Релейная защита и автоматика энергосистем 2012 29 31 мая 2012, ВВЦ, Москва

Развитие технологий векторной регистрации параметров (WAMS) для задач автоматического управления электрическими режимами энергосистем

Жуков Андрей Васильевич, Дубинин Дмитрий Михайлович заместитель директора по управлению режимами ЕЭС, начальник отдела мониторинга переходных режимов

Синхронизированные векторные измерения

2 Параметр Частота Угол напряжения Действующее значение U, I Погрешность времени синхронизации от GPS Точность регистрации 1 мГц 0,1 0 0,2 % 20 мкс

Развитие СМПР ЕЭС/ОЭС

3 Перспектива – установка регистраторов СМПР:

-

на подстанциях напряжением 500 кВ и выше;

-

на электростанциях установленной мощностью 500 МВт и более

данные СМПР данные модели

Синхронизированные векторные измерения Верификация электродинамической модели ЕЭС

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ВЕРИФИКАЦИИ Отработана технология верификации динамических моделей больших и протяженных энергообъединений Разработаны «Методические указания по принципам и критериям верификации динамических моделей», содержащие: основные требования к моделям; количественные показатели качества верификации, позволяющие получать объективную оценку достоверности разработанных моделей.

Синхронизированные векторные измерения Анализ технологических возмущений и аварийных ситуаций

5 Анализ технологических возмущений и аварий в ЕЭС:

-

при нарушении баланса мощности в ЕЭС на 500 МВт и более;

-

при проведении системных испытаний;

-

при расследовании технологических нарушений режима работы ЕЭС/ОЭС;

-

при снижением напряжения в системообразующей сети менее допустимого уровня.

График частоты по данным СМПР при отключении ВЛ 500 кВ Южно-Казахстанская ГРЭС – Агадырь ц.1, ц.2

Синхронизированные векторные измерения Мониторинг низкочастотных колебаний

СМПР – инструмент исследования низкочастотных колебаний в ЕЭС/ОЭС 16.12.2009 Спектральная характеристика колебания частоты на суточном интервале времени по данным регистратора СМПР Загорской ГАЭС 6 21.09.2011 Частотный спектр на Загорской ГАЭС а) активной мощности б) частоты электрического тока

Синхронизированные векторные измерения Мониторинг низкочастотных колебаний

СМПР – инструмент исследования низкочастотных колебаний в ЕЭС/ОЭС

???

400 300 200 100 0 -100 -200 -300 -400 Время(MSK) 0 100 200 300 400 (SZ) ВЛ 330 кВ Кингисепп - ЭстЭС

05.06.2011

(UR) Сургутская ГРЭС 2 блок №3

синхронные качания бл.3, 9

(SV) Заинская ГРЭС-Киндери

Длительность – 8 минут. После разгрузки энергоблоков № 1,3 на 220 МВт качания прекратились.

Размах колебаний: f=49,65÷50,25 Гц, U=21 ÷25,6 кВ, P=580÷970 МВт; частота синхронных качаний составила 0,87 Гц.

06.02.2012

Качания частоты в ЕЭС вследствие асинхронного хода и выделения на изолированную работу Восточной части ОЭС Сибири 7

Техническая политика ОАО «СО ЕЭС» до 2009 - 2012 г.г.

«Положение о техническое политике ОАО «СО ЕЭС» до 2012 г.» 1. Разработка Концепции применения технологий, использующих векторные измерения параметров электроэнергетического режима 2. Разработка требований к программно-аппаратному комплексу СМПР 3. Совершенствование регистраторов СМПР, расширение номенклатуры 4. Создание ПО сбора, обработки и визуализации данных СМПР 5. Создание системы сбора данных СМПР в режимах on-line и off-line (АС СИ) 6. Разработка системных проектов внедрения СМПР в ЕЭС России 7. Создание методик, алгоритмов и ПО применения данных СМПР для управления электрическим режимом 8

Создание системы сбора данных Архитектура АС СИ СМПР

Автоматическая система сбора информации СМПР ОАО «СО ЕЭС» сбор и визуализация информации о параметрах электроэнергетичес кого режима ЕЭС России от регистраторов СМПР в режимах on-line и off-line Обработка, хранение и предоставление данных СМПР для использования в системах управления (СМЗУ, СМСР, ЦСПА) Узлы АС СИ СМПР развернуты в ИА, ОДУ Центра, Юга, Северо-Запада, Средней Волги, Урала, Сибири, Тюменском и Саратовском РДУ Перспектива – расширение АС СИ СМПР за счет развертывания узлов АС СИ СМПР в РДУ по мере установки регистраторов на энергообъектах ЕЭС России 9

Структурная схема системы сбора информации СМПР ЕЭС/ОЭС

10

Создание ПО визуализации и анализа данных

Создание методик, алгоритмов и ПО применения векторных измерений для управления электропередачей по относительному углу Создание программного обеспечения мониторинга низкочастотных колебаний

-

РАЗВИТИЕ – интеграция системы с программными модулями: мониторинг низкочастотных колебаний; визуализация электрического режима для диспетчера; система мониторинга системных регуляторов; оценка тяжести электрического режима; мониторинг стабильности напряжений, разделения энергосистемы на части 11

Система мониторинга переходных режимов ЕЭС/ОЭС

Функциональные направления применения данных векторных измерений Off-line Расчетно-аналитические задачи Верификация динамических моделей Анализ аварий 12 On-line Режимное и противоаварийное управление Мониторинг функционирования СВ и АРВ Оценка тяжести режима энергосистемы Мониторинг взаимных углов напряжения в узлах энергосистемы Оценивание состояния Мониторинг низкочастотных колебаний ЦЕЛИ : предотвращение аварий, а не их запись повышение надежности работы ЕЭС России путем совершенствования и развития методов и систем оперативно-диспетчерского и автоматического управления электрическими режимами работы ЕЭС

Возможности WAMS-технологий для развития систем управления ЕЭС

управление режимом работы электропередачи по относительному углу (транзит Рефтинская ГРЭС – ПС 500 кВ Тюмень - Сургутские ГРЭС) разработка и создание ПАК мониторинга н/ч колебаний энергосистем на основе СМПР внедрение WAMS – технологий в системы ЦСПА и АРЧМ разработка и внедрение систем управления гибкими электропередачами с применением WAMS технологий определение колебательной устойчивости энергосистемы в режиме реального времени разработка системы ПА предотвращения каскадных аварий создание пусковых органов и ПА на базе векторных измерений параметров электрического режима 13

Возможности WAMS -технологий для развития систем управления ЕЭС РЗА WAPS Электромагнитные переходные процессы WACS WAMS Электромеханические переходные процессы Короткие замыкания н/ч колебания, контроль напряжения и относительных углов напряжений, асинхронный режим Терминалы РЗА, РАС СМПР SCADA/EMS Стационарные процессы Управление нормальным режимом энергосистемы Телеизмерения Мониторинг работы и настройки РЗА, ПА, ЦСПА мониторинг динамики энергосистемы, оценка тяжести электрического режима 0,001 … 0,01 … … 0,02 … 0,2 … 14 Оперативно диспетчерское управление, задачи EMS 1 … 10 t, сек.

Возможности WAMS -технологий для развития систем управления ЕЭС

SCADA/EMS установившийся режим

-

WAPS WACS мониторинг устойчивости узлов нагрузки WAMS оценка состояния энергосистемы анализ колебаний частоты и мощности в режима on-line оценка тяжести текущего режима автоматическое управление режимом энергосистема; создание системы противоаварийного управления РЗА

Требования к быстродействию функционирования OFFLINE REAL TIME

20 .. 100 мсек ВРЕМЯ РЕАКЦИИ > 30 сек.

динамика

АСДУ САУ (ONLINE) WAMS offline WAMS online WACS WAPS РЗА не регламентируется t < 5 сек.

t < 5 сек.

t < 1 сек.

t << 1 сек.

Стационарные и переходные процессы Стационарный режим Электромеханические переходные процессы Электромагнитные переходные процессы

статика ВЫВОД: необходимо формирование требований к каждой из систем и ее компонентам (WAMS, WAPS, WACS) 15

Возможности WAMS -технологий для развития систем управления ЕЭС

16 В ЕЭС России создана и успешно развивается система мониторинга переходных режимов в on-line и off-line Основная задача - внедрение технологии векторных измерений параметров электрического режима в систему оперативно диспетчерского и автоматического управления режимами ЕЭС России СМПР является инновационной информационно-обеспечивающей составляющей активно-адаптивных сетей

Спасибо за внимание

Жуков Андрей Васильевич, Дубинин Дмитрий Михайлович Контактная информация: [email protected]

, (495) 627-83-06 [email protected]

, (495) 627-84-14