Стартовая >> Архив >> Управление энергосистемами для обеспечения устойчивости

Принципы выбора противоаварийной автоматики - 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

1-7. Принципы выбора противоаварийной автоматики, определения ее уставок и области устойчивых режимов
Выбор противоаварийной автоматики в энергосистемах, определение ее уставок и областей устойчивых режимов является инженерной задачей, решение которой можно рекомендовать производить в следующей последовательности:
определяются нормальная схема системы и длительность ее существования, наиболее вероятные (планируемые) режимы и режимы, соответствующие максимальному отклонению от наиболее вероятных (как правило, режимы с максимальными перетоками мощности)*. Определяются основные ремонтные схемы, соответствующие им режимы и их длительность;
изучается опыт эксплуатации энергосистемы в части режимов ее работы, имевших место аварий и работы релейной защиты и автоматики. Определяются характерные особенности нового этапа развития энергосистемы, для которого требуется разработать автоматику и определить область устойчивых режимов, по сравнению с предшествующим этапом;
по данным предыдущих пунктов определяются типовая структура данной энергосистемы, требования к ее устойчивости (расчетные возмущения, запасы устойчивости и т. п. в соответствии с [130] и опытом эксплуатации) и намечаются варианты выполнения противоаварийной автоматики**;

* В проектной практике [155а] для выбора средств противоаварийного управления дополнительно рассматривается еще режим с расчетными перетоками мощности, определенными нормативным 20%-ным запасом по условиям статической устойчивости, если этот режим является более тяжелым, чем режим с максимальными перетоками.
**   В проектной практике [155а] в ряде случаев рассматриваются более тяжелые возмущения, чем даны в нормативных материалах [130], такие как отключение наиболее мощной станции в энергосистеме двухфазное к. з. на землю с отказом

составляются эквивалентные схемы замещения, принимаются исходные допущения, намечается программа выполнения расчетов электромеханических переходных процессов и выбираются расчетные средства;
формулируются инженерные критерии оптимальности автоматики для данной энергосистемы;
проводятся натурные испытания в энергосистеме (на существующем этапе ее развития), позволяющие выявить характерные особенности энергосистемы и ее элементов, существенно (влияющие на устойчивость, определить эквивалентные параметры частей системы и пределы устойчивости для отдельных режимов, и по возможности проверить эффективность намеченной автоматики;
выполняется первая серия расчетов для условий испытаний. Результаты этих расчетов сопоставляются с данными испытаний и на основании этого сопоставления уточняются эквивалентная схема, ее параметры и исходные допущения;
выполняется вторая серия расчетов, которая позволяет выбрать наиболее эффективную автоматику, ее уставки и определить границы областей устойчивых режимов в заданных нормальных и ремонтных схемах;
после окончания проектных, монтажных и наладочных работ по первичному оборудованию и автоматике вновь выполняются натурные испытания, которые дают возможность убедиться в правильности выбора автоматики, ее эффективности и уточнить область устойчивых режимов и уставки автоматики*.

*На этой последней стадии также проводятся расчеты для уточненных до эксплуатационным данным схем и режимов.

Изложенные принципиальные положения основаны на сочетании изучения опыта эксплуатации, натурных экспериментов и расчетов. Изучение опыта эксплуатации в части устойчивости энергосистем проводится во ВНИИЭ в течение примерно 15 лет.

Натурные эксперименты в энергосистемах производятся систематически в течение 20 лет (всего было проведено около 60 испытаний). По мере выполнения этих испытаний разрабатывалась и уточнялась методика их проведения.
Общепризнанными средствами для выполнения расчетов (и модельных экспериментов) в настоящее время являются статические модели сети переменного тока, физические модели, аналоговые (АВМ) и цифровые (ЭВМ) вычислительные машины. Вопросы использования статических моделей переменного тока и физических моделей для расчетов устойчивости достаточно подробно освещены в литературе. Особенности расчетов устойчивости на АВМ и ЦВМ кратко рассмотрены в приложении.
Сравнение эффективности различных видов автоматики производится на основании инженерных критериев оптимальности управления. Такими критериями могут являться: максимум передаваемой мощности, минимум отключаемой нагрузки, минимальная длительность асинхронного хода и др. При этом должны соблюдаться ограничения по допустимому значению повышения напряжения, снижения мощности турбин и т. п.
Определение наиболее эффективной автоматики производится путем проведения сопоставительных расчетов для ряда вариантов. Такой подход не гарантирует получения оптимального решения и требует проведения большого объема расчетов, что даже при использовании современной вычислительной техники является весьма трудоемкой задачей.
Для получения более быстрых и полноценных результатов в последние годы наметились следующие пути:
использование методов Ляпунова для получения области устойчивости;
использование теории оптимального управления для определения наиболее эффективных управляющих воздействий.
Первое из этих направлений развивается многими авторами в течение ряда лет [6, 10, 26, 154, 164]. Полученные результаты пока еще не позволяют определять области устойчивости для многомашинной системы, однако перспективность этих работ несомненна, особенно для выбора уставок противоаварийной автоматики.
Применение теории оптимального управления для выбора управляющих воздействий, повышающих устойчивость энергосистем, началось сравнительно недавно [19, 132, 133]. Первые полученные результаты показывают, что использование этих методов уже в настоящее время позволяет определить такие управляющие воздействия, которые при заданных критериях эффективности управления являются оптимальными. Определение оптимальных управляющих воздействий производится следующим образом.

Пусть заданы дифференциальные уравнения состояния системы
(1-1)
где Х=(Х\, Х2,...,Хп) — переменные; и=(и1, и2, иn) — управляющие воздействия; g(t)—возмущения.
В установившемся предаварийном режиме возмущения и управляющие воздействия принимаем равными нулю, т. е. этот режим описывается уравнением
(1-2)
Начиная с t—0 на систему действуют возмущения g(t). Задача поиска оптимального управления состоит в том, чтобы отыскать такое u(t), при котором, во-первых, система из положения X0 перешла бы в положение Х1 (в установившийся послеаварийный режим) и, во- вторых, при этом принимал бы экстремальное значение показатель качества движения А.
Решение первой задачи позволяет получить наибольшую область устойчивости (или, как иногда говорят, область управляемости), и именно это наиболее важно при выборе противоаварийной автоматики. Как показано в работах ряда авторов ([182] и др.), получить наибольшую область устойчивости можно при любом критерии оптимальности, т. е. первые управляющие воздействия инвариантны к критериям оптимальности. Это положение используется в последующих главах при определении управляющих воздействий, обеспечивающих наибольшую область устойчивости в энергосистемах различной структуры.



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