Глава четвертая
МЕТОДИКА РАСЧЕТА АВАРИЙНОЙ РАЗГРУЗКИ
Расчетные режимы и аварии. Последовательность расчета
Основную часть расчета разгрузки составляет определение ее объема. Расчет должен начинаться с анализа режимов энергообъединений и энергосистем и выявления наибольших аварийных дефицитов мощности. Должны быть проанализированы возможные аварийные режимы с дефицитом мощности, начиная с местных и кончая общесистемными. При этом должны быть рассмотрены реально возможные наложения аварийных режимов в нормальных и ремонтных схемах работы энергосистем.
В соответствии с [30, 54] при анализе возможных дефицитов, как правило, следует рассматривать:
а) для изолированно работающих электростанций—отключение наиболее мощного генератора, или блока, или секции сборных шин;
б) для энергосистемы — полное отключение наиболее мощной электростанции. Для электростанции с общим паропроводом и нагрузкой на генераторном напряжении следует исходить из вероятности аварии в котельной, когда возможно сохранение нагрузки при отключении всех генераторов;
в) для частей энергосистем и для энергосистем, входящих в ОЭС,—отключение питающих линий; при наличии связей малой пропускной способности — отключение генерирующей мощности и последующее отключение этих связей вследствие наброса мощности сверх предела устойчивости;
г) для ОЭС в целом—главным образом возможность их разделения на части из-за отключения межсистемных связей или возможность отключений генерирующей мощности с последующим отключением межсистемных связей из-за аварийного наброса мощности, а также возможность возникновения асинхронного режима по отдельным связям и, как следствие этого, развитие аварии с отключением генерирующей мощности.
Мощность нагрузки, которую необходимо подключить к очередям АЧР, определяется наибольшим возможным дефицитом мощности в данном районе. Проанализировав возможные аварийные режимы для района, энергосистемы, энергообъединения в целом, можно для каждого из них определить максимальные расчетные, дефициты мощности. Далее по значению максимального расчетного дефицита мощности определяются объемы АЧР и производится размещение разгрузки по энергосистеме и энергообъединению.
Объем АЧР и ее размещение в отдельных районах, энергосистемах, энергообъединении в целом целесообразно определять, идя от анализа местных аварий ко все более общим (более крупный район, энергосистема, две энергосистемы и т. д.), при этом объем разгрузки в отдельных районах и энергосистемах определяется по наиболее жесткому из требований предотвращения развития местных и общесистемных аварий.
После того как выбраны объемы разгрузки и она размещена по отдельным районам, целесообразно еще раз провести контроль объемов разгрузки и ее размещения по следующим факторам. Одни и те же потребители в разные периоды года, недели, суток могут составлять различную долю суммарной нагрузки соответствующего узла. Например, в режимах ночного провала доля нагрузки, приходящейся на предприятия с двухсменным режимом, практически падает до нуля. Таким образом, хотя нагрузка, подключенная к АЧР, может быть достаточна для ликвидации определяющего расчетного дефицита (например, в утренний максимум), потребителей, фактически подключенных к АЧР, может не хватить для успешной ликвидации аварии с меньшим дефицитом мощности, например в ночной минимум нагрузки. Возможность такого явления уже отмечалась в гл. 2, и она является одной из причин, по которой в объеме АЧР1 и АЧР2 закладываются определенные запасы [30, 54]. В большинстве случаев этого запаса оказывается достаточно, чтобы избежать подобных явлений, однако, учитывая существенно различные условия работы узлов энергосистем, различный состав и характеристики потребителей, целесообразно все же дополнительно провести контроль фактической мощности, подключенной к АЧР, для тех же характерных периодов года, дней и часов, для которых производился анализ возможных дефицитов мощности, и при необходимости увеличить объем или скорректировать размещение разгрузки по районам энергосистемы. При эксплуатации энергосистем, когда АЧР уже выполнена, необходимо также ежегодно в характерные периоды года, дни и время суток производить по всем районам и энергосистемам контрольные измерения фактической мощности, подключенной к АЧР, для проверки достаточности объема разгрузки и обеспечения ее эффективной работы в аварийных ситуациях.
Следующим этапом расчета является распределение выбранных объемов разгрузки по очередям АЧР1 и АЧР2. Число очередей АЧР следует стремиться сделать как можно большим. На практике часто количество очередей в данном районе или энергосистеме определяется количеством имеющихся устройств разгрузки. Распределять нагрузку по очередям АЧР можно примерно равномерно. При отклонении от равномерного предпочтительно большие объемы нагрузки подключать к первым (с более высокими уставками по частоте) очередям АЧР1. Необходимо строго соблюдать требование обеспечения минимизации ущерба при работе АЧР, для этого более ответственные потребители должны подключаться к очередям АЧР1 с более низкими уставками по частоте и очередям АЧР2 с большими уставками по времени.
После распределения нагрузки по очередям АЧР целесообразно произвести оценку эффективности разгрузки при различных авариях, рассчитав с помощью тех или иных расчетных средств переходные процессы изменения частоты при различных возмущениях.
Для ОЭС, работающих в составе ЕЭС СССР, центральное диспетчерское управление (ЦДУ) ЕЭС СССР задает граничные уставки по частоте АЧР2, число ступеней АЧР2 и их уставки по частоте, начальные (верхние) уставки по частоте АЧР1, уставки по частоте спецочередей АЧР, минимальный суммарный объем АЧР1 и АЧР2, минимальный объем совмещения очередей АЧР1 и АЧР2, примернее распределение объема совмещенных очередей АЧР2 по ступеням этой категории разгрузки в избыточных и дефицитных по мощности энергосистемах, входящих в данную ОЭС, граничные уставки по частоте ЧАПВ, примерное распределение объема по ступеням ЧАПВ. С учетом требований ЦДУ ЕЭС СССР ОДУ задает аналогичные параметры АЧР и ЧАПВ для энергосистем, входящих в состав данной ОЭС, исходя из условий возникновения и ликвидации дефицита мощности по ОЭС в целом или одновременно в нескольких смежных энергосистемах.
Если суммарный объем АЧР в энергосистеме, определенный районным энергоуправлением (РЭУ) на основании анализа возможных аварийных возмущений в ней, оказывается меньше заданного объединенным диспетчерским управлением (ОДУ) по условиям ликвидации общесистемных дефицитов мощности, он должен быть увеличен. Если же этот объем превосходит задаваемый ОДУ, то он является определяющим и не может быть уменьшен. Аналогично ОДУ должно увеличить суммарный объем АЧР в ОЭС, определенный на основании возможных аварийных возмущений в ней, если этот объем оказывается меньше, чем заданный ЦДУ ЕЭС СССР.
В ОЭС, работающих раздельно с ЕЭС СССР, и в изолированно работающих энергосистемах объемы и граничные уставки АЧР и ЧАПВ задают соответственно ОДУ и РЭУ.
В последние годы суммарный объем АЧР по различным ОЭС, входящим в состав ЕЭС СССР, составляет 60—65% их нагрузки, до 70% этого объема подключено к совмещенным очередям АЧР1 и АЧР2. Верхние уставки по частоте АЧР2 в избыточных по мощности ОЭС принимаются, как правило, равными 48,7 Гц, а в дефицитных—48,8 Гц (соответственно
нижние уставки по частоте АЧРН—48,4 и 48,5 Гц), АЧР2 разбивается на четыре ступени по частоте с интервалом 0,1 Гц, к которым объем совмещенных очередей АЧР2 подключается примерно в следующих пропорциях: 5—25% к первой ступени и примерно поровну—к остальным. Верхние уставки по частоте АЧР1 принимаются соответственно равными 48,5 Гц в избыточных по мощности ОЭС и 48,6 Гц в дефицитных. Уставка спецочереди АЧР составляет, как правило, 49 Гц, а нижняя уставка по частоте ЧАПВ—49,2 Гц, при этом к устройствам ЧАПВ с уставками 49,2—49,4 Гц подключается не более 10% нагрузки, отключаемой АЧР.