Мониторинг допустимости послеаварийных режимов электроэнергетических систем

• Автор: Тутундаева, Дарья Викторовна
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 210 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И НОРМИРОВАНИЯ ЗАПАСОВ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЭС.

1.1 Отечественный и зарубежный методы контроля и нормирования запасов устойчивости ЭЭС.

1.1.1 Отечественный опыт контроля и нормирования устойчивости ЭЭС.

1.1.2 Концепция действующих в ЕЭС России МУ и возможности сс развития.

1.1.3 Зарубежные методы контроля и нормирования устойчивости ЭЭС.

1.2 Перспективы создания системы мониторинга запасов устойчивости

на основе системы мониторинга переходных режимов ЭЭС

1.3 Постановка задач исследования.

1.4 Выводы
ГЛАВА 2 ОСНОВЫ ПОСТ РОЕНИЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ДОПУСТИМОСТИ РЕЖИМОВ ЭЭС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АКТУАЛЬНОЙ МАТРИЦЫ СОБСТВЕННЫХ И ВЗАИМНЫХ проводимостей ЭДС ГЕНЕРАТОРОВ
2.1 Идентификация актуальной матрицы собственных и взаимных проводимостей ЭДС генераторов в режиме реального времени
2.2 Контроль ограничений по статической устойчивости режима ЭЭС на основе актуальной матрицы СВП ЭДС генераторов
2.2.1 Аналитическое определение предельных мощностей генераторов и уравнения границы области устойчивости.
2.2.2 Определение ограничений по статической устойчивости режима в многомашинной ЭЭС
2.2.3 Учет работы АРВ и ограничений по реактивной мощности
генераторов при определении ограничений по статической устойчивости режима ЭЭС
2.3 Контроль ограничений по допустимости режимных параметров ЭЭС на основе идентификации коэффициентов связи ЭДС генераторов с контролируемыми параметрами
2.3.1 Контроль запасов устойчивости узлов нагрузки
2.3.2 Контроль перетоков активных мощностей по сечениям.
2.4 Организация мониторинга допустимости режимов ЭЭС по данным I1
2.4.1 Мониторинг допустимости квазиустановившихся и установившихся послеаварийных режимов ЭЭС.
2.4.2 Мониторинг допустимости нормальных режимов ЭЭС
2.5 Алгоритмизация задач мониторинга допустимости режимов ЭЭС
2.6 Выводы
ГЛАВА 3 РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ НОРМИРОВАНИЯ ЗАПАСОВ УСТОЙЧИВОСТИ С УЧЕТОМ МОНИТОРИНГА ДОПУСТИМОСТИ РЕЖИМОВ ЭЭС.
3.1 Концепция нормативных требований по устойчивости с учетом мониторинга допустимости режимов ЭС
3.2 Требования к системам сбора и обработки данных о режиме применительно к системе мониторинга допустимости режимов ЭЭС
3.3 Контроль запасов устойчивости ЭЭС на примере Сургутского энергоузла.
3.3.1 Характеристика объекта исследования
3.3.2 Опенка допустимости нормальных и послеаварийных режимов на основе идентификации актуальной матрицы СВП ЭДС генераторов
3.3.3 Определение ограничений по устойчивости в соответствии с действующими МУ.
3.3.4 Сопоставление результатов и обоснование применения системы
мониторинга допустимости режимов ЭЭС для корректировки
ограничений по устойчивости в режиме реального времени
3.4 Выводы.
ГЛАВА 4 ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭЭС С КОНТРОЛЕМ ЗАПАСОВ УСТОЙЧИВОСТИ В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
4.1 Постановка задачи противоаварийного управления в ЭЭС по результатам мониторинга допустимости ПАР применительно к управлению мощностью турбины.
4.1.1 Постановка и формулировка задачи управления
4.1.2 Представление объекта управления.
4.2 Алгоритм управления мощностью турбины с контролем запасов устойчивости в темпе переходного процесса
4.3 Программная реализация алгоритма управления РТ.
4.4 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложение 1 Параметры схем замещения и генерирующего
оборудования.
Приложение 2 Программная реализация процедуры идентификации матрицы СВП на основе переопределенной системы уравнений
мощностей генераторов в схеме два генератора ШБМ.
Приложение 3 Программная реализация построения границы области
устойчивости для схемы два генератора БМ.
Приложение 4 Прораммная реализация процедуры идентификации коэффициентов связи ЭДС генераторов с напряжением на шинах нагрузки 4 Приложение 5 Структура алгоритма управления РТ с контролем
запасов устойчивости в приложении БМииМК МАТЬАВ.
Приложение 6 Акт о внедрении результатов диссертационной работы.
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
АДП аварийно допустимый переток
АОПО автоматика ограничения перегрузки оборудования
ЛПВ автоматическое повторное включение
А ПНУ автоматика предотвращения нарушения устойчивости
АРВ автоматический регулятор возбуждения
АРС автоматический регулятор скорости
АРЧМ автоматическое регулирование частоты и мощности
вл воздушная линия
ДРТ длительная разгрузка турбины
дхн динамическая характеристика нагрузки
ПРТ импульсная разгрузка турбины
КЗ короткое замыкание
мдп максимально допустимый переток
мисв механизм изменения скорости вращения
МУ Методические указания по устойчивости энергосистем
нормальный режим
отключение генераторов
ОИУК оперативный информационноуправляющий комплекс
ПА противоаварийная автоматика
ПАР послеаварийный режим
ПАУ противоаварийное управление
РЗ и А релейная защита и автоматика
РТ разгрузка турбины
СВП собственные и взаимные проводимости
СМЗУ система мониторинга запасов устойчивости
СМПР система мониторинга переходных режимов
схн статическая характеристика нагрузки
УУР уравнения установившегося режима
ШБМ шины бесконечной мощности
ЭГП электрогидравлический преобразователь
эдс электродвижущая сила
ээс электроэнергетическая система
i
i
i
i i
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Запас статической устойчивости электропередачи, связывающей электростанцию с ЭЭС должен быть не менее в нормальном режиме и 8 в кратковременном ПАР. При расчете мсжсистемных связей коэффициент запаса должен определяться с учетом нерегулярных колебаний мощности гю связи 2 от суммарной мощности генераторов меньшей из соединяемых систем. Руководящие указания регламентировали вид короткого замыкания и его длительность, при которых должна сохраняться динамическая устойчивость системы. ЭЭС и методах техникоэкономического обоснования запасов устойчивости. При этом должны быть использованы статистиковероятностные методы оценки возможности нарушений устойчивости в отдельных звеньях цепи и их последствий, должны быть учтены возможные погрешности как расчетов, так и эксплуатационных и специальных измерений. Однако изза незавершенности теоретических разработок и недостаточности технических и статистических данных не представлялось возможным экономически обосновать нормативные требования в отношении необходимых проектных и эксплуатационных запасов устойчивости. Требования к устойчивости даны на основании имеющегося опыта эксплуатации и проектирования ЭЭС, а также некоторых практически используемых результатов научных исследований. Таким образом, нормативные требования по устойчивости были установлены без какоголибо теоретического обоснования. На протяжении нескольких десятилетий было предпринято множество попыток разработать новую методику нормирования устойчивости ЭЭС и выпущено несколько редакций методических рекомендаций по устойчивости ЭЭС . Однако, концепция, предложенная в г, сохранилась и в действующих МУ 1. В х гг внимание исследователей было направлено на применение вероятностных и статистических методов к анализу режимов ЭЭС, в том числе и к анализу устойчивости . В предложен подход к определению вероятности нарушения устойчивости синхронных режимов. Вероятностная оценка устойчивости ЭЭС выполняется по сумме вероятностей нарушения статической и динамической устойчивости за рассматриваемый интервал времени. Для выбора оптимального коэффициента запаса и оценки допустимости режима предложено использовать метод экономических эквивалентов ущерба применительно к графикам надежности работы системы, построенным при различных значениях коэффициента запаса. МонтеКарло. Андреюк В. А. и Марченко Е. А. впервые предложили рассматривать стационарные режимы слабых межсистемных связей как случайные процессы и разработали соответствующие методы их описания и анализа , , . Ими получены выражения для расчета математического ожидания и дисперсии колебаний угла и мощности линии связи, а также критерий устойчивости стационарных режимов энергообъединений со слабыми связями, основанный на анализе устойчивости первых двух моментов математического ожидания и дисперсии случайных колебаний угла. В изложена методика оценки характеристик надежности режима простейшими характеристиками выбросов угла электропередачи, требующая линеаризации нелинейной характеристики мощности. ЭЭС без нарушения устойчивости. Величину запаса как статической, так и динамической устойчивости предложено характеризовать относительным числом внешних повреждений, при которых передача сохраняет устойчивость. Значительный вклад в разработку теоретических вопросов анализа устойчивости сделан Вениковым В. А. и Литкенс И. ЭЭС вблизи границы устойчивости. В отличие от хорошо разработанных методов определения границ статической устойчивости методы определения запасов статической устойчивости даже для простейших систем практически не разработаны. Ряд работ посвящен экспериментальному изучению нерегулярных колебаний мощности слабых межсистсмных связей и методам их учета при определении требований по устойчивости. Для вероятностной оценки характеристик параллельной работы энергосистем по слабой связи в условиях случайных колебаний обменной мощности ВНИИЭ Портной М. Г., Тимченко В. Ф. предлагает использовать теорию выбросов гладких процессов, представляющую колебания обменной мощности, как гауссовский стационарный процесс , . Другая постановка задачи предложена НИИПТ Андреюк В. А., Марченко Е.