Лекция 1 - Томский политехнический университет

ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В
ЭНЕРГОСИСТЕМАХ
Перечень рекомендуемой литературы
Основная
• 5.1. С.А. Совалов, В.А. Семенов. Противоаварийное управление в энергосистемах.- М.:
Энергоатомиздат, 1988.-416 с,: ил.
• 5.2. Р.С. Рабинович. Автоматическая частотная разгрузка энергосистем.-2-е изд.,
перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989.-352 с., ил.
• 5.3. Б.И. Иофьев. Автоматическое аварийное управление мощностью энергосистем.М.: Энергия, 1974, 416 с.: ил.
• 5.4. Ю.Е. Гуревич, Л.Е. Либова, А.А. Окин. Расчеты устойчивости и противоаварийной
автоматики в энергосистемах. – М.; Энергоатомиздат,1990. – 390 с.: ил.
• 5.5. Н.И. Овчаренко. Автоматика энергосистем: учебник для вузов. – 2-ое издание. - М.:
Издательский дом МЭИ, 2007. – 476 с.: ил.
Дополнительная
• 5.6. М.Г. Портной, Р.С. Рабинович. Управление энергосистемами для обеспечения
устойчивости.- М.: Энергия, 1978 - 352 с., ил.
• 5.7. Электрические системы: Управление переходными режимами
электроэнергетических систем. Учебник/ Веников В.А., Зуев Э.Н., Портной М.Г. и др.;
Под ред. В.А. Веникова - М.: Высшая школа, 1982, 247с., ил.
• 5.8. С.А. Совалов. Режимы Единой энергосистемы. - М. Энергоатомиздат, 1983, 384 с.,
ил.
Курс лекций
Национальный исследовательский
Томский политехнический университет
ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В
ЭНЕРГОСИСТЕМАХ
Абеуов Ренат Болтабаевич
Доцент кафедры «Электроэнергетические системы и высоковольтная
техника»
Курс лекций
Слайд 1
УТОЧНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ
Надежность в переходном режиме – это способность ЭС в целом или ее
отдельных частей противостоять нарушению режима и обеспечивать
электроснабжение.
Объект – предмет анализа или управления.
Параметр – характеристика состояния или свойства объекта.
Управление – воздействие на объект.
Управляемость - свойство объекта управления, проявляющееся в его
способности достигать поставленных целей.
Средства для управления режимами ЭС – совокупность способов воздействия
(включение генераторов и другие) и исполнительных устройств (электрическое
торможение).
Управляющее воздействие – совокупность комплексных показателей.
Возмущение – всякое непредусмотренное планом прямое или косвенное
воздействие на объект ЭС.
Прямое возмущение – короткое замыкание, отключение генератора, нагрузки,
отказы.
Косвенное возмущение – такие возмущения не приводят к нарушению режима
(например, нарушение системы управления).
Курс лекций
Слайд 2
УТОЧНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ
• Нормальный режим ЭС – режим ЭС, при котором все потребители
снабжаются электроэнергией в соответствии с договорами и
диспетчерскими графиками, а значения технических параметров
режима ЭС и оборудования находятся в пределах длительнодопустимых значений, имеются оперативные резервы мощности и
топлива на ЭС.
• Утяжеленный режим – режим, при котором наблюдается отклонение
режимных параметров , которое допустимо лишь кратковременно.
Перетоки мощности по ЛЭП могут превышать длительно-допустимые
в нормальном режиме, но не доходить до опасных по статической
устойчивости значений.
• Аварийный режим ЭС – режим с параметрами, выходящими за
пределы технических регламентов, возникновение и длительное
существование которого представляет недопустимую угрозу для
жизни людей, повреждения оборудования и ведут к ограничению
подачи электрической и тепловой энергии в необходимом объеме.
Курс лекций
Слайд 3
ЗАДАЧИ ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ
•
•
•
Задача управления нормальным режимом – обеспечение производства и
передачи электроэнергии с минимальными затратами энергоресурсов,
надежности электроснабжения потребителей, а также исправности
электроэнергетических объектов.
Задача управления утяжеленным режимом – недопущение перехода в
аварийный режим, устранение причины его возникновения, восстановление
нормального режима.
Задача управления аварийным режимом – устранение и выявление
возмущающего воздействия, предотвращение дальнейшего развития аварии и
восстановление нормального режима.
Основной задачей ПАУ и систем противоаварийной автоматики (ПА)
является предотвращение возникновения и развития аварий в энергосистеме,
их локализация и ликвидация путем выявления опасных аварийных
возмущений т.е. управление режимами в целях недопущения аварийной
ситуации, повышения надежности и живучести ЭС.
Живучесть ЭС – способность противостоять возмущениям, не допуская
каскадного развития аварий, приводящих к массовому нарушению
электроснабжения потребителей.
Курс лекций
Слайд 4
Мощное энергообъединение (ЭО) – искусственно созданная большая
система, состоящая из энергосистем, организация управления которой
является сложнейшей научно-технической проблемой.
Объединение энергосистем создает возможности повышения
надежности и экономичности потребления, но их реализация требует
создания эффективной системы управления режимами ЭС.
Курс лекций
Слайд 5
ЗАДАЧИ ПРОТИВОАВАРИЙНОГО
УПРАВЛЕНИЯ
По мере развития единой энергосистемы (ЕЭС) происходит усложнение
задач ПАУ, которое вызывается:
• огромным комплексом взаимосвязанных объектов;
• размером территории, на которой реализуются управляющие
воздействия;
• ростом единичной мощности энергоблоков;
• наличием атомных электростанций, влияющих на управление;
• наличием «слабых» связей;
• увеличением чувствительности ЭС к возмущениям и склонность к
самораскачиванию;
• часто встречающиеся нарушения динамической устойчивости не в
первых, а последующих циклах качаний.
Курс лекций
Слайд 6
СТРУКТУРА СИСТЕМЫ
ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ
Система противоаварийного управления
Автоматическое
противоаварийного
управление
Оперативное
противоаварийного
управление
•Режимная автоматика
•Системная автоматика
•Противоаварийная автоматика
•Релейная защита
•Диспетчерская связь
•Устройства телесигнализации и
телеизмерений
•Устройства телеуправления
Курс лекций
Слайд 7
СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ПРОТИВОАВАРИЙНОГО
УПРАВЛЕНИЯ
Функции комплекса устройств автоматического ПАУ:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
регулирование возбуждения, форсировка;
ограничение перетока активной мощности для предотвращения перегрузки
межсистемной связи в нормальных и послеаварийных режимах;
выявление поврежденных элементов энергосистемы и их отключение;
автоматическое повторное включение (АПВ);
автоматическое включение резерва (АВР);
автоматическая ликвидация асинхронного режима (АЛАР);
автоматическая частотная разгрузка (АЧР);
выделение электростанций или отдельных агрегатов при понижении частоты в
системе, работающих на изолированную нагрузку с целью обеспечения
нормальной работы механизма собственных нужд (АВСН);
автоматический пуск агрегатов при понижении частоты в системе (введение
резерва мощности);
отключение потребителей и деление сети в случае снижения напряжения;
отключение гидрогенераторов в системе в случае опасного повышения частоты;
отключение шунтирующих реакторов и отключение ЛЭП для ликвидации
избытков реактивной мощности и возникновение опасных повышений
напряжения;
включение потребителей, ранее отключенных АЧР (ЧАПВ);
автоматическое включение ЛЭП с улавливанием синхронизма (АПВ УС).
Курс лекций
Слайд 8
СТРУКТУРА СИСТЕМЫ
ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ
Оперативное ПАУ
осуществляется действиями
диспетчерского персонала
различных степеней
территориальной иерархии
управления.
Средства оперативного ПАУ:
- диспетчерская связь;
- устройства
телесигнализации и телеизмерений;
- устройства телеуправления.
Курс лекций
Слайд 9