Автоматизация анализа качества электроэнергии в ЕНЭС

Page 1
background image

Page 2
background image

62

СЕТИ

РОССИИ

к

а

ч

е

с

т

в

о

 э

л

е

к

т

р

о

э

н

е

р

г

и

и

качество электроэнергии

Автоматизация 

анализа качества 

электроэнергии в 

ЕНЭС

Для решения задач по управлению качеством элек-
троэнергии в магистральной электрической сети ЕЭС 
России необходимы развитие и автоматизация мето-
дов анализа результатов измерений, получаемых на 
основе непрерывного мониторинга показателей ка-
чества электроэнергии.

Олег БОЛЬШАКОВ, главный эксперт 

Департамента метрологического обеспечения 

и автоматизированных систем управления 

технологическими процессами, 

Владимир ВОРОНИН, начальник Службы 

электрических режимов, к.т.н., 

Роман ШАМОНОВ, зам. начальника Службы 

электрических режимов, к.т.н., ОАО «ФСК ЕЭС»,

Владимир ТУЛЬСКИЙ, заведующий НИЛ,

 доцент

к.т.н., НИУ МЭИ,

Михаил ТОЛСТОВ, руководитель направления 

систем контроля качества электроэнергии,

 

ЗАО «РТСофт»

Д

ля

 

обеспечения

 

качества

 

электроэнергии

 

(

КЭ

в

 

электрических

 

сетях

 

ОАО

 

«

ФСК

 

ЕЭС

» 

реализуется

 

проект

 

по

 

созданию

 

системы

 

управ

-

ления

 

КЭ

 

в

 

Единой

 

национальной

 

электрической

 

сети

 (

ЕНЭС

). 

Данная

 

система

 

основана

 

на

 

непрерывном

 

автоматизированном

 

мониторинге

 

показателей

 

качества

 

электроэнер

-

гии

 (

ПКЭ

). 

Состав

 

задач

решаемых

 

в

 

рамках

 

данного

 

проекта

и

 

обоб

-

щённое

 

описание

 

системы

 

авто

-

матизированного

 

мониторинга

 

КЭ

 

представлены

 

в

 [1].

Инструментальное

 

обследова

-

ние

 

ЕНЭС

 

выявило

 

участки

 

сети

на

 

которых

 

наиболее

 

часто

 

встречают

-

ся

 

помехи

характеризующие

 

не

-

синусоидальность

 

и

 

несимметрию

 

напряжений

Анализ

 

причин

 

воз

-

никновения

 

этих

 

помех

 

затрудните

-

лен

 

в

 

связи

 

с

 

отсутствием

 

должного

 

методического

 

обеспечения

Как

 

следствие

 — 

невозможно

 

провести

 

разработку

 

оптимальных

 

организа

-

ционных

 

и

 

технических

 

мероприя

-

тий

направленных

 

на

 

повышение

 

КЭ

 

в

 

электрических

 

сетях

Создание

 

системы

 

непрерыв

-

ного

 

автоматизированного

 

мони

-

торинга

 

КЭ

 

в

 

магистральных

 

сетях

 

обуславливает

 

необходимость

 

раз

-

вития

 

методов

 

анализа

 

КЭ

 

на

 

осно

-


Page 3
background image

63

№ 1 (16), январь–февраль, 2013

ве

 

информации

 

от

 

стационарных

 

средств

 

измерений

 

ПКЭ

устанавли

-

ваемых

 

на

 

подстанциях

 

ЕНЭС

а

 

так

-

же

 

на

 

основе

 

прочей

 

оперативной

 

и

 

неоперативной

 

технологической

 

информации

 

об

 

энергосистемах

 

и

 

режимах

 

их

 

работы

.

РЕЗУЛЬТАТЫ

 

ДОКУМЕНТАРНОГО

 

И

 

ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО

 

ОБСЛЕДОВАНИЙ

Основными

 

целями

 

документар

-

ного

 

и

 

инструментального

 

обсле

-

дований

 

подстанций

 

ЕНЭС

 

в

 

рам

-

ках

 

проекта

 

по

 

созданию

 

системы

 

управления

 

КЭ

 

являлись

:

• 

обобщённый

 

анализ

 

претензий

 

потребителей

 

на

 

КЭ

 

в

 

ЕНЭС

;

• 

формирование

 

перечней

 

потре

-

бителей

присоединённых

 

к

 

ЕНЭС

 

напрямую

 

либо

 

через

 

сети

 

прочих

 

сетевых

 

компаний

спо

-

собных

 

оказывать

 

существен

-

ное

 

негативное

 

влияние

 

на

 

КЭ

 

в

 

сети

;

• 

получение

 

информации

 

о

 

ПКЭ

 

в

 

ЕНЭС

 

на

 

основании

 

измерений

 

ПКЭ

 

и

 

дополнительных

 

характе

-

ристик

 

КЭ

 (

по

 

току

мощности

);

• 

определение

 

возможных

 

причин

 

и

 

местоположения

 

источников

 

ухудшения

 

КЭ

;

• 

оценка

 

возможного

 

влияния

 

электросетевого

 

оборудования

 

ЕНЭС

 

на

 

КЭ

;

• 

формирование

 

перечней

 

при

-

оритетных

 

пунктов

 

контроля

 

на

 

подстанциях

 

ЕНЭС

 

для

 

последую

-

щей

 

организации

 

автоматизиро

-

ванной

 

системы

 

мониторинга

 

КЭ

 

на

 

основе

 

стационарных

 

средств

 

измерения

 

ПКЭ

.

Выполненный

 

анализ

 

претензий

 

потребителей

 

на

 

КЭ

 

в

 

ЕНЭС

 

позво

-

лил

 

классифицировать

 

ПКЭ

 

в

 

по

-

рядке

 

убывания

 

количества

 

жалоб

провалы

 

напряжения

 (

U

пр

t

пр

), 

от

-

клонения

 

напряжения

 (

U

у

), 

несим

-

метрия

 

напряжений

  (

K

2U

), 

несину

-

соидальность

 

напряжений

 (

K

U

, K

U(n)

). 

Можно

 

предположить

что

 

подобное

 

распределение

 

объясняется

 

не

 

только

 

фактическими

 

режимами

 

се

-

тей

но

 

и

 

относительной

 

лёгкостью

 

контроля

 

со

 

стороны

 

потребителей

 

провалов

 

и

 

отклонений

 

напряжения

 

(

по

 

косвенным

 

признакам

 

и

 

с

 

по

-

мощью

 

широко

 

распространённых

 

средств

 

измерения

по

 

сравнению

 

с

 

показателями

характеризующи

-

ми

 

несимметрию

 

и

 

несинусоидаль

-

ность

 

напряжений

  (

требующими

 

специализированных

 

дорогостоя

-

щих

 

измерительных

 

приборов

).

При

 

документарном

 

обследова

-

нии

 

к

 

числу

 

потребителей

способ

-

ных

 

оказывать

 

негативное

 

влияние

 

на

 

КЭ

 

в

 

сети

отнесены

 

потребители

 

с

 

мощными

 

нелинейными

/

несим

-

метричными

/

резкопеременными

 

нагрузками

  (

цветная

 

и

 

чёрная

 

ме

-

таллургия

машиностроение

элек

-

трифицированная

 

тяговая

 

нагруз

-

ка

 

и

 

пр

.). 

Формирование

 

данных

 

перечней

 

позволило

 

составить

 

не

-

обходимые

 

программы

 

измерений

 

ПКЭ

 

для

 

всесторонней

 

оценки

 

влия

-

ния

 

выбранных

 

потребителей

 

на

 

КЭ

 

в

 

ЕНЭС

 

при

 

проведении

 

инструмен

-

тального

 

обследования

.

Также

 

при

 

формировании

 

про

-

грамм

 

измерений

 

учитывался

 

со

-

став

 

и

 

места

 

установки

 

в

 

ЕНЭС

 

средств

 

компенсации

 

реактивной

 

мощности

включающих

 

мощную

 

силовую

 

электронику

  (

СТК

УШР

и

 

являющихся

 

источниками

 

высших

 

гармоник

.

Проведённое

 

инструментальное

 

обследование

 

КЭ

 

является

 

уникаль

-

ным

 

для

 

Единой

 

энергетической

 

системы

 

России

  (

ЕЭС

по

 

своему

 

масштабу

 — 

в

 

течение

 

нескольких

 

месяцев

 

проведены

 

измерения

 

ПКЭ

 

на

 

всех

 

подстанциях

 

ЕНЭС

Большое

 

количество

 

точек

 

контроля

 

(

от

 2 

до

 10 

для

 

каждой

 

подстанции

и

 

период

 

проведения

 

измерений

 (

с

 

августа

 2011 

г

по

 

февраль

 2012 

г

.) 

позволяют

 

оценить

 

не

 

только

 

влия

-

ние

 

отдельных

 

искажающих

 

нагру

-

зок

 

и

 

сетевых

 

элементов

 

на

 

КЭ

но

 

и

 

влияние

 

режимов

 

работы

 

ЕЭС

 

и

 

объединённых

 

энергосистем

  (

ОЭС

на

 

КЭ

 

в

 

электрических

 

сетях

В

 

настоящее

 

время

 

в

 

ОАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

» 

выполняется

 

всесторонний

 

анализ

 

результатов

 

инструменталь

-

ного

 

обследования

Измерения

 

позволили

 

составить

  «

карту

 

КЭ

» 

в

 

ЕНЭС

отражающую

 

количествен

-

ные

 

характеристики

 

КЭ

 

в

 

маги

-

стральных

 

сетях

 

и

 

выявляющие

 

отдельные

 

узлы

 

и

 

энергорайоны

/

энергосистемы

 

в

 

целом

для

 

кото

-

рых

 

необходимо

 

разрабатывать

 

и

 

реализовывать

 

мероприятия

 

по

 

по

-

вышению

 

КЭ

.

Измерения

 

подтвердили

 

обо

-

снованность

 

ряда

 

претензий

 

по

-

требителей

 

к

 

КЭ

 

в

 

отдельных

 

элек

-

трических

 

сетях

 

по

 

следующим

 

ПКЭ

отклонения

 

напряжения

 (

U

у

); 

показатели

характеризующие

   

не

-

синусоидальность

 

и

 

несимметрию

 

напряжений

 (

K

U

, K

U(n)

, K

2U

). 

Поэтому

 

при

 

проведении

 

анализа

 

основное

 

внимание

 

уделяется

 

именно

 

этим

 

показателям

Что

 

касается

 

прова

-

лов

 

напряжения

то

 

для

 

анализа

 

данного

 

показателя

 

требуется

 

мно

-

голетняя

 

статистика

которая

 

будет

 

получена

 

после

 

создания

 

автомати

-

зированной

 

системы

 

мониторинга

 

КЭ

 

в

 

ЕНЭС

.

Существующие

 

проблемы

 

ре

-

гулирования

 

напряжения

а

 

также

 

ряд

 

мероприятий

 

для

 

их

 

решения

реализуемых

 

ОАО

  «

ФСК

 

ЕЭС

», 

опи

-

саны

 

в

 [2]. 

Кроме

 

того

в

 

ОАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

» 

разрабатываются

 

и

 

вводятся

 

в

 

действие

 

внутренние

 

норматив

-

ные

 

и

 

регламентирующие

 

докумен

-

ты

направленные

 

на

 

обеспечение

 

требуемых

 

уровней

 

напряжения

 

в

 

ЕНЭС

в

 

том

 

числе

 

в

 

целях

 

обеспе

-

чения

 

КЭ

 

по

 

показателю

 

U

у

.

При

 

анализе

 

результатов

 

из

-

мерений

 

по

 

показателям

 

K

U

 

и

 

K

U(n)

 

наиболее

 

сложной

 

является

 

задача

 

разделения

 

влияния

 

электросете

-

вого

 

оборудования

 

и

 

нелинейных

 

нагрузок

 

потребителей

 

на

 

уровни

 

гармоник

 

в

 

сетях

Решение

 

данной

 

задачи

 

необходимо

 

для

 

разделения

 

зон

 

ответственности

 

сетевых

 

ком

-

паний

 

и

 

потребителей

 

за

 

разработ

-

ку

 

мероприятий

 

по

 

компенсации

 

высших

 

гармоник

 

и

 

повышению

 

КЭ

 

в

 

сетях

.

К

 

числу

  «

электросетевых

» 

ха

-

рактеристик

 

и

 

процессов

оказы

-

вающих

 

определяющее

 

влияние

 

на

 

уровни

 

гармоник

следует

 

отнести

:

• 

мощности

 

(

токи

короткого

 

замыкания

 

в

 

узлах

;

• 

шунты

 

намагничивания

 

транс

-

форматоров

 

и

 

шунтирующих

 

реакторов

;

• 

силовую

 

электронику

применяе

-

мую

 

в

 

электрических

 

сетях

;

• «

корону

» 

воздушных

 

линий

 

элек

-

тропередачи

.

В

 

соответствии

 

с

 

итогами

 

ин

-

струментального

 

обследования

мощность

 

короткого

 

замыкания

 

в

 

узле

  (

определяемая

 

в

 

первую

 

очередь

 

схемой

 

сети

составом

 

и

 

режимами

 

работы

 

генерации

 

в

 

энергосистеме

является

 

домини

-

рующим

 

фактором

влияющим

 

на

 

уровни

 

ПКЭ

характеризующих

 

не

-

синусоидальность

/

несимметрию

/

колебания

 

напряжения

Необхо

-

димо

 

отметить

что

 

в

 

ряде

 

энерго

-

систем

  (

в

 

основном

 

с

 

мощными

 


Page 4
background image

64

СЕТИ РОССИИ

гидроэлектростанциями

мощность

 

короткого

 

замыкания

 

в

 

узлах

 

значи

-

тельно

 

изменяется

 

в

 

течение

 

суток

 

даже

 

при

 

неизменной

 

схеме

 

сети

Связано

 

это

 

с

 

изменением

 

состава

 

и

 

режимов

 

работы

 

генерации

При

 

этом

 

уровни

 

гармоник

 

напряжения

 

соответственно

 

возрастают

 

в

 

режи

-

мах

 

минимальной

 

генерации

 

и

 

сни

-

жаются

 

в

 

периоды

 

максимальной

 

генерации

.

Установлено

что

 

нелинейности

 

токов

 

намагничивания

 

трансфор

-

маторов

  (

реакторов

и

 

коронирую

-

щего

 

разряда

 

воздушных

 

линий

 

электропередачи

 

также

 

оказывают

 

влияние

 

на

 

K

U

 

и

 

K

U(n)

 

в

 

сети

В

 

свою

 

очередь

потери

 

на

 

холостой

 

ход

 

зависят

 

от

 

уровней

 

напряжения

 

в

 

сети

а

  «

корона

» — 

от

 

уровней

 

на

-

пряжения

 

и

 

погодных

 

условий

.

Рис

. 1. 

Задачи

 

автоматизированного

 

контроля

 

и

 

анализа

 

качества

 

электроэнергии

 

в

 

ОАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

»

Также

 

при

 

ин

-

с т р у м е н т а л ь н о м

 

обследовании

 

вы

-

полнена

 

оценка

 

влияния

 

на

 

КЭ

 

в

 

ЕНЭС

 

искажающей

 

нагрузки

 

потреби

-

телей

перечни

 

ко

-

торых

 

составлены

 

при

 

документар

-

ном

 

обследовании

При

 

этом

 

в

 

случаях

когда

 

данный

 

по

-

требитель

 

является

 

доминирующим

 

ис

-

точником

 

искаже

-

ний

 

в

 

энергорайо

-

не

/

энергосистеме

уровни

 

K

U

 

и

 

K

U(n) 

хо

-

рошо

 

коррелируют

 

с

 

его

 

режимами

 

рабо

-

ты

Если

 

же

 

имеется

 

несколько

 

сопоста

-

вимых

 

по

 

влиянию

 

источников

 

искаже

-

ний

задача

 

выявле

-

ния

 

расположения

 

источника

 

гармоник

 

существенно

 

услож

-

няется

Для

 

её

 

ре

-

шения

 

требуется

 

раздельный

 

анализ

 

режимов

 

на

 

часто

-

тах

 

разных

 

гармо

-

ник

.

Нарушения

 

по

 

показателю

 

K

2U

 

за

-

фиксированы

 

лишь

 

в

 

небольшом

 

числе

 

энергорайонов

ха

-

рактеризующихся

 

следующими

 

условиями

отсутствие

 

или

 

значительный

 

дефицит

 

собствен

-

ной

 

генерации

  (

как

 

следствие

ма

-

лые

 

мощности

 

короткого

 

замыкания

 

в

 

сети

и

 

наличие

 

мощной

 

электри

-

фицированной

 

тяговой

 

нагрузки

В

 

данных

 

районах

 

всегда

 

недопу

-

стимая

 

несимметрия

 

напряжений

 

сопровождается

 

высоким

 

уровнем

 

несинусоидальности

 

напряжения

При

 

инструментальном

 

обследо

-

вании

 

в

 

ряде

 

случаев

 

вблизи

 

потре

-

бителей

 

с

 

мощными

 

нелинейными

/

несимметричными

 

нагрузками

 

не

 

зафиксировано

 

нарушений

 

норма

-

тивных

 

требований

 

к

 

КЭ

 

по

 

показа

-

телям

 

K

U

, K

U(n)

, K

2U

Это

 

можно

 

объяс

-

нить

 

в

 

основном

 

двумя

 

факторами

• 

высокие

 

значения

 

мощности

 

короткого

 

замыкания

 

в

 

питаю

-

щей

 

сети

;

• 

проведение

 

на

 

данных

 

пред

-

приятиях

 

мероприятий

 

по

 

ком

-

пенсации

 

искажений

генери

-

руемых

 

нагрузкой

.

Необходимо

 

отметить

что

в

 

от

-

личие

 

от

 

зарубежной

 

практики

в

 

России

 

пока

 

не

 

нормируются

 

пара

-

метры

характеризующие

 

несинусо

-

идальность

 

и

 

несимметрию

 

токов

Так

например

в

 

ряде

 

стран

 

нор

-

мируются

 

допустимые

 

уровни

 

токов

 

гармоник

 

нагрузки

 

в

 

зависимости

 

от

 

соотношения

 

I

КЗ

/I

Н

где

 

I

КЗ

 

— 

максимальный

 

ток

 

трёхфазного

 

ко

-

роткого

 

замыкания

 

в

 

узле

 

присое

-

динения

 

потребителя

I

Н

 — 

макси

-

мальный

 

ток

 

нагрузки

 

потребителя

Одной

 

из

 

задач

 

инструментального

 

обследования

 

было

 

определение

 

фактических

 

токов

 

гармоник

 

и

 

то

-

ков

 

обратной

 

последовательности

 

в

 

зависимости

 

от

 

соотношения

 

I

КЗ

/I

Н

при

 

которых

 

будут

 

нарушаться

 

нор

-

мативные

 

требования

 

в

 

части

 

ПКЭ

характеризующих

 

несинусоидаль

-

ность

 

и

 

несимметрию

 

напряжений

в

 

узлах

 

присоединения

 

искажаю

-

щих

 

потребителей

 

к

 

ЕНЭС

Эта

 

ин

-

формация

 

в

 

дальнейшем

 

должна

 

быть

 

использована

 

при

 

установле

-

нии

 

нормативных

 

требований

 

к

 

КЭ

 

по

 

параметрам

 

тока

/

мощности

.

Нормирование

 

параметров

 

КЭ

 

по

 

току

/

мощности

 

позволит

 

раз

-

граничить

 

ответственность

 

между

 

потребителями

 

и

 

сетевыми

 

ком

-

паниями

 

за

 

компенсацию

 

помех

приводящих

 

к

 

несинусоидально

-

сти

 

и

 

несимметрии

 

напряжений

В

 

настоящее

 

время

  «

крайними

» 

оказываются

 

сетевые

 

компании

к

 

которым

 

предъявляются

 

все

 

пре

-

тензии

 

по

 

КЭ

  (

кроме

 

отклонений

 

частоты

).

Вследствие

 

большого

 

числа

 

фак

-

торов

влияющих

 

на

 

несинусоидаль

-

ность

/

несимметрию

/

колебания

 

напряжения

 

в

 

сетях

а

 

также

 

значи

-

тельного

 

изменения

 

их

 

независимо

 

друг

 

от

 

друга

 

в

 

течение

 

суток

 

при

 

анализе

 

возникает

 

потребность

 

вы

-

деления

 

интервалов

 

времени

в

 

те

-

чение

 

которых

 

можно

 

было

 

бы

 

оце

-

нить

 

влияние

 

отдельно

 

каждого

 

из

 

факторов

 

при

 

неизменных

 (

мало

 

из

-

меняющихся

прочих

 

параметрах

При

 

анализе

 

КЭ

 

в

 

магистральной

 

сети

 

отдельной

 

энергосистемы

 

или

 

ОЭС

 

в

 

целом

 

для

 

решения

 

данной

 

задачи

 

требуется

 

автоматизирован

-

ная

 

обработка

 

большого

 

объёма

 

статистических

 

данных

.


Page 5
background image

65

№ 1 (16), январь–февраль, 2013

Результаты

 

инструментального

 

и

 

документарного

 

обследований

 

по

-

зволяют

 

сформировать

 

требования

 

к

 

автоматизации

 

задач

 

по

 

анализу

 

КЭ

а

 

также

 

к

 

организации

 

непре

-

рывного

 

мониторинга

 

КЭ

 

в

 

ЕНЭС

 

на

 

основе

 

стационарных

 

средств

 

измерений

 

и

 

обработке

 

резуль

-

татов

 

измерений

 

в

 

программно

-

техническом

 

комплексе

 (

ПТК

верх

-

него

 

уровня

.

ЗАДАЧИ

 

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

 

КОНТРОЛЯ

 

И

 

АНАЛИЗА

 

КАЧЕСТВА

 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Текущие

 

и

 

перспективные

 

зада

-

чи

 

автоматизированного

 

контроля

 

и

 

анализа

 

КЭ

 

в

 

сети

которые

 

плани

-

руется

 

решать

 

на

 

основе

 

создавае

-

мой

 

системы

 

управления

 

КЭ

 

ОАО

 

«

ФСК

 

ЕЭС

», 

отражены

 

на

 

рис

. 1.

Необходимо

 

прокомментиро

-

вать

 

ключевые

 

идеи

на

 

основа

-

нии

 

которых

 

сформирован

 

данный

 

перечень

.

Стационарные

 

средства

 

измере

-

ния

 

ПКЭ

 

и

 

дополнительных

 

параме

-

тров

 

КЭ

 

по

 

току

/

мощности

а

 

также

 

системы

 

сбора

 

и

 

передачи

 

данной

 

информации

 

между

 

различными

 

уровнями

 (

подстанция

подразделе

-

ния

 

ОАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

») 

будут

 

обеспечи

-

вать

:

• 

непрерывные

 

измерения

;

• 

сбор

 

и

 

первичную

 

обработку

 

результатов

 

измерений

;

• 

формирование

 

архива

 

и

 

хране

-

ние

 

результатов

 

измерений

.

Сигнализация

 

о

 

выходе

 

контро

-

лируемого

 

параметра

 

за

 

установ

-

ленные

 

пределы

 

является

 

рядовой

 

функцией

 

многих

 

измерительных

 

систем

Однако

 

применительно

 

к

 

системе

 

мониторинга

 

КЭ

 

данную

 

функцию

 

следует

 

рассматривать

 

в

 

качестве

 

перспективной

 

по

 

следую

-

щим

 

причинам

.

Автоматический

 

контроль

 

от

-

клонений

 

частоты

 

и

 

напряжения

 

с

 

сигнализацией

 

диспетчерскому

 

персоналу

 

в

 

настоящее

 

время

 

уже

 

осуществляется

 

при

 

оперативном

 

управлении

 

энергосистемами

 

на

 

основе

 

широко

 

распространённых

 

устройств

 

и

 

ПТК

Но

 

это

 

пока

 

не

 

вы

-

полняется

 

для

 

параметров

харак

-

теризующих

 

несинусоидальность

/

несимметрию

/

колебания

 

напряже

-

ния

Наряду

 

с

 

недостатком

 

стацио

-

нарных

 

средств

 

измерения

 

ПКЭ

 

к

 

числу

 

причин

по

 

которым

 

до

 

сих

 

пор

 

этого

 

не

 

происходит

следует

 

от

-

нести

:

• 

отсутствие

 

методологии

 

управ

-

ления

 

режимами

 

энергосистем

 

с

 

учётом

 

требований

 

к

 

ПКЭ

  (

за

 

исключением

 

отклонений

 

часто

-

ты

 

и

 

напряжения

);

• 

отсутствие

 

в

 

сетях

 

необходимых

 

регулируемых

 

устройств

,  

ком

-

пенсирующих

 

высшие

 

гармо

-

ники

 

и

 

несимметрию

 

токов

 

и

 

напряжений

.

По

 

мере

 

развития

 

системы

 

управления

 

КЭ

 

следует

 

ожидать

 

по

-

явления

 

данных

 

инструментов

 

для

 

управления

 

КЭ

 

при

 

оперативном

 

управлении

 

и

соответственно

по

-

требности

 

в

 

сигнализации

 

в

 

случае

 

выхода

 

ПКЭ

 

за

 

установленные

 

пре

-

делы

Данная

 

функция

 

может

 

быть

 

реализована

 

как

 

на

 

уровне

 

под

-

станций

так

 

и

 

на

 

уровне

 

вышестоя

-

щих

 

центров

 

управления

.

Функции

 

по

 

формированию

 

стандартной

 

отчётности

 

о

 

КЭ

 

не

-

обходимы

 

в

 

первую

 

очередь

 

для

 

формальной

 

оценки

 

соответствия

 

ПКЭ

 

предъявляемым

 

требовани

-

ям

 

на

 

произвольном

 

временном

 

интервале

На

 

основе

 

полученных

 

результатов

 

на

 

данном

 

этапе

 

долж

-

но

 

приниматься

 

решение

 

о

 

целесо

-

образности

  (

или

 

нецелесообразно

-

сти

дальнейшего

 

анализа

 

КЭ

 

в

 

сети

 

и

 

разработки

 

мероприятий

 

по

 

его

 

повышению

.

При

 

этом

 

стандартные

 

протоко

-

лы

 

контроля

 

КЭ

 

не

 

содержат

 

всей

 

информации

необходимой

 

для

 

вы

-

явления

 

причин

 

пониженного

 

КЭ

 

и

 

разработки

 

мероприятий

 

по

 

его

 

нормализации

Более

 

информа

-

тивными

 

являются

 

представления

 

результатов

 

измерений

 

в

 

графиче

-

ской

 

форме

отражающей

 

характер

 

изменений

 

контролируемых

 

пара

-

метров

 

и

 

их

 

зависимость

 

от

 

разно

-

образных

 

факторов

На

 

сегодня

 

при

 

анализе

 

КЭ

 

широко

 

применяются

 

следующие

 

графические

 

формы

временные

 

графики

спектры

ги

-

стограммы

 

и

 

векторные

 

диаграм

-

мы

Примеры

 

представлены

 

на

 

рис

. 2 

и

 3.

Под

 

картой

 

КЭ

 

для

 

произволь

-

ного

 

участка

 

сети

 

понимается

 

со

-

вокупность

 

отчётов

отражающая

 

основные

 

параметры

 

ПКЭ

 

в

 

сети

 

за

 

задаваемый

 

пользователем

 

интер

-

вал

 

времени

Данная

 

карта

 

должна

 

позволять

 

пользователю

 

по

 

различ

-

ным

 

критериям

 

поиска

 

автоматиче

-

ски

 

находить

 

в

 

архивах

 

все

 

случаи

 

нарушений

 

нормативных

 

требова

-

ний

 

к

 

ПКЭ

 

с

 

возможностью

 

выде

-

ления

 

на

 

схеме

 

электрической

 

сети

 

узлов

 

с

 

пониженным

 

КЭ

.

При

 

анализе

 

КЭ

 

широкое

 

при

-

менение

 

получил

 

вероятностный

 

подход

Наряду

 

с

 

вероятностными

 

характеристиками

 

отдельных

 

кон

-

тролируемых

 

параметров

  (

матема

-

тическое

 

ожидание

среднеквадра

-

тичное

 

отклонение

, 95% 

значение

 

и

 

пр

.) 

нередко

 

при

 

анализе

 

показа

-

тельными

 

являются

 

коэффициенты

характеризующие

 

корреляцию

 

ПКЭ

 

с

 

теми

 

или

 

иными

 

параметрами

 

режимов

 

энергосистем

 (

уровни

 

на

-

пряжения

перетоки

 

мощности

сум

-

Рис

. 2. 

Временные

 

графики

 

и

 

гистограммы

 

распределения

 

уровней

 

напряжения

 


Page 6
background image

66

СЕТИ РОССИИ

Шины

контроля

Контролируемое

 

присоединение

Измеряемые

рассчитываемые

параметры

Примечание

110—750 

кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

110—500 

кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

110—500 

кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6—35 

кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6—35 

кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

марное

 

потребление

/

генерация

 

в

 

отдельных

 

узлах

 

или

 

энергорайо

-

нах

). 

Расчёт

 

и

 

обработку

 

данных

 

характеристик

 

следует

 

относить

 

уже

 

к

 

функциям

 

анализа

 

КЭ

поскольку

 

их

 

выполнение

 

пока

 

не

 

может

 

быть

 

чётко

 

формализовано

 

и

 

сведено

 

к

 

заполнению

 

стандартных

 

прото

-

колов

из

 

которых

 

будут

 

вытекать

 

однозначные

 

выводы

.

На

 

основе

 

результатов

 

веро

-

ятностной

 

обработки

 

измерений

 

предстоит

 

разработать

 

алгоритмы

 

определения

 

доминирующих

 

факто

-

ров

положительно

 

и

 

отрицательно

 

влияющих

 

на

 

ПКЭ

 

в

 

сети

Отдельного

 

внимания

 

заслуживают

 

задачи

тре

-

бующие

 

решения

по

 

количествен

-

ной

 

оценке

 

влияния

 

электросетевого

 

оборудования

 

на

 

уровни

 

гармоник

 

напряжения

 

в

 

сети

а

 

также

 

по

 

рас

-

чёту

 «

вкладов

» 

нескольких

 

искажаю

-

щих

 

потребителей

 

в

 

узле

 

в

 

ПКЭ

ха

-

рактеризующие

 

несинусоидальность

 

и

 

несимметрию

 

напряжений

.

В

 

ряде

 

случаев

 

возникает

 

по

-

требность

 

проверки

 

наличия

 

связи

 

между

 

спорадическими

 

характери

-

стиками

 

КЭ

  (

провалы

 

и

 

колебания

 

напряжения

перенапряжения

 

и

 

импульсы

 

напряжения

с

 

отдель

-

ными

 

событиями

 

в

 

энергосистеме

 

(

коммутации

короткие

 

замыкания

). 

Для

 

подобного

 

анализа

 

на

 

больших

 

Рис

. 3. 

Спектр

 

напряжений

Табл

Требования

 

к

 

точкам

 

установки

 

стационарных

 

средств

 

измерений

 

на

 

подстанциях

 

магистральной

 

сети

 

и

 

составу

 

измеряемых

 

параметров


Page 7
background image

67

№ 1 (16), январь–февраль, 2013

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интервалах

 

времени

 

для

 

энерго

-

системы

 

в

 

целом

 

целесообразна

 

совместная

 

автоматическая

 

обра

-

ботка

 

результатов

 

измерений

 

ПКЭ

 

и

 

данных

 

о

 

событиях

имеющихся

 

в

 

прочих

 

технологических

 

системах

 

сетевой

 

компании

  (

оперативные

 

информационные

 

комплексы

си

-

стемы

 

регистрации

 

аварийных

 

со

-

бытий

 

и

 

пр

.).

Построение

 

частотных

 

характе

-

ристик

 

электрических

 

сетей

 

необ

-

ходимо

 

для

 

проверки

 

возможности

 

появления

 

резонансов

 

на

 

частотах

 

высших

 

гармоник

 

при

 

различных

 

схемах

 

и

 

режимах

 

работы

 

сетей

 

и

соответственно

для

 

разработки

 

мероприятий

 

по

 

предотвращению

 

данных

 

резонансов

Кроме

 

этого

 

с

 

учётом

 

частотных

 

характеристик

 

должна

 

выполняться

 

предваритель

-

ная

 

оценка

 

эффективности

 

планиру

-

емых

 

мероприятий

 

по

 

компенсации

 

высших

 

гармоник

 

в

 

сети

.

Формирование

 

обширной

 

базы

 

результатов

 

измерений

 

ПКЭ

 

и

 

её

 

автоматизированный