Управление энергосистемами для обеспечения устойчивости - Задачи АСДУ в обеспечении устойчивости энергосистем

В отечественной и зарубежной литературе высказывается общее мнение, что применение АСУ особенно эффективно в тех случаях, когда перед этой системой ставятся задачи, существенно отличные от тех, которые до этого времени решались человеком. Поэтому на АСДУ в первую очередь следует возлагать те задачи, решение которых вызывает наибольшие затруднения у персонала.
Задачи обеспечения устойчивости энергосистем при долгосрочном планировании режима являются в значительной степени традиционными. При решении этих задач заданными, как правило, являются схема энергосистемы и ее нагрузки и требуется определить максимально допустимые по условиям устойчивости режимы работы, состав оборудования и уставки противоаварийной автоматики. В ряде случаев состав оборудования или автоматика также являются заданными. В других случаях (таких случаев в эксплуатации мало) требуется сравнить по условиям устойчивости различные схемы энергосистемы. При проектировании энергосистем ряд задач обеспечения устойчивости близок к задачам эксплуатационным (это прежде всего относится к выбору режимных принципов автоматики). Ряд других задач, таких как разработка средств компенсации параметров электропередач для повышения ее устойчивости, обоснования требований к оборудованию (генераторам, трансформаторам и т. п.), существенно отличаются от эксплуатационных задач и в данной работе не рассматриваются.
Имеется почти десятилетняя практика использования ЭВМ второго поколения для решения эксплуатационных задач устойчивости и аналогичных проектных задач. Используемые при этом методы, алгоритмы и программы непрерывно совершенствуются и внедряются все в большем числе ОДУ и энергосистем. Следует отметить, что решение задач устойчивости при долгосрочном планировании режимов необходимо в основном на верхних ступенях территориальной иерархии (ЦДУ ЕЭС, ОДУ и некоторые энергосистемы).
Весьма важной особенностью решения задач устойчивости при долгосрочном планировании режимов является органическое сочетание экспериментальных и расчетных методов. Многолетняя практика выполнения таких комплексных работ показала, что только при постоянной ориентации на сочетание опытов и расчетов можно добиться достаточно точного определения пределов устойчивости. Объясняется это тем, что на устойчивость решающим образом влияют характеристики устройств регулирования, свойства нагрузки и эквивалентных частей энергосистемы.
Определение ограничений по устойчивости и уставок противоаварийной автоматики при долгосрочном планировании режима (и решение аналогичных задач при проектировании) позволило существенно повысить надежность работы энергосистем и их экономичность. Таким образом, основной эффект от решения задач устойчивости на этом временном уровне АСДУ был получен при использовании ЦВМ второго поколения. На цифровых ЭВМ третьего поколения при дальнейшем совершенствовании отдельных методов, алгоритмов и программ осуществляется кардинально иной подход к решению тех же задач, который состоит в комплексной системной разработке всех частей АСДУ на единой информационной базе с автоматическим переходом от одной программы к другой. Одновременно в связи с решением задач устойчивости на других временных уровнях возникают новые задачи, которые требуется решать при долгосрочном планировании. К этим задачам относится определение эквивалентных схем и параметров для расчетов устойчивости при краткосрочном планировании и оперативном управлении и выполнение необходимых расчетов, позволяющих определить уравнения и их коэффициенты для алгоритмов, выбирающих управляющие воздействия противоаварийной автоматики (для подсистемы автоматического управления).
Решение задач устойчивости при краткосрочном планировании режима основывается на результатах, полученных при долгосрочном планировании. К используемым результатам относятся прежде всего экспериментальные и расчетные данные, позволяющие составить эквивалентную схему минимального объема при достаточно точном представлении свойств нагрузки, регулирующих устройств и устройств автоматики. Расчеты устойчивости при краткосрочном планировании предполагается выполнять для проверки допустимости разрешения ремонтных заявок и определения необходимых для этого изменений режима и уставок автоматики, а также для уточнения ограничений по устойчивости при оптимизации режима.
В настоящее время расчеты устойчивости при краткосрочном планировании проводятся лишь в отдельных случаях в основном из-за того, что для этого требуется много машинного времени и времени на подготовку данных и анализ результатов. Предполагается, что проведение подобных расчетов станет возможным на втором этапе развития АСДУ. При этом, по-видимому, не возникнет необходимости в создании специальных программ расчета устойчивости при краткосрочном планировании, так как можно будет использовать как программы долгосрочного планирования, так и программы оперативного управления.
Расчеты устойчивости энергосистем при оперативном управлении дают возможность определить необходимые изменения режима и противоаварийной автоматики при разрешении аварийных заявок и уточнить ограничения по устойчивости при оперативной оптимизации режима. Решение задач устойчивости при оперативном управлении существенно отличается от решения тех же задач при планировании тем, что при этом обязателен автоматический ввод информации и на решение задачи и анализ полученных результатов отводится очень мало времени.
Вследствие этих особенностей для оперативных расчетов устойчивости требуется разработка принципиально иного подхода и соответствующих методов, алгоритмов и программ.
Решение задач устойчивости при автоматическом управлении имеет целью повысить адаптивность противоаварийной автоматики, т. е. избавить персонал от весьма ответственных, сложных и частых операций по изменению уставок противоаварийной автоматики.