Построение системы управления объектами распределённой генерации электрических сетей ОАО «МОЭСК» для обеспечения разгрузки питающих центров

Page 1
background image

Page 2
background image

44

АНАЛИТИКА

СЕТИ  РОССИИ

44

у

п

р

а

в

л

е

н

и

е

 с

е

т

я

м

и

управление сетями

РАСПРЕДЕЛЁННАЯ

 

ГЕНЕРАЦИЯ

 

В

 

ЭНЕРГОСИСТЕМЕ

 

МОСКВЫ

 

И

 

МОСКОВСКОЙ

 

ОБЛАСТИ

В

 

энергосистеме

 

Москвы

 

и

 

Московской

 

об

-

ласти

 

отмечается

 

положительная

 

динамика

 

по

-

дачи

 

заявок

 

на

 

технологическое

 

присоединение

 

объектов

 

распределённой

 

генерации

Так

в

 

период

 

с

 2008 

г

по

 2014 

г

выдано

 27 

техниче

-

ских

 

условий

 

на

 

технологическое

 

присоединение

 

объектов

 

распределённой

 

генерации

 

единичной

 

мощностью

 

до

 25 

МВт

 

к

 

электрическим

 

сетям

 

ОАО

  «

МОЭСК

» 

общей

 

установленной

 

мощно

-

стью

 299,6 

МВт

 (

рис

. 1). 

В

 2014 

г

выдано

 

техни

-

ческих

 

условий

  (

ТУ

на

 116,7 

МВт

 – 

это

 

макси

-

мальная

 

величина

 

с

 2008 

г

.

При

 

сохранении

 

тенденции

 

подаваемых

 

за

-

явок

 

на

 

присоединение

 

к

 

сетям

 

в

 2020 

г

суммар

-

ная

 

мощность

 

по

 

выданным

 

ТУ

 

может

 

составить

 

примерно

 1064 

МВт

.

Интерес

 

к

 

развитию

 

распределённой

 

генера

-

ции

 

обусловлен

 

тем

что

 

собственники

 

неболь

-

ших

 

предприятий

 

наряду

 

с

 

развитием

 

основного

 

производства

 

приходят

 

к

 

выводу

что

 

установка

 

собственных

 

генераторов

 

и

 

выработка

 

электри

-

ческой

 

энергии

 

имеет

 

дополнительные

 

преиму

-

щества

 

для

 

компании

Также

 

на

 

рынок

 

выходят

 

собственники

 

котельных

преобразующих

 

ко

-

тельные

 

в

 

мини

-

ТЭЦ

.

На

 

мини

-

ТЭЦ

 

производство

 

электрической

 

энергии

 

в

 

дополнение

 

к

 

выработке

 

тепловой

 

энергии

 

повышает

 

коэффициент

 

полезного

 

ис

-

пользования

 

топлива

 

и

 

приносит

 

дополнитель

-

ную

 

прибыль

.

В

 

настоящее

 

время

 

суммарная

 

установлен

-

ная

 

мощность

 

объектов

 

распределённой

 

гене

-

рации

подключённых

 

к

 

сетям

 

ОАО

  «

МОЭСК

», 

на

 1 

января

 2015 

г

составляет

 181,5 

МВт

и

 

в

 

основном

 

это

 

газотурбинные

 

и

 

газопоршневые

 

электростанции

 

установленной

 

мощностью

 

ме

-

нее

 10 

МВт

.

Построение системы 

управления объектами 

распределённой генерации 

электрических сетей 

ОАО «МОЭСК» для 

обеспечения разгрузки 

питающих центров

Денис ДОГАДКИН, директор департамента, 

Артём СМИРНОВ, заместитель директора департамента,

Дмитрий СКУПОВ, главный эксперт, 

ОАО «МОЭСК»

Рис

. 1. 

Мощность

 

и

 

количество

 

объектов

 

распределённой

 

генерации

 

по

 

выданным

 

ТУ

 

в

 

ОАО

 «

МОЭСК

» 

нарастающим

 

итогом

МВт

350

300

250

200

150

100

50

0

шт

.

210

180

150

120

90

60

30

0

2008 2009 2010 2011

2014

2

3

8

14

16

18

27

2012 2013

Количество

Мощность


Page 3
background image

45

 2 (29), 

март

апрель

, 2015

45

ОСНОВНЫЕ

 

ПРЕИМУЩЕСТВА

 

И

 

НЕДОСТАТКИ

 

ПРИСОЕДИНЕНИЯ

 

ОБЪЕКТОВ

 

РАСПРЕДЕЛЁННОЙ

 

ГЕНЕРАЦИИ

Развитие

 

распределённой

 

генерации

 – 

одно

 

из

 

перспективных

 

направлений

 

развития

 

современной

 

электроэнергетики

 

и

 

эффективных

 

средств

позволя

-

ющих

 

ликвидировать

 

перегрузку

 

трансформаторов

 

подстанций

 

и

 

снизить

 

потери

 

электрической

 

энергии

Кроме

 

того

появляется

 

возможность

 

осуществле

-

ния

 

технологического

 

присоединения

 

потребителей

 

без

 

выполнения

 

реконструкции

 

питающей

 

сети

 

и

 

за

-

мены

 

трансформаторов

В

 

то

 

же

 

время

 

при

 

внедре

-

нии

 

объектов

 

распределённой

 

генерации

 

электро

-

сетевые

 

компании

 

сталкиваются

 

с

 

ростом

 

уровней

 

токов

 

короткого

 

замыкания

 

в

 

распределительных

 

сетях

необходимостью

 

перенастройки

 

и

 

установки

 

устройств

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

.

РАЗГРУЗКА

 

ТРАНСФОРМАТОРОВ

 

ПИТАЮЩИХ

 

ЦЕНТРОВ

В

 

часы

 

максимальных

 

нагрузок

 

в

 

период

 

макси

-

мального

 

потребления

 

в

 

аварийных

 

режимах

 

при

 

отключении

 

трансформатора

 

возможна

 

перегрузка

 

оставшегося

 

в

 

работе

 

силового

 

трансформатора

.

Подключение

 

объектов

 

распределённой

 

генера

-

ции

 

на

 

параллельную

 

работу

 

с

 

электрической

 

сетью

 

ОАО

  «

МОЭСК

» 

или

 

включение

 

объектов

 

распреде

-

лённой

 

генерации

 

в

 

аварийных

 

режимах

 

действи

-

ем

 

устройств

 

автоматики

 

ограничения

 

перегрузки

 

оборудования

  (

АОПО

трансформаторов

 

позволит

 

ликвидировать

 

перегрузку

 

трансформаторов

 

и

 

не

 

производить

 

отключение

 

потребителей

 

действием

 

противоаварийной

 

автоматики

 (

рис

. 2).

Также

 

для

 

подстанций

 

с

 

низким

 

ростом

 

нагрузки

 

существующих

 

потребителей

 

и

 

низкой

 

заявленной

 

мощностью

 

на

 

технологическое

 

присоединение

 

по

-

требителей

 

при

 

достижении

 

загрузки

 

трансформа

-

торов

 

в

 

расчётном

 

аварийном

 

режиме

 

более

 105% 

целесообразно

 

подключить

 

объект

 

распределённой

 

генерации

 

и

 

снизить

 

загрузку

 

трансформаторов

Это

 

позволит

 

эксплуатировать

 

трансформаторы

 

до

 

до

-

стижения

 

нормативного

 

срока

 

службы

 

без

 

аварий

-

ных

 

перегрузок

 

и

 

исключить

 

необходимость

 

замены

 

трансформаторов

 

на

 

более

 

мощные

.

СНИЖЕНИЕ

 

ПОТЕРЬ

 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

 

И

 

РЕГУЛИРОВАНИЕ

 

НАПРЯЖЕНИЯ

Размещение

 

объектов

 

распределённой

 

генера

-

ции

 

в

 

непосредственной

 

близости

 

к

 

потребителю

 

снижает

 

транзитные

 

перетоки

 

по

 

трансформаторам

 

питающих

 

центров

 

и

 

линиям

 

электропередачи

что

 

приводит

 

к

 

снижению

 

потерь

 

электрической

 

энергии

 

и

как

 

следствие

к

 

сокращению

 

затрат

 

электросете

-

вой

 

компании

 

на

 

покупку

 

потерь

.

Например

питающий

 

центр

 

с

 

трансформатором

 

мощностью

 20 

МВА

загруженным

 

на

 16 

МВт

при

 

подключении

 

генератора

 

мощностью

 6 

МВт

 

к

 

шинам

 

кВ

 

позволит

 

снизить

 

потери

 

мощности

 

в

 

трансфор

-

маторе

 

с

 0,18 

до

 0,11 

МВт

 (

снижение

 

на

 40%).

Подключение

 

объектов

 

распределённой

 

генера

-

ции

 

в

 

непосредственной

 

близости

 

к

 

потребителям

 

позволяет

 

решить

 

проблему

 

поддержания

 

норми

-

рованных

 

уровней

 

напряжения

 

у

 

потребителей

электрически

 

удалённых

 

от

 

питающих

 

центров

 35–

220 

кВ

в

 

местах

где

 

исчерпана

 

возможность

 

регули

-

рования

 

напряжения

 

РПН

 

трансформаторов

Такое

 

решение

 

позволяет

 

снизить

 

количество

 

переключе

-

ний

 

РПН

 

трансформаторов

 

и

 

отказаться

 

от

 

установ

-

ки

 

средств

 

компенсации

 

реактивной

 

мощности

.

УВЕЛИЧЕНИЕ

 

УРОВНЕЙ

 

ТОКОВ

 

КОРОТКОГО

 

ЗАМЫКАНИЯ

 

И

 

ДИНАМИЧЕСКАЯ

 

УСТОЙЧИВОСТЬ

Одним

 

из

 

отрицательных

 

эффектов

 

внедрения

 

объектов

 

распределённой

 

генерации

 

является

 

рост

 

уровней

 

токов

 

короткого

 

замыкания

 

в

 

распредели

-

тельной

 

электрической

 

сети

Обусловлено

 

это

 

тем

что

 

генераторы

 

малой

 

мощности

 

в

 

распределитель

-

ной

 

электрической

 

сети

 

оказывают

 

дополнительную

 

подпитку

 

тока

 

короткого

 

замыкания

Рост

 

уровней

 

токов

 

короткого

 

замыкания

 

влечёт

 

за

 

собой

 

необхо

-

димость

 

замены

 

существующего

 

коммутационного

 

оборудования

 

и

 

линий

 

электропередач

 

в

 

распреде

-

лительных

 

электрических

 

сетях

.

В

 

случае

 

возникновения

 

коротких

 

замыканий

 

или

 

снижения

 

частоты

 

в

 

распределительных

 

электриче

-

ских

 

сетях

прилегающих

 

к

 

объекту

 

распределённой

 

генерации

вследствие

 

низкой

 

динамической

 

устой

-

чивости

 

генераторы

 

малой

 

мощности

 

выйдут

 

из

 

син

-

хронизма

 

и

 

за

 0,2 

с

 

будут

 

отключены

Отключение

 

объекта

 

распределённой

 

генерации

 

происходит

 

до

 

срабатывания

 

устройств

 

автоматики

 

частотной

 

раз

-

грузки

 (

АЧР

), 

автоматики

 

регулирования

 

напряжения

 

трансформаторов

 (

АРНТ

и

 

автоматики

 

ограничения

 

снижения

 

напряжения

 (

АОСН

на

 

питающих

 

центрах

что

 

осложняет

 

развитие

 

аварии

 

в

 

энергосистеме

а

 

Рис

. 2. 

Разгрузка

 

трансформаторов

 

питающих

 

центров

S

уст

 

трансформатора

 = 40 

МВА

S

авар

.

130

70

Перегрузка
Допустимая

 

нагрузка

105

%

140

120

100

80

60

40

20

0

S

авар

генерация


Page 4
background image

46

СЕТИ РОССИИ

также

 

увеличивает

 

вероятность

 

перегрузки

 

транс

-

форматоров

 

и

 

отключения

 

потребителей

 

действием

 

АОПО

 

трансформаторов

.

ОХРАНА

 

ТРУДА

 

И

 

ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИЯ

При

 

проведении

 

ремонтных

 

и

 

аварийно

-

вос

-

становительных

 

работ

 

в

 

распределительных

 

се

-

тях

 

с

 

подключёнными

 

объектами

 

распределённой

 

генерации

 

для

 

исключения

 

подачи

 

напряжения

 

от

 

генераторов

 

в

 

сеть

 

и

как

 

следствие

несчастных

 

случаев

  (

электротравматизма

), 

необходимо

 

прове

-

сти

 

соответствующую

 

подготовку

 

оперативного

 

пер

-

сонала

 

ОАО

  «

МОЭСК

». 

Для

 

закрепления

 

знаний

 

и

 

навыков

 

периодически

 

проводить

 

совместные

 

тре

-

нировки

 

персонала

 

сетевых

 

компаний

 

и

 

собствен

-

ников

 

объектов

 

генерации

Определить

 

порядок

 

взаимодействия

 

путём

 

разработки

согласования

 

и

 

утверждения

 

соглашения

 

о

 

технологическом

 

взаи

-

модействии

 

с

 

собственниками

 

объектов

 

распреде

-

лённой

 

генерации

.

ВНЕДРЕНИЕ

 

СИСТЕМЫ

 

УПРАВЛЕНИЯ

 

ОБЪЕКТАМИ

 

РАСПРЕДЕЛЁННОЙ

 

ГЕНЕРАЦИИ

Система

 

управления

 

объектами

 

распределённой

 

генерации

 

должна

 

заключаться

 

в

 

определении

 

по

-

рядка

 

действий

начиная

 

от

 

подачи

 

заявок

 

на

 

техно

-

логическое

 

присоединение

 

к

 

электрическим

 

сетям

 

и

 

заканчивая

 

управлением

 

режимом

 

работы

 

объектов

 

распределённой

 

генерации

Построение

 

системы

 

управления

 

объектами

 

распределённой

 

генерации

 

необходимо

 

выполнить

 

в

 

два

 

этапа

:

• 

обеспечение

 

нормативной

 

документацией

;

• 

определение

 

порядка

 

управления

 

объектами

 

распределённой

 

генерации

.

На

 

первом

 

этапе

 

построения

 

системы

 

управления

 

объектами

 

распределённой

 

генерации

 

необходимо

 

разработать

 

типовые

 

технические

 

условия

 

на

 

техно

-

логическое

 

присоединение

 

объектов

 

распределённой

 

генерации

 

к

 

электрическим

 

сетям

 

ОАО

 «

МОЭСК

». 

Типовые

 

технические

 

условия

 

должны

 

ранжиро

-

ваться

 

по

 

критериям

 

мест

 

присоединения

классам

 

напряжения

типам

 

и

 

объёму

 

установленной

 

мощ

-

ности

Кроме

 

типовых

 

технических

 

условий

 

необходимо

 

разработать

 

типовые

 

схемы

 

выдачи

 

мощности

 

и

 

тех

-

нические

 

решения

 

по

 

присоединению

 

объектов

 

ма

-

лой

 

генерации

Проекты

 

по

 

технологическому

 

при

-

соединению

 

объектов

 

распределённой

 

генерации

выполняемые

 

по

 

индивидуальным

 

техническим

 

ус

-

ловиям

должны

 

содержать

 

разделы

:

• 

анализ

 

существующей

 

схемы

 

электроснабжения

формирование

 

балансов

 

мощности

 

и

 

энергии

разработка

 

вариантов

 

подключения

 

объекта

 

рас

-

пределённой

 

генерации

;

• 

расчёты

 

электрических

 

режимов

 

в

 

прилегающей

 

электрической

 

сети

устойчивости

 

генераторов

 

на

 

вводимом

 

объекте

 

распределённой

 

генерации

;

• 

расчёты

 

токов

 

короткого

 

замыкания

 

для

 

опреде

-

ления

 

необходимости

 

модернизации

 

прилегаю

-

щей

 

электрической

 

сети

;

• 

выбор

 

общих

 

технических

 

решений

 

и

 

определе

-

ние

 

комплекса

 

мероприятий

 

по

 

релейной

 

защите

противоаварийной

 

автоматике

 

и

 

телемеханике

.

На

 

основании

 

вышеизложенного

 

необходима

 

чёт

-

кая

 

градация

 

по

 

установленной

 

мощности

которая

 

позволит

 

определить

 

типовые

 

технические

 

решения

 

по

 

выбору

 

и

 

настройке

 

параметров

 

устройств

 

релей

-

ной

 

защиты

 

и

 

автоматики

противоаварийной

 

авто

-

матики

систем

 

связи

а

 

также

 

управлению

 

режимами

 

работы

 

объектов

 

распределённой

 

генерации

.

Кроме

 

типовых

 

технических

 

условий

типовых

 

технических

 

решений

 

и

 

схем

 

выдачи

 

мощности

 

необ

-

ходимо

 

разработать

 

типовые

 

соглашения

 

о

 

техноло

-

гическом

 

взаимодействии

 

с

 

собственниками

 

объек

-

тов

 

распределённой

 

генерации

Данные

 

соглашения

 

призваны

 

регламентировать

 

взаимодействие

 

опера

-

тивного

 

персонала

 

ОАО

  «

МОЭСК

» 

с

 

собственника

-

ми

 

объектов

 

распределённой

 

генерации

В

 

типовых

 

соглашениях

 

по

 

технологическому

 

взаимодействию

 

необходимо

 

описать

 

порядок

 

безопасного

 

проведе

-

ния

 

ремонтных

 

работ

 

в

 

распределительной

 

электри

-

ческой

 

сети

 

с

 

установленными

 

объектами

 

распреде

-

лённой

 

генерации

.

После

 

разработки

 

нормативной

 

документации

 

не

-

обходимо

 

разработать

 

алгоритмы

 

управления

 

объек

-

тами

 

распределённой

 

генерации

Алгоритмы

 

управ

-

ления

 

должны

 

решать

 

задачи

 

определения

 

места

 

размещения

 

объектов

 

распределённой

 

генерации

 

по

 

критериям

 

оптимизации

 

загрузки

 

питающих

 

центров

 

и

 

минимизации

 

потерь

 

электрической

 

энергии

 

в

 

теку

-

щем

 

режиме

 

работы

 

электрических

 

сетей

Разработав

 

алгоритмы

 

управления

 

объектами

 

распределённой

 

генерации

необходимо

 

произвести

 

интеграцию

 

объ

-

ектов

 

распределённой

 

генерации

 

в

 

систему

 

управ

-

ления

 

распределительными

 

электрическими

 

сетями

внедряемую

 

в

 

ОАО

  «

МОЭСК

» 

на

 

основе

 SCADA/

OMS/DMS-

систем

 

с

 

управляющими

 

воздействиями

 

на

 

объекты

 

распределённой

 

генерации

.

Внедрение

 

системы

 

управления

 

объектами

 

рас

-

пределённой

 

генерации

 

позволит

 

оптимально

 

загру

-

жать

 

питающие

 

центры

 

ОАО

 «

МОЭСК

».

От

 

внедрения

 

системы

 

выиграют

 

не

 

только

 

соб

-

ственники

 

объектов

 

распределённой

 

генерации

но

 

и

 

сетевые

 

компании

к

 

которым

 

выполняется

 

техноло

-

гическое

 

присоединение

 

объектов

 

распределённой

 

генерации

.

ВЫВОДЫ

Построение

 

системы

 

управления

 

объектами

 

рас

-

пределённой

 

генерации

 

позволит

:

• 

снять

 

перегрузку

 

питающих

 

центров

;

• 

сократить

 

расходы

 

на

 

реконструкцию

 

и

 

техниче

-

ское

 

перевооружение

 

электросетевых

 

объектов

;

• 

снизить

 

технические

 

потери

 

электрической

 

энер

-

гии

;

• 

повысить

 

надёжность

 

электроснабжения

 

потре

-

бителей

;

• 

упростить

 

процесс

 

технологического

 

присоедине

-

ния

 

объектов

 

распределённой

 

генерации

 

к

 

элек

-

трическим

 

сетям

 

ОАО

 «

МОЭСК

»;

• 

разработать

 

методики

 

по

 

выбору

 

первичного

 

и

 

вторичного

 

оборудования

.


Читать онлайн

Интерес к развитию распределённой генерации обусловлен тем, что собственники небольших предприятий наряду с развитием основного производства приходят к выводу, что установка собственных генераторов и выработка электрической энергии имеет дополнительные преимущества для компании. Также на рынок выходят собственники котельных, преобразующих котельные в мини-ТЭЦ.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

Основные задачи развития и повышения надежности распределительных электрических сетей в современных условиях

Управление сетями / Развитие сетей
Майоров А.В., первый заместитель Генерального директора — главный инженер ПАО «Россети»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

Анализ особенностей расчета потокораспределения и потерь мощности реальной распределительной сети низкого напряжения по измерениям интеллектуальных счетчиков

Управление сетями / Развитие сетей Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии
Стенников В.А. Голуб И.И. Болоев Е.В. Анфиногенов А.Ю. Бучинский А.Л. Масленников А.Н.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

Автоматизация сетей среднего напряжения — ключевое направление развития электросетевого комплекса

Управление сетями / Развитие сетей Энергоснабжение / Энергоэффективность
ООО «Центр энергетических технологий»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

Сравнительный анализ мероприятий по повышению надежности передачи электрической энергии в распределительных сетях

Управление сетями / Развитие сетей Энергоснабжение / Энергоэффективность Воздушные линии
Гвоздев Д.Б. Иванов Р.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»