. В цепных схемах взаимное влияние представляет меньшую опасность в тех случаях, когда мощность передается в одном направлении, поскольку при нарушении устойчивости на одном из участков остальные участки разгружаются. Если в энергообъединениях сложной структуры к какому-либо узлу мощность притекает с разных сторон или оттекает от этого узла по нескольким направлениям, взаимное влияние проявляется в максимальной степени. В этих условиях при значительных нагрузках электропередач нарушение устойчивости одной электропередачи часто сопровождается нарушением устойчивости другой электропередачи, причем одно нарушение следует за другим очень быстро. Это влияние может быть в значительной степени ослаблено аварийным управлением мощностью генераторов, их отключением (если в узле избыток мощности) или отключением части неответственной нагрузки (если в узле дефицит мощности). Весьма эффективным является сильное регулирование возбуждения синхронных генераторов и компенсаторов, которое улучшает демпфирование и тем самым значительно уменьшает опасность нарушения устойчивости вследствие электромеханического резонанса. При работе мощных электростанций на два направления с малыми запасами устойчивости применяется делительная автоматика, которая предотвращает нарушение устойчивости по обоим направлениям или только по одному из них.
Одной из наиболее важных и сложных задач при управлении сложными энергосистемами для обеспечения их устойчивости является автоматическая дозировка воздействия (АДВ), подаваемого противоаварийной автоматикой. Такая проблема возникает уже в энергосистемах простой структуры (СМ. гл. 2, 3), но в условиях сложных энергосистем определение необходимой интенсивности управляющего воздействия существенно усложняется из-за зависимости этой величины от исходного режима, загрузки смежных передач, направлений перетоков мощности, тяжести аварийного возмущения и т. д.
До настоящего времени наибольшее распространение получили устройства АДВ, выполненные на релейной аппаратуре (реле активной мощности и др.) и осуществляющие определенные операции (отключение генераторов, снижение мощности турбин, форсировка УПК и т. д.) при соответствующих возмущениях и значениях контролируемого параметра.
устройства автоматической дозировки управляющего воздействия (АДВ)
Рис. 5-16. Принцип выполнения устройства автоматической дозировки управляющего воздействия (АДВ).
ПО — пусковые органы; РД — промежуточные реле дозировки; ИО — исполнительные органы; ВУ — вычислительное устройство; Р, 6— мощность и взаимный угол исходного режима, К — число включенных в работу генераторов, котлов, выключателей; № схемы — информация о номере схемы сети в исходном режиме; ЭС — суточный график эквивалентного статизма регуляторов скорости турбин энергосистемы, резерва мощности турбин.

В качестве примера можно привести характеристику дозировки отключаемой мощности генераторов для определенной схемы сети и возмущения в виде отключения одного из участков линии в зависимости от исходной передаваемой мощности станции (см. рис. 2-18). Однако управляющее воздействие, вырабатываемое таким устройством, в целом ряде случаев превышает минимально необходимое из-за неполноты учитываемой предаварийной и аварийной информации в энергосистеме сложной структуры.
В настоящее время институтом Энергосетьпроект разрабатываются цифровые устройства АДВ на базе телеавтоматического устройства ТА-100 [79] и ЭВМ М-6000, которые предполагается установить в ряде узлов ЕЭС СССР. Намечается согласование местных устройств АДВ между собой с помощью центрального устройства АДВ, а также их связь с местными системами АСДУ. Принципиальная схема одного из вариантов устройства изображена на рис. 5-16 [79].
В основу выполнения этого устройства положены следующие принципы. Не предполагается выполнения расчетов устойчивости для определения интенсивности воздействия в самом устройстве АДВ, что при существующем уровне техники принципиально возможно, но, как показало сопоставление вариантов, на данном этапе нецелесообразно. Расчеты устойчивости заранее выполняются на других вычислительных средствах, и результаты этих расчетов закладываются в АДВ.
В вычислительное устройство ВУ вводятся параметры, характеризующие исходный режим. Аварийная ситуация, при которой возникает необходимость управляющего воздействия, определяется пусковыми органами /70. На первом этапе выполнения АДВ до накопления опыта эксплуатации не предполагается осуществлять учет тяжести аварии в вычислительном устройстве (рис. 5-16,а), т. е. расчет дозировки выполняется до момента срабатывания пускового органа. В перспективе предполагается учет в ВУ тяжести аварийного возмущения (рис. 5-16,6), при котором расчет дозировки воздействия производится после срабатывания пускового органа.

Возможны различные способы определения дозировки управляющих воздействий в ВУ. Одним из способов, наиболее приближенным, является расчет его по приближенной зависимости величины этого воздействия от параметров исходного режима, возмущения и переходного процесса. Другим, более точным, способом представления зависимости управляющего воздействия от этих параметров является использование полинома по степеням ряда основных параметров, аппроксимирующих таблицу данных расчетов устойчивости или, что менее удобно, таблицы управляющих воздействий вместе с программой интерполяции для перехода от расчетного режима к текущему.
В зависимости от параметров исходного режима, вводимых в ВУ, изменяется положение реле дозировки РД. Расчеты дозировки в доаварийном режиме могут выполняться последовательно для всех рассматриваемых повреждений и запоминаться до момента, при котором возникает необходимость в уточнении расчетов (существенное изменение параметров режима, схемы сети и т. д.), или циклически, когда после расчетов дозировки и запоминания их результатов заново производится сбор всей входной информации и выполняется новый цикл ее переработки (рис. 5-16,а).
В алгоритме, разработанном для опытного цифрового устройства АДВ [79], предполагаются циклический расчет дозировки и выдача результатов на исполнительные органы противоаварийной автоматики по срабатыванию пускового органа, соответствующему целому ряду возмущений: к. з. на линиях, отключение одной из параллельных линий, ОАПВ линий, дефицит мощности в приемной системе, асинхронный режим на электропередачах и т. д. При этом рассматривается ряд схем сети, в которых требуется различная настройка автоматики. В указанном алгоритме расчеты дозировки при простом отключении одной из параллельных линий, разрыве передачи, аварийном дефиците мощности в приемной системе предполагается выполнять по приближенным формулам для двухмашинной системы. При этом управляющее воздействие выбирается с учетом сохранения устойчивости при динамическом переходе, статической устойчивости до и после действия регуляторов скорости. Расчеты дозировки при динамических возмущениях типа к. з. нормальной или увеличенной длительности из-за отсутствия простой аналитической зависимости от параметров возмущений предполагается выполнять либо по полиномам, аппроксимирующим результаты расчетов устойчивости, либо с помощью таблиц.

Выбор расчетных аварий, определение областей устойчивости, выявление параметров режима, которые наиболее эффективны для пуска противоаварийной автоматики и дозировки ее воздействия, определение объектов управления и управляющих воздействий — все эти задачи в энергосистемах сложной структуры решаются лишь на основе анализа имевших место нарушений устойчивости и многочисленных расчетов переходных процессов с использованием ЦВМ и АВМ. Примеры таких исследований даны в § 5-7. Попытки формализовать процесс определения управляющих воздействий пока еще не дали ощутимых результатов, хотя в ряде направлений результаты являются обнадеживающими. Вследствие этого обстоятельства в данном параграфе изложены лишь те идеи и методы, которые служат основой для разработки алгоритмов и программ определения управляющих воздействий в энергосистемах сложной структуры.
В § 2-5 был рассмотрен общий подход к определению управляющих воздействий, обеспечивающих наибольшую область устойчивости. Применительно к энергосистемам сложной структуры все сделанные в этом разделе выводы остаются справедливыми. Однако ряд вопросов требует дополнительного рассмотрения. Прежде всего это относится к значению разработки общих методов поиска управляющих воздействий в энергообъединениях сложной структуры с большим числом управляемых объектов. Для определения управления в энергосистемах с одним или двумя управляемыми объектами достаточно хорошее решение можно быстро найти путем перебора возможных управлений. Число возможных вариантов перебора быстро возрастает при увеличении числа объектов управления, и эта задача так просто не может быть решена. Поэтому для поиска управляющих воздействий в энергосистемах сложной структуры общие методы имеют существенно большее значение.
Применение этих методов в многосвязной нелинейной системе, как известно [135], наталкивается на трудности, обусловленные в основном тем, что алгоритмы итеративных процессов поиска управления могут сходиться к решениям, соответствующим локальным экстремумам оптимизируемого функционала. Другая трудность заключается в том, что максимальная область устойчивости, которую можно обеспечить за счет управления при заданном возмущении, в сильной степени зависит от установившегося послеаварийного режима. Выбор режима, к которому управление должно привести систему, является задачей с большим числом возможных решений, причем выбор того или иного решения может быть основан на ряде различных соображений относительно экономичности, уровней напряжения и частоты, располагаемых резервов, величины мощности отключаемой нагрузки, ее ответственности и т. п., поэтому формализация поиска управляющих воздействий в полной мере нецелесообразна и в части (выбора послеаварийного режима значительную роль должны играть инженерные соображения.
Для определения управляющих воздействий в сложной энергосистеме весьма перспективным является направление, развиваемое в [19, 133] и основанное на принципе наиболее быстрого убывания полной избыточной энергии, внесенной в энергосистему в результате того или иного возмущения. Однако использование этого принципа в ряде случаев, как указывалось в § 2-4, не дает наибольшей области устойчивости, поскольку требование наибольшей скорости убывания избыточной энергии не связывает конечного и начального положений системы. Поэтому целесообразно продолжить исследования по определению области использования этого принципа в энергообъединениях сложной структуры.



 
« Удаление сульфатных накипей фосфатной вываркой   Установка для исследования диаграмм направленности наклонных акустических преобразователей »
электрические сети