Концепция противоаварийного автоматического управления в

Концепция противоаварийного
автоматического управления
в ЕЭС России
Н.Г. Шульгинов, А.В. Жуков, А.Т. Демчук – ОАО «СО ЕЭС»
Л.А. Кощеев, П.Я. Кац, М.А. Эдлин – ОАО «НИИПТ»
Концепция ПАУ в ЕЭС России
1.
ЕЭС России была и, учитывая большую капиталоемкость
и значительные сроки строительства объектов
электроэнергетики, в обозримом будущем остается
энергообъединением со слабыми межсистемными
связями.
2.
Надежность и живучесть ЕЭС России обеспечивались и
будут обеспечиваться широким использованием средств
противоаварийного автоматического управления (ПАУ).
3.
Цель разработки Концепции – определение путей
развития ПАУ для обеспечения системной надежности
ЕЭС России в условиях реформирования энергетики; с
учетом развития микропроцессорной техники и техники
связи.
2
Цели ПАУ
Цели ПАУ – обеспечить, во взаимодействии с релейной защитой,
системами регулирования и управления:
 максимальный уровень эффективности использования
основного оборудования энергосистем, который может быть
достигнут на данном этапе развития электроэнергетики;
 надежность функционирования и живучесть энергосистемы
при любых технических отказах оборудования, природных
воздействиях и непреднамеренных ошибках
эксплуатационного персонала.
Указанным целям можно соотнести соответствующие средства ПА.
3
Средства и функции ПА
К первому классу в основном относятся средства ПА,
выполняющие функцию автоматического предотвращения
нарушения устойчивости (АПНУ). Их применение позволяет
ослабить ограничения на рынке мощности, способствует
полной выдаче мощности крупных электростанций и
энергоузлов с избытком генерируемой мощности и
покрытию недостатка мощности в дефицитных районах.
Ко второму классу относятся средства ПА, выполняющие
остальные функции: АЛАР, АОСЧ (включает АЧР, АЧВР,
ЧАПВ), АОПЧ и АОПН, АОПО; автоматическое выделение
электростанций или энергоблоков на сбалансированную
нагрузку, выделение генераторов на питание собственных
нужд электростанций.
.
4
Принципы организации ПА
По принципам организации ПА подразделяется на
локальные устройства (ЛПА) и централизованные системы (ЦСПА).
Локальные устройства противоаварийной автоматики:
• реализуют одну из функций ПА на отдельном объекте или
предотвращают выход за допустимые пределы какого-то одного
параметра,
• используют ограниченный набор УВ, и, в основном, местную
информацию.
Формируемые ими УВ, как правило, реализуются на тех же
объектах, где располагаются устройства ПА.
Взаимная координация работы локальных устройств ПА на
различных объектах осуществляется, как правило, с помощью
соответствующего выбора уставок или дискретных команд.
5
Принципы организации ПА
Централизованные
системы
противоаварийной
автоматики
защищают
обширные
районы,
вплоть
до
объединенных
энергосистем и ЕЭС в целом на основе представительного объема
телеметрической информации о режиме и составе сети; применяют
все возможные УВ в районе управления, для реализации которых
используются устройства нижнего уровня, в том числе местные
ЛПА. Они же резервируют ЦСПА.
Организация ЦСПА требует широкого развития в энергорайонах
средств получения телеметрической информации о состоянии и
режиме энергорайона и средств передачи аварийных сигналов и
команд управления. Места установки и количество устройств
нижнего уровня в составе ЦСПА определяются, в основном, исходя
из условий минимизации протяжённости трактов передачи
аварийных сигналов и команд ПАУ для достижения максимальной
надёжности и быстродействия.
6
Принципы организации ПА
ЦСПА в настоящее время применяются только для АПНУ и
предотвращения опасной токовой перегрузки линий и
оборудования.
ЛПА используются на всех рубежах.
Основная цель перехода от ЛПА к ЦСПА при реализации
функций АПНУ – повышение точности и сокращение
избыточности управляющих воздействий (снижение
ущерба) и расширение области допустимых режимов
работы энергосистемы при ограниченном объеме УВ.
7
Тенденции в изменении подхода к
использованию ПА
• Роль локальных устройств АПНУ сведется к использованию
их в качестве пусковых органов, устройств автоматического
запоминания дозировок и выдачи команд на реализацию
управляющих воздействий и, в некоторых случаях, –
резервных устройств ЦСПА;
• ЦСПА будет, в основном, использоваться для
предотвращения нарушения устойчивости (опасной
перегрузки) при возникновении второго или последующих
аварийных возмущений, то есть, как мероприятие по
предотвращению развития аварии и потери живучести
энергосистемы;
• существенно возрастет роль ЦСПА как «советчика»
диспетчера, позволяющего в реальном времени оценить
допустимость режима без использования АПНУ в случае
возникновения аварийной ситуации;
8
Тенденции в изменении подхода к
использованию ПА
• значительно возрастет роль координирующих систем
противоаварийного управления (КСПУ) как средства
координации ЦСПА и системы непосредственного
управления режимами ЕЭС;
• роль подсистем ПА, обеспечивающих живучесть
энергосистемы, практически не изменится, но снизится
частость их срабатывания, что повлечет за собой изменение
требований к профилактическим мероприятиям;
• будет развита специальная система ПА для мегаполисов,
сочетающаяся с централизованной системой
автоматического управления напряжением;
9
Тенденции в изменении подхода к
использованию ПА
• возрастет необходимый объем и повысятся требования к
качеству режимной информации, используемой ПА;
• расширится номенклатура управляющих воздействий ПА,
в том числе воздействий импульсного типа через устройства
FACTS и ППТ;
• снизится частота использования управляющих воздействий и
в то же время может увеличиться единовременный объем
управляющих воздействий для прекращения развития
аварийных процессов, что должно учитываться при
коммерческой оценке управляющих воздействий;
• расширится технологическая и программно-аппаратная
взаимосвязь с другими системами управления энергосистемой.
10
Экономика ПАУ
Переход к рыночным отношениям требует использования
экономических механизмов и в части противоаварийного
управления.
Наиболее рациональным является сочетание административных
методов (технические регламенты и правила, определяющие
присоединение к сети и параллельную работу субъектов в
энергосистеме) и экономического стимулирования.
По условиям возмещения затрат на установку и эксплуатацию
устройств противоаварийной автоматики с учетом специфики
предназначения
системы
противоаварийной
автоматики
подразделяются на два класса:
11
Экономика ПАУ

устройства противоаварийной автоматики, затраты на
установку и эксплуатацию которых субъект рынка возмещает
за счет собственных средств, т.к. наличие этих устройств у
данного субъекта соответствует требованиям технических
регламентов по обязательным условиям подключения к
электрической сети ЕЭС;

системы
противоаварийной
автоматики,
затраты
на
установку и эксплуатацию которых компенсируются через
механизм реализации услуг по обеспечению системной
надежности.
12
Задачи развития и совершенствования ПАУ
Для развития и совершенствования ПАУ необходимы:
1.
Разработка
предложений
по
совершенствованию
юридических
и
экономических
отношений
между
субъектами энергетики ЕЭС России в области ПАУ.
2.
Разработка новых, ориентированных на современные
цифровые средства управления, алгоритмов работы
локальных и централизованных устройств ПА, разработка
и внедрение новых цифровых устройств и систем ПА
нового поколения в ЕЭС России.
3.
Исследование, разработка и внедрение алгоритмов и
аппаратуры, обеспечивающих привлечение устройств
FACTS и ППТ для решения задач ПАУ.
13
Задачи развития и совершенствования ПАУ
4.
Разработка и внедрение мероприятий, обеспечивающих
возможность использование форсировки мощности
энергоблоков для решения задач ПАУ.
5.
Разработка и внедрение мероприятий по управлению
мощностью энергоблоков электростанций новых типов
(парогазовых и т.п.) для решения задач ПАУ.
6.
Разработка и внедрение мероприятий по обеспечению
возможности управления мощностью энергоблоков АЭС.
7.
Разработка и внедрение координирующей
противоаварийного управления на уровне ЕЭС.
8.
Разработка и внедрение мероприятий по использованию
АРЧМ для решения задач ПАУ.
системы
14
Задачи развития и совершенствования ПАУ
9.
Разработка принципов организации и алгоритмов
автоматического восстановления энергосистем после
системных аварий.
10. Разработка принципов организации и алгоритмов
противоаварийного управления в мегаполисах.
11. Реализация возможностей использования информации,
получаемой от СМПР, для повышения эффективности
ПАУ.
15
Концепция ПАУ в ЕЭС России
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !
THANKS FOR ATTENTION !