Развитие систем мониторинга и управления в ЕЭС России

Page 1
background image

Page 2
background image

52

СЕТИ

РОССИИ

у

п

р

а

в

л

е

н

и

е

 с

е

т

я

м

и

управление сетями

Развитие систем 

мониторинга и 

управления в ЕЭС 

России на платформе 

векторных измерений 

параметров

Андрей ЖУКОВ, заместитель директора

 по управлению режимами ЕЭС,

 Дмитрий ДУБИНИН, начальник отдела

 мониторинга переходных режимов,

 Олег ОПАЛЕВ, главный специалист отдела 

мониторинга переходных режимов, ОАО «СО ЕЭС»

ВВЕДЕНИЕ

Повышение

 

уровня

 

техниче

-

ского

 

совершенства

 

современных

 

систем

 

оперативно

-

диспетчерско

-

го

 

и

 

автоматического

 

управления

 

режимом

 

работы

 

электроэнергети

-

ческих

 

систем

  (

ЭЭС

базируется

 

на

 

платформе

 

внедрения

 

достижений

 

IT-

технологий

 

с

 

использованием

 

синхронизированных

 

векторных

 

из

-

мерений

 

параметров

 

электроэнер

-

гетического

 

режима

.

В

 

России

 

идеологию

 

приме

-

нения

 

синхронизированных

 

век

-

торных

 

измерений

 

в

 

технологиях

 

оперативно

-

диспетчерского

 

и

 

ав

-

томатического

 

управления

 

режи

-

мами

 

работы

 

ЕЭС

 

России

 

разраба

-

тывает

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

». 

В

 2005 

году

 

ОАО

 «

СО

 — 

ЦДУ

 

ЕЭС

» 

инициировало

 

создание

 

в

 

ЕЭС

 

России

 

системы

 

мониторинга

 

переходных

 

режимов

 

(

СМПР

), 

предусматривающей

 

р

  

е

-

гистрацию

 

синхронизированных

 

по

 

времени

 

векторных

 

измерений

 

параметров

 

электроэнергетическо

-

го

 

режима

 

в

 

отдельных

 

узлах

 

ЕЭС

 

России

 

благодаря

 

использованию

 

сигналов

 

синхронизации

 

глобаль

-

ных

 

навигационных

 

спутниковых

 

систем

 

ГЛОНАСС

 

и

 GPS. 

Это

 

явилось

 

началом

 

внедрения

 

технологии

 

век

-

торных

 

измерений

 

в

 

ЕЭС

 

России

 

для

 

решения

 

практических

 

задач

 

управ

-

ления

Фактически

 

в

 

СМПР

 

сконцентри

-

рован

 

набор

 

технологий

обеспечи

-

вающих

:

• 

измерение

 

и

 

вычисление

 

пара

-

метров

 

электроэнергетического

 

режима

 

с

 

высоким

 

разреше

-

нием

 

и

 

привязкой

 

измерений

 

к

 

меткам

 

единого

 

времени

 

с

 

точностью

 1 

мкс

• online 

доставку

 

данных

 

в

 

комму

-

никационной

 

среде

 

с

 

высокой

 

надёжностью

 

и

 

низким

 

уровнем

 

задержек

 

в

 

автоматизирован

-

ную

 

систему

 

сбора

 

диспетчер

-

ских

 

центров

 

ОАО

 «

СО

 

ЕЭС

»;

• 

обработку

 

и

 

архивирование

 

больших

 

объёмов

 

данных

;

• 

анализ

 

данных

 

с

 

целью

 

выявле

-

ния

 

отклонений

 

контролируемых

 

параметров

 

электроэнергети

-

ческого

 

режима

 

от

 

допустимых

 

значений

 

по

 

заданным

 

критери

-

ям

;

• 

функционирование

 

расчётных

 

алгоритмов

позволяющих

 

выявлять

 

некорректную

 

работу

 

энергетического

 

оборудования


Page 3
background image

53

 2 (23), 

март

апрель

, 2014

диагностировать

 

неисправ

-

ность

 

систем

 

регулирования

например

 

АРВ

 

генераторов

определять

 

параметры

 

схемы

 

замещения

 

оборудования

в

 

том

 

числе

 

в

 

реальном

 

времени

фиксировать

 

динамику

 

их

 

изме

-

нения

 

и

 

т

.

п

.; 

• 

визуализацию

 

динамики

 

изме

-

нения

 

режимных

 

параметров

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

а

 

также

 

наглядное

 

представление

 

диспетчерскому

 

и

 

технологиче

-

скому

 

персоналу

 

результатов

 

расчётных

 

задач

.

Исследования

 

российских

 

спе

-

циалистов

 

и

 

изучение

 

зарубежного

 

опыта

 

показывают

 

преимущества

 

применения

 

синхронизированных

 

векторных

 

измерений

 

параметров

 

электроэнергетического

 

режима

 

для

 

совершенствования

 

методов

 

и

 

алгоритмов

 

управления

 

в

 

целях

 

по

-

вышения

 

эффективности

 

функцио

-

нирования

 

систем

 

управления

 

ЭЭС

.

Данное

 

направление

 

развития

 

систем

 

управления

 

становится

 

осо

-

бенно

 

актуальным

 

в

 

свете

 

принятой

 

Правительством

 

РФ

  «

Энергетиче

-

ской

 

стратегии

 

России

 

на

 

период

 

до

 

2030 

года

», 

предусматривающей

 

широкое

 

внедрение

 

гибких

 

систем

 

передачи

 

электроэнергии

Реализа

-

ция

 

указанных

 

планов

 

ориентиро

-

вана

 

на

 

внедрение

 

в

 

ЕЭС

 

России

 

управляемых

 

элементов

 

на

 

базе

 

си

-

ловой

 

электроники

 (FACTS). 

Созда

-

ние

 

систем

 

управления

 

нового

 

по

-

коления

позволяющих

 

учитывать

 

в

 

реальном

 

масштабе

 

времени

 

изме

-

нения

 

параметров

 

расчётных

 

мо

-

делей

 

ЕЭС

основанных

 

на

 

законах

 

регулирования

 

элементов

 FACTS 

и

 

динамических

 

характеристиках

 

ЭЭС

возможно

 

только

 

на

 

базе

 

ис

-

пользования

 

векторных

 

измерений

 

параметров

 

электроэнергетическо

-

го

 

режима

.

РАЗВИТИЕ

 

СМПР

 

В

 

ЕЭС

 

РОССИИ

Создание

 

системы

 

мониторинга

 

переходных

 

режимов

 

в

 

России

 

было

 

инициировано

 

ОАО

 «

СО

 — 

ЦДУ

 

ЕЭС

» 

в

 2005 

году

 

в

 

рамках

 

проекта

 «

ТЭО

 

синхронного

 

объединения

 

энер

-

госистем

 UCTE 

и

 

ЕЭС

/

ОЭС

» [1, 2]. 

В

 2006 

году

 

на

 16 

энергообъектах

 

ЕЭС

 

была

 

введена

 

в

 

эксплуатацию

 

первая

 

очередь

 

СМПР

что

 

позво

-

лило

 

получить

 

данные

 

синхронизи

-

рованных

 

векторных

 

измерений

 

и

 

начать

 

систематические

 

наблюде

-

ния

 

и

 

исследования

 

динамических

 

свойств

 

энергообъединений

прово

-

дить

 

анализ

 

возникновения

 

и

 

раз

-

вития

 

технологических

 

возмущений

 

и

 

аварийных

 

ситуаций

Система

 

СМПР

 

ЕЭС

 

представля

-

ет

 

собой

 

совокупность

 

векторных

 

измерительных

 

преобразователей

 

(Phasor measurement unit — PMU), 

применяемых

 

индивидуально

 

или

 

в

 

составе

 

векторных

 

регистраторов

концентраторов

 

векторных

 

данных

 

(Phasor Data Concentrator — PDC), 

каналов

 

передачи

 

данных

 

между

 

объектами

 

электроэнергетики

 

и

 

диспетчерскими

 

центрами

 

ОАО

 «

СО

 

ЕЭС

», 

а

 

также

 

средств

 

обработки

 

по

-

лученной

 

информации

.

ОАО

 «

СО

 

ЕЭС

» 

осуществляет

 

раз

-

витие

 

технологии

 

векторных

 

изме

-

рений

 

по

 

следующим

 

основным

 

на

-

правлениям

:

 

создание

 

и

 

развитие

 

отече

-

ственных

 

устройств

 

синхрони

-

зированных

 

векторных

 

изме

-

рений

:

• 

разработка

 

технических

 

средств

 

синхронизированных

 

вектор

-

ных

 

измерений

 

— 

первый

 

оте

-

чественный

 PMU 

типа

 

МИП

-01 

в

 

составе

 

регистратора

 «Smart-

WAMS» 

был

 

разработан

 

ЗАО

 

«

РТСофт

» 

по

 

техническим

 

требо

-

ваниям

 

ОАО

  «

СО

 — 

ЦДУ

 

ЕЭС

» 

в

 

2006 

году

В

 

настоящее

 

время

 

на

 

объектах

 

электроэнергетики

 

установлены

 

устройства

 

синхро

-

низированных

 

векторных

 

изме

-

рений

 

четырёх

 

отечественных

 

производителей

  (

ЗАО

  «

РТСофт

», 

ООО

  «

ПАРМА

», 

ООО

  «

Прософт

-

Системы

», 

ЗАО

  «

Инженерный

 

центр

 «

Энергосервис

»);

• 

разработка

 

технических

 

средств

 

приёма

обработки

 

и

 

передачи

 

синхронизированных

 

вектор

-

ных

 

измерений

:

 

в

 

соответствии

 

с

 

технически

-

ми

 

требованиями

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

фирмой

 

ЗАО

 «

РТСофт

» 

в

 

составе

 

регистратора

 «Smart-

WAMS» 

была

 

реализована

 

функция

 

концентратора

 

век

-

торных

 

данных

 

для

 

сбора

об

-

работки

хранения

 

и

 

обмена

 

технологической

 

информа

-

ции

 

на

 

уровне

 

объекта

 

элек

-

троэнергетики

;

 

компанией

 

ООО

 «

АльтероПау

-

эр

» 

разработан

 

концентратор

 

векторных

 

данных

 

для

 

приме

-

нения

 

в

 

составе

 

программ

-

но

-

технических

 

комплексов

 

СМПР

 

объектов

 

электроэнер

-

гетики

 

и

 

распределённых

 

автоматизированных

 

систем

 

субъектов

 

электроэнергетики

 

для

 

приёма

 

и

 

обработки

 

син

-

хронизированных

 

векторных

 

измерений

;

• 

совершенствование

 

техниче

-

ских

 

характеристик

 

устройств

 

синхронизированных

 

вектор

-

ных

 

измерений

:

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

совместно

 

с

 

разработчиками

 

устройств

 

синхронизированных

 

вектор

-

ных

 

измерений

 

ведутся

 

рабо

-

ты

 

по

 

повышению

 

их

 

техниче

-

ского

 

совершенства

 

в

 

части

 

вопросов

 

надёжности

точно

-

сти

 

измерений

увеличения

 

частоты

 

дискретизации

 

изме

-

рений

расширения

 

функци

-

ональности

 

и

 

т

.

д

Проведены

 

работы

 

по

 

реализации

 

функ

-

ций

 

регистрации

 

синхронизи

-

рованных

 

векторных

 

измере

-

ний

 

и

 

аварийных

 

событий

 

на

 

базе

 

регистраторов

 

аварий

-

ных

 

событий

 

ПАРМА

 

РП

 4.11 

(

ООО

 «

ПАРМА

») 

и

 

РЭС

-3 

СМПР

 

(

ООО

 

«

Прософт

-

Системы

»), 

что

 

позволяет

 

существенно

 

увеличить

 

количество

 PMU 

на

 

объектах

 

электроэнергетики

 

в

 

ЕЭС

 

России

.

Применяемые

 

в

 

настоящее

 

время

 

за

 

рубежом

 

и

 

в

 

ЕЭС

 

России

 

устройства

 

синхронизированных

 

векторных

 

измерений

 

изначально

 

создавались

 

для

 

целей

 

мониторин

-

га

 

параметров

 

переходных

 

режи

-

мов

 

в

 

ЭЭС

 (Wide Area Measurement 

System — WAMS, 

СМПР

). 

При

 

этом

 

требования

 

к

 

самим

 PMU, 

систе

-

мам

 

передачи

 

и

 

обработки

 

вектор

-

ных

 

измерений

 

не

 

предусматрива

-

ли

 

возможность

 

их

 

применения

 

для

 

целей

 

управления

 

и

 

защиты

 

ЭЭС

Однако

 

преимущества

 

применения

 

технологии

 

векторных

 

измерений

 

для

 

совершенствования

 

систем

 

автоматического

 

управления

 

ока

-

зались

 

настолько

 

существенными

что

 

в

 

настоящее

 

время

 

ведутся

 

раз

-

работки

 

технических

 

комплексов

 

управления

 

и

 

защиты

 

ЭЭС

 

с

 

исполь

-

зованием

 

векторных

 

измерений

 

(Wide Area Control System — WACS; 
Wide Area Protection System — 
WAPS. 

За

 

рубежом

 

принята

 

обоб

-

щённая

 

аббревиатура

 WAMPACS, 


Page 4
background image

54

СЕТИ РОССИИ

объединяющая

 WAMS, WACS 

и

 

WAPS) [3, 11]. 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

отра

-

ботана

 

технология

 

сбора

 

и

 

пере

-

дачи

 

данных

 

синхронизированных

 

векторных

 

измерений

 

в

 

центры

 

об

-

работки

создана

 

автоматическая

 

система

 

сбора

 

информации

 (

АС

 

СИ

 

СМПР

), 

обеспечивающей

 

доставку

 

данных

 

в

 

режимах

 online 

и

 of

 ine 

в

 

диспетчерские

 

центры

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

», 

что

 

создаёт

 

предпосылки

 

для

 

применения

 

данных

 

векторных

 

из

-

мерений

 

в

 

системах

 

управления

 

и

 

защиты

Серьёзной

 

проблемой

 

техни

-

ческой

 

реализации

 

данных

 

раз

-

работок

 

является

 

выполнение

 

тре

-

бования

 

к

 

обеспечению

 

точности

 

измерений

 

векторных

 

параметров

 

в

 

интервале

 

времени

 

функциониро

-

вания

 

пусковых

 (

пуско

-

дозирующих

органов

 

устройств

 

автоматического

 

управления

 

и

 

защиты

 

ЭЭС

Одним

 

из

 

путей

 

повышения

 

качества

 

из

-

мерения

 

параметров

 

переходных

 

электроэнергетических

 

режимов

 

ЭЭС

 

и

 

обеспечения

 

требования

 

быстродействия

 

работы

 

пусковых

 

органов

 

автоматики

 

является

 

обе

-

спечение

 

точности

 

измерения

 

при

 

увеличении

 

дискретизации

 

вычис

-

ления

 

параметров

 

электрическо

-

го

 

режима

 

до

 6—12 

раз

 

за

 

период

 

промышленной

 

частоты

Эта

 

зада

-

ча

 

ставится

 

перед

 

разработчиками

 

PMU 

нового

 

поколения

.

Очевидно

что

 

различные

 

требо

-

вания

 

к

 

функциональности

 

систем

 

мониторинга

управления

 

и

 

защиты

 

(WAMS, WACS, WAPS) 

формируют

 

соответствующие

 

требования

 

и

 

к

 

уровню

 

технического

 

совершенства

 

устройств

 

измерения

обработки

 

и

 

передачи

 

векторных

 

данных

Тре

-

бования

 

к

 

быстродействию

 

функци

-

онирования

 

систем

 

мониторинга

управления

 

и

 

защиты

 

с

 

учётом

 

до

-

стигнутого

 

уровня

 

развития

 

техноло

-

гий

 

приведены

 

в

 

табл

. 1.

В

 

настоящее

 

время

 

за

 

рубежом

 

насчитывается

 

более

 130 

произ

-

водителей

 PMU, PDC, 

стендового

 

оборудования

 

и

 

программного

 

обе

-

спечения

 

для

 WAMS/WACS/WAPS. 

Мировыми

 

лидерами

 

производства

 

устройств

 

синхронизированных

 

векторных

 

измерений

 

являются

 

компании

 ABB, Alstom Grid, Arbiter 

Systems, Electric Power Group, GE 
Energy, Grid Protection Alliance, 
OSIsoft, Schweitzer Engineering 
Laboratories, Siemens, Symmetricom 

и

 

др

В

 

составе

 

функционирующей

 

в

 

СМПР

 

ЕЭС

 

России

 

применяются

 

PMU 

следующих

 

производителей

:

• PMU 

типа

 

МИП

-01, 

МИП

-02 

(

ЗАО

 «

РТСофт

»);

• 

регистратор

 Smart WAMS 

(

ЗАО

 «

РТСофт

»);

• 

регистратор

 

ЦРАП

 

ПАРМА

 

РП

 4-11 (

ООО

 «

ПАРМА

»);

• 

регистратор

 

РЭС

-3 

СМПР

 

(

ООО

 «

Прософт

-

Системы

»);

• PMU 

типа

 

ЭНИП

-3 

СМПР

 

(

ЗАО

 «

Инженерный

 

центр

 

«

Энергосервис

»);

• PMU 

разработки

 

ЗАО

 

«

ИТЦ

 

Континуум

»;

•  PMU Power Sentinel 

модели

 

1133

А

 (Arbiter Systems, USA).

ОАО

 «

СО

 

ЕЭС

» 

неоднократно

 

про

-

водило

 

сравнительные

 

испытания

 

отечественных

 

и

 

зарубежных

 PMU 

с

 

целью

 

сопоставления

 

их

 

харак

-

теристик

 

и

 

оценки

 

возможности

 

их

 

применения

 

в

 

ЕЭС

 

России

Данные

 

испытания

 

проводились

 

на

 

цифро

-

вом

 

аналого

-

физическом

 

комплек

-

се

 

ОАО

  «

НТЦ

 

ЕЭС

» 

и

 

программно

-

аппаратном

 

комплексе

 RTDS. 

По

 

итогам

 

испытаний

 

в

 2013 

году

 

была

 

разработана

  «

Методика

 

проведе

-

ния

 

сертификационных

 

испытаний

 

PMU», 

обеспечивающая

 

проверку

 

характеристик

 PMU 

в

 

стационарных

 

и

 

переходных

 

режимах

 

на

 

соответ

-

ствие

 

требованиям

 

международно

-

го

 

стандарта

 IEEE 

С

37.118.1-2011. 

 

Разработка

 

нормативно

-

ме

-

тодической

 

базы

 

применения

 

синхронизированных

 

вектор

-

ных

 

измерений

:

• 

разработаны

 

требования

 

к

 

векторным

 

измерительным

 

пре

-

образователям

 

и

 

программно

-

техническим

 

комплексам

 

СМПР

 

(

ПТК

 

СМПР

объектов

 

электро

-

энергетики

;

• 

разработана

 

и

 

апробирована

 

«

Методика

 

и

 

программа

 

сер

-

тификационных

 

испытаний

 

векторных

 

измерительных

 

пре

-

образователей

»;

• 

требования

 

к

 

организации

 

мониторинга

 

переходных

 

режи

-

мов

 

в

 

энергосистемах

 

для

 

задач

 

противоаварийного

 

управления

 

внесены

 

в

 

Национальный

 

стан

-

дарт

 

РФ

  (

ГОСТ

 

Р

 55105-2012) 

«

Оперативно

-

диспетчерское

 

управление

Автоматическое

 

противоаварийное

 

управление

 

режимами

 

энергосистем

Проти

-

воаварийная

 

автоматика

 

энер

-

госистем

Нормы

 

и

 

требования

»;

• 

принципы

 

и

 

порядок

 

взаимодей

-

ствия

 

субъектов

 

электроэнерге

-

тики

 

при

 

организации

 

эксплуата

-

ции

 

ПТК

 

СМПР

создании

 

новых

 

или

 

модернизации

 

существую

-

щих

 

комплексов

 

приведены

 

в

 

стандарте

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» (

СТО

 

59012820.29.020.002-2012) 
«

Релейная

 

защита

 

и

 

автомати

-

ка

Взаимодействие

 

субъектов

 

электроэнергетики

потреби

-

телей

 

электрической

 

энергии

 

при

 

создании

  (

модернизации

и

 

организации

 

эксплуатации

».

 

Организация

 

работ

 

по

 

проек

-

тированию

 

и

 

внедрению

 

ПТК

 

СМПР

 

на

 

энергообъектах

:

• 

совместно

 

с

 

ОАО

  «

Концерн

 

Рос

-

энергоатом

» 

и

 

ЗАО

 

НПП

  «

Энер

-

гопромСервис

» 

разработан

 

и

 

реализован

 

проект

 

создания

 

ПТК

 

СМПР

 

Белоярской

Калинин

-

ской

Курской

Нововоронеж

-

ской

Смоленской

Ростовской

Ленинградской

 

и

 

Кольской

 

АЭС

;

• 

разработаны

 

Системные

 

про

-

екты

 

развития

 

СМПР

 

в

 

Объеди

-

нённых

 

энергосистемах

 

Урала

 

и

 

Сибири

;

• 

в

 

соответствии

 

с

 

требованиями

 

к

 

организации

 

мониторинга

 

пере

-

ходных

 

режимов

 

в

 

энергосисте

-

мах

 

для

 

задач

 

противоаварийно

-

го

 

управления

 

проектирование

 

of

 ine

АСДУ

WAMS off-

line

не

 

регламентируется

Стационарные

 

и

 

переходные

 

процессы

real time

WAMS 

online

t < 5 

сек

САУ

(online)

WACS

t < 5 

сек

Стационарный

 

режим

WAPS

t < 1 

сек

Электромеханические

 

переходные

 

процессы

РЗ

t << 1 

сек

Электромагнитные

 

переходные

 

процессы

Табл

. 1. 

Требования

 

к

 

быстродействию

 

функционирования

 

систем

 

мониторинга

управления

 

и

 

защиты

 

ЭЭС


Page 5
background image

55

 2 (23), 

март

апрель

, 2014


Page 6
background image

56

СЕТИ РОССИИ


Page 7
background image

57

 2 (23), 

март

апрель

, 2014

ПТК

 

СМПР

 

осуществляется

 

на

 

вновь

 

вводимых

 

и

 

реконструи

-

руемых

 

действующих

 

объектах

 

электроэнергетики

  (

схема

 

раз

-

мещения

 

регистраторов

 

СМПР

 

показана

 

на

 

рис

. 1).

Увеличение

 

количества

 

уста

-

новленных

 

комплексов

 

СМПР

 

на

 

объектах

 

электроэнергетики

 

и

 PMU 

с

 2005 

до

 2013 

и

 

перспективные

 

планы

 

до

 2020 

года

 

приведены

 

на

 

диаграмме

 (

рис

. 2).

 

Создание

 

системы

 

автомати

-

ческого

 

сбора

 

информации

 

в

 

режимах

 on- 

и

 of

 ine 

для

 

задач

 

оперативно

-

диспетчерского

 

и

 

автоматического

 

управления

 

ЭЭС

При

 

создании

 

СМПР

 

в

 

ЕЭС

 

Рос

-

сии

 

одной

 

из

 

актуальных

 

задач

 

ста

-

ли

 

разработка

 

и

 

внедрение

 

авто

-

матической

 

системы

 

сбора

 

данных

 

векторных

 

измерений

 

с

 

объектов

 

электроэнергетики

 

в

 

диспетчерские

 

центры

 

ОАО

 «

СО

 

ЕЭС

», 

обеспечиваю

-

щие

 

передачу

 

больших

 

объёмов

 

дан

-

ных

 

с

 

высокой

 

надёжностью

 

и

 

мини

-

мальными

 

задержками

 

по

 

времени

Работы

 

по

 

созданию

 

данной

 

систе

-

мы

 

проводились

 

специалистами

 

ОАО

 

«

СО

 

ЕЭС

» 

совместно

 

с

 

ООО

 «

Альтеро

-

Пауэр

», 

и

 

в

 2012 

году

 

АС

 

СИ

 

СМПР

 

была

 

введена

 

в

 

промышленную

 

экс

-

плуатацию

 

в

 

диспетчерских

 

центрах

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» (

структурная

 

схема

 

системы

 

сбора

 

информации

 

показа

-

на

 

на

 

рис

. 3). 

В

 

результате

 

создания

 

АС

 

СИ

 

СМПР

 

в

 

ОАО

 «

СО

 

ЕЭС

»: 

• 

создана

 

полноценная

 

инфра

-

структура

на

 

базе

 

которой

 

реализована

 

технология

 

авто

-

матического

 

сбора

 

данных

 

с

 

регистраторов

 

СМПР

 

в

 

диспет

-

черские

 

центры

 

ОАО

 «

СО

 

ЕЭС

» 

в

 

режимах

 online 

и

 of

 ine;

Рис

. 1. 

Схема

 

размещения

 

регистраторов

 

СМПР

 

в

 

ЕЭС

/

ОЭС

— 

ПТК

 

СМПР

функционирующие

 

в

 

режимах

 online 

и

 of

 ine;

— 

ПТК

 

СМПР

функционирующие

 

в

 

режиме

 of

 ine;

— 

концентраторы

 

векторных

 

данных

 

в

 

диспетчерских

 

центрах

.

Рис

. 2. 

Перспективы

 

внедрения

 

комплексов

 

СМПР

 

на

 

объектах

 

электроэнергетики

PMU

ПТК

 

СМПР

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

2006 2007 2008 2009

2010 2011 2012

2013 2014 2015

2016 2017

2018 2019

2020


Page 8
background image

58

СЕТИ РОССИИ

• 

обеспечен

 

систематический

 

сбор

 

данных

 

с

 

регистраторов

 

СМПР

 

при

 

возникновении

 

тех

-

нологических

 

нарушений

 

и

 

ава

-

рийных

 

ситуаций

 

в

 

ЕЭС

 

России

;

• 

обеспечена

 

возможность

 

разви

-

тия

 

на

 

базе

 

АС

 

СИ

 

СМПР

 

техноло

-

гий

 

управления

 

с

 

применением

 

данных

 

векторных

 

измерений

 

параметров

 

электроэнергетиче

-

ского

 

режима

.

 

Развитие

 

технологий

 

оператив

-

но

-

диспетчерского

 

и

 

автома

-

тического

 

управления

 

ЭЭС

 

на

 

базе

 

векторных

 

измерений

Основной

 

целью

 

развития

 

тех

-

нологии

 

синхронизированных

 

век

-

торных

 

измерений

 

является

 

по

-

вышение

 

качества

 

и

 

надёжности

 

оперативно

-

диспетчерского

 

и

 

ав

-

томатического

 

управления

 

энерго

-

системой

В

 

связи

 

с

 

этим

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

инициировал

 

разработку

 

и

 

внедрение

 

следующих

 

систем

:

• 

для

 

обеспечения

 

максимальной

 

пропускной

 

способности

 

линий

 

электропередачи

 

с

 

учётом

 

реаль

-

ных

 

схемно

-

режимных

 

условий

 

работы

 

энергосистемы

определе

-

ния

 

запасов

 

устойчивости

 

в

 

кон

-

тролируемых

 

сечениях

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

 

была

 

разра

-

ботана

 

и

 

находилась

 

в

 

промыш

-

ленной

 

эксплуатации

 

в

 

северных

 

районах

 

Тюменской

 

области

 

Система

 

мониторинга

 

запасов

 

устойчивости

  (

СМЗУ

), 

для

 

функ

-

ционирования

 

которой

 

на

 

шести

 

объектах

 

электроэнергетики

 

были

 

установлены

 PMU 

и

 

организована

 

система

 

сбора

 

векторных

 

данных

 

в

 

Тюменское

 

РДУ

 [4, 5]. 

 

Ведутся

 

работы

 

по

 

дальнейше

-

му

 

развитию

 

функциональных

 

возможностей

 

СМЗУ

комплек

-

сы

 

СМЗУ

 

нового

 

поколения

 

вне

-

дрены

 

в

 

опытную

 

эксплуатацию

 

в

 

ОЭС

 

Северо

-

Запада

 

в

 

двух

 

филиалах

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

». 

Вне

-

дрение

 

СМЗУ

 

нового

 

поколения

 

позволит

:

 

максимально

 

использовать

 

пропускную

 

способность

 

электрической

 

сети

 

с

 

обе

-

спечением

 

нормативных

 

за

-

пасов

 

устойчивости

 

посред

-

ством

 

управления

 

режимом

 

с

 

учётом

 

актуальных

 

режим

-

ных

 

и

 

токовых

 

ограничений

 

и

 

ресурсов

 

противоаварийного

 

управления

;

 

обеспечить

 

диспетчера

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

 

актуальными

 

величинами

 

аварийно

 

допустимых

 

и

 

мак

-

симально

 

допустимых

 

пере

-

токов

 

активной

 

мощности

 

в

 

электрической

 

сети

 

в

 

различ

-

ных

 

схемно

-

режимных

 

усло

-

виях

 

работы

 

энергосистемы

;

•  

 

для

 

контроля

 

правильности

 

функ

-

ционирования

 

систем

 

возбужде

-

ния

 

и

 

автоматических

 

регулято

-

ров

 

возбуждения

 

генераторов

 

электростанций

 

разработан

 

и

 

при

 

содействии

 

ОАО

 «

Интер

 

РАО

» 

реализован

 

пилотный

 

проект

 

системы

 

мониторинга

 

систем

-

ных

 

регуляторов

  (

СМСР

на

 

Северо

-

Западной

 

ТЭЦ

 [6].

 

Основные

 

функции

 

СМСР

 — 

сво

-

евременное

 

выявление

 

генери

-

рующего

 

оборудования

 

с

 

неис

-

правной

 

системой

 

возбуждения

которое

 

может

 

явиться

 

причи

-

ной

 

возникновения

 

аварийной

 

ситуации

 

в

 

энергосистеме

вы

-

явление

 

незатухающих

 

низкоча

-

стотных

 

синхронных

 

колебаний

 

(

НЧК

генераторов

 

для

 

оценки

 

правильности

 

работы

 

системных

 

стабилизаторов

определение

 

не

-

обходимого

 

объёма

 

корректиров

-

ки

 

настроек

 

АРВ

устранение

 

не

-

поладок

 

в

 

системе

 

возбуждения

 

синхронных

 

генераторов

 

и

 

т

.

д

 

Опытная

 

эксплуатация

 

системы

 

на

 

Северо

-

Западной

 

ТЭЦ

 

позво

-

лила

 

выявить

 

неэффективность

 

работы

 

системных

 

стабилизато

-

ров

 

и

 

произвести

 

необходимую

 

корректировку

 

настроек

.

 

В

 

настоящий

 

момент

 

совместно

 

с

 

ООО

  «

ЛУКОЙЛ

-

Кубаньэнерго

» 

ведутся

 

работы

 

по

 

разработке

 

и

 

внедрению

 

СМСР

 

на

 

Краснодар

-

ской

 

ТЭЦ

:

• 

для

 

исследования

 

динамических

 

свойств

 

энергосистемы

выявле

-

ния

 

НЧК

 

в

 

различных

 

частях

 

ЕЭС

 

России

идентификации

 

источни

-

ков

 

колебаний

 

и

 

оценки

 

уровня

 

их

 

опасности

 

для

 

ЭЭС

 

ведутся

 

разработки

 

методов

 

и

 

алгорит

-

мов

 

мониторинга

 

НЧК

Завер

-

шение

 

работ

 

по

 

его

 

интеграции

 

с

 

АС

 

СИ

 

СМПР

 

запланировано

 

на

 

2014 

г

.;

• 

для

 

повышения

 

точности

 

рас

-

чётов

 

в

 

программах

 

оценивания

 

состояния

 

ЭЭС

 

ведутся

 

работы

 

по

 

расширению

 

применения

 

синхронизированных

 

вектор

-

ных

 

измерений

 

в

 

программ

-

но

-

технических

 

комплексах

 

Рис

. 3. 

Структурная

 

схема

 

системы

 

сбора

 

информации

 

СМПР

 

ЕЭС

/

ОЭС


Page 9
background image

59

 2 (23), 

март

апрель

, 2014

централизованных

 

систем

 

противоаварийной

 

автоматики

 

(

ЦСПА

).

 

Сопровождение

 

эксплуатации

 

ПТК

 

СМПР

 

на

 

объектах

 

элек

-

троэнергетики

ОАО

 «

СО

 

ЕЭС

» 

контролирует

 

про

-

цессы

 

проектирования

 

и

 

внедре

-

ния

 

ПТК

 

СМПР

 

на

 

объектах

 

электро

-

энергетики

формирует

 

технические

 

требования

 

к

 

комплексам

согласо

-

вывает

 

технические

 

задания

 

и

 

про

-

ектную

 

документацию

участвует

 

в

 

приёмке

 

комплексов

 

в

 

эксплуа

-

тацию

 

и

 

посредством

 

АС

 

СИ

 

СМПР

 

контролирует

 

функционирование

 

комплексов

 

после

 

их

 

ввода

 

в

 

экс

-

плуатацию

.

В

 

настоящее

 

время

 

в

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

данные

 

синхронизированных

 

векторных

 

измерений

 

применяются

:

• 

при

 

расследовании

 

технологиче

-

ских

 

возмущений

 

и

 

аварийных

 

ситуаций

  (

поставарийный

 

ана

-

лиз

);

• 

для

 

мониторинга

 

корректности

 

работы

 

системных

 

регуляторов

;

• 

для

 

верификации

 

расчётных

 

моделей

 [7, 8];

• 

для

 

мониторинга

 

участия

 

энерго

-

блоков

 

в

 

ОПРЧ

НПРЧ

;

• 

при

 

оценке

 

частотных

 

харак

-

теристик

 

ЕЭС

 

при

 

проведении

 

натурных

 

испытаний

;

• 

для

 

повышения

 

точности

 

оцени

-

вания

 

состояния

;

• 

для

 

уточнения

 

статических

 

и

 

динамических

 

характеристик

 

энергосистемы

;

• 

при

 

анализе

 

НЧК

 

и

 

идентифика

-

ции

 

их

 

параметров

;

• 

при

 

определении

 

запасов

 

устой

-

чивости

 

по

 

контролируемым

 

сечениям

 

сети

.

При

 

решении

 

перечисленных

 

выше

 

задач

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

активно

 

сотрудничает

 

с

 

российскими

 

и

 

зару

-

бежными

 

партнёрами

в

 

том

 

числе

 

ОАО

 «

НТЦ

 

ЕЭС

», 

ОАО

 «

Институт

 

Энер

-

госетьпроект

», 

ФГБОУ

 

ВПО

  «

НИУ

 

«

МЭИ

», 

ИСЭМ

 

СО

 

РАН

ЗАО

 «

РТСофт

», 

ООО

  «

ПАРМА

», 

ООО

  «

Прософт

-

Си

-

стемы

», 

ООО

  «

АльтероПауэр

», 

ЗАО

 

«

Инженерный

 

центр

  «

Энергосер

-

вис

», Alstom Grid, Psymetrix, Elpros, 

исследовательским

 

комитетом

 B5 

«

Релейная

 

защита

 

и

 

автоматика

» 

Международного

 

Совета

 

по

 

боль

-

шим

 

электрическим

 

системам

 

вы

-

сокого

 

напряжения

 (SC B5 CIGRE 

«Protection and Automation»), 

объе

-

динением

 

крупнейших

 

мировых

 

си

-

стемных

 

операторов

 (VLPGO) 

и

 

др

.

В

 

настоящее

 

время

 

в

 

ЕЭС

 

Рос

-

сии

 

введён

 

в

 

эксплуатацию

 51 

ком

-

плекс

 

СМПР

количество

 PMU 

со

-

ставляет

 262 

устройства

В

 

период

 

2014—2015 

гг

запланировано

:

• 

внедрение

 

ПТК

 

СМПР

 

на

 

Бело

-

ярской

 

АЭС

-2, 

Конаковской

 

ГРЭС

ТЭЦ

-16 

и

 26 

Мосэнерго

Невинномысской

 

ГРЭС

Воткин

-

ской

 

ГЭС

Серовской

 

и

 

Нижне

-

вартовской

 

ГРЭС

Калининград

-

ской

 

ТЭЦ

-2, 

а

 

также

 

на

 

ряде

 

подстанций

 

ОАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

»;

• 

модернизация

 

существующих

 

комплексов

 

СМПР

 

ПС

 1150 

кВ

 

Алтай

Саяно

-

Шушенской

 

ГЭС

Загорской

 

ГАЭС

Калининской

Курской

Нововоронежской

Ростовской

 

и

 

Смоленской

 

АЭС

.

По

 

предварительной

 

оценке

 

к

 

концу

 2015 

года

 

комплексы

 

СМПР

 

будут

 

развёрнуты

 

более

 

чем

 

на

 

80 

объектах

 

электроэнергетики

 (

бо

-

лее

 400 PMU), 

а

 

в

 

перспективе

 

до

 

2020 

года

 — 

на

 200 

объектах

 

элек

-

троэнергетики

 

ЕЭС

 

России

  (

более

 

1000 PMU). 

ОСНОВНЫЕ

 

НАПРАВЛЕНИЯ

 

И

 

ПЕРСПЕКТИВЫ

 

ПРИМЕНЕНИЯ

 

СИНХРОНИЗИРОВАННЫХ

 

ВЕКТОРНЫХ

 

ИЗМЕРЕНИЙ

 

В

 

ПРАКТИЧЕСКИХ

 

ЗАДАЧАХ

Внедрение

 

в

 

ОАО

 «

СО

 

ЕЭС

» 

АС

 

СИ

 

СМПР

увеличение

 

количества

 

уста

-

новленных

 PMU 

и

 PDC 

на

 

объектах

 

электроэнергетики

 

обеспечивают

 

техническую

 

возможность

 

приме

-

нения

 

данных

 

синхронизированных

 

векторных

 

измерений

 

в

 

практиче

-

ских

 

задачах

Данная

 

технология

 

предоставляет

 

более

 

точную

 (

как

 

по

 

величине

 

измеряемых

 

величин

так

 

и

 

по

 

синхронизации

 

времени

 

изме

-

рений

информацию

 

по

 

сравнению

 

с

 

существующими

 

системами

 

теле

-

измерений

и

 

основной

 

задачей

 

для

 

развития

 

и

 

реализации

 

её

 

потенци

-

ала

 

является

 

разработка

 

нового

 

и

 

адаптация

 

существующего

 

ПО

 (

при

-

ложений

 

к

 

ПО

с

 

целью

 

улучшения

 

надёжности

 

и

 

качества

 

управления

 

энергосистемой

В

 

мировой

 

прак

-

тике

 

все

 

задачи

 

с

 

применением

 

синхронизированных

 

векторных

 

из

-

мерений

 

условно

 

разделены

 

на

 

две

 

основные

 

категории

:

• 

аналитические

 

и

 

расчётные

 

приложения

 

с

 

использованием

 

архивной

 

информации

 (of

 ine);

• 

задачи

 

мониторинга

 

и

 

управ

-

ления

 

режимами

 

работы

 

энер

-

госистем

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

 (online).

Анализ

 

зарубежных

 

публикаций

 

в

 

части

 

применения

 

синхронизиро

-

ванных

 

векторных

 

измерений

 

для

 

задач

 

управления

 

энергосистемой

 

показывает

 

следующие

 

направле

-

ния

 

их

 

применения

 

в

 

Системных

 

операторах

 

и

 

энергетических

 

ком

-

паниях

:

• 

для

 

задач

 

оперативно

-

диспет

-

черского

 

и

 

автоматического

 

противоаварийного

 

управления

:

 

мониторинг

 

условий

 

возник

-

новения

 

аварий

 

с

 

целью

 

при

-

нятия

 

мер

 

по

 

их

 

предотвра

-

щению

 

и

 

развитию

;

 

управление

 

перетоками

 

мощности

 

в

 

электрической

 

сети

 

с

 

контролем

 

относитель

-

ного

 

угла

а

 

также

 

с

 

учётом

 

наличия

 

и

 

уровня

 

низкоча

-

стотных

 

колебаний

;

 

идентификация

 

места

 

ава

-

рийного

 

разделения

 

частей

 

энергосистемы

 

и

 

их

 

последу

-

ющая

 

синхронизация

;

 

ситуационная

 

осведомлён

-

ность

 

диспетчера

  (

визуали

-

зация

 

динамики

 

изменения

 

режимных

 

параметров

и

нте

-

грация

 

результатов

 

анализа

 

с

 

различными

 

средствами

 

ви

-

зуализации

);

 

мониторинг

 

устойчивости

 

на

-

грузки

 

по

 

напряжению

;

 

повышение

 

точности

 

оцени

-

вания

 

состояния

;

 

расчёт

 

и

 

графическое

 

отоб

-

ражение

 

резервов

 

реактив

-

ной

 

мощности

 

и

 

т

.

д

.;

• 

для

 

задач

решаемых

 

техноло

-

гическим

 

персоналом

  (

специ

-

алистами

 

служб

 

электрических

 

режимов

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

):

 

расследование

 

технологиче

-

ских

 

возмущений

 

и

 

аварий

-

ных

 

ситуаций

  (

поставарий

-

ный

 

анализ

);

 

мониторинг

 

корректности

 

ра

-

боты

 

системных

 

регуляторов

;

 

мониторинг

 

участия

 

энерго

-

блоков

 

в

 

первичном

 

регули

-

ровании

 

частоты

;

 

оценка

 

частотных

 

характери

-

стик

 

ЕЭС

 

при

 

проведении

 

на

-

турных

 

испытаний

;

 

уточнение

 

расчёта

 

максималь

-

но

 

допустимых

 

перетоков

;


Page 10
background image

60

СЕТИ РОССИИ

 

верификация

 

расчётных

 

мо

-

делей

;

 

повышение

 

точности

 

оцени

-

вания

 

состояния

;

 

уточнение

 

статических

 

и

 

ди

-

намических

 

характеристик

 

энергосистемы

;

 

определение

 

мест

 

повреж

-

дения

 

на

 

ВЛ

 

и

 

вид

 

поврежде

-

ния

;

 

уточнение

 

параметров

 

схем

 

замещения

 

линий

 

электропе

-

редачи

силового

 

оборудова

-

ния

 

и

 

нагрузки

 

потребителей

 

[9];

• 

для

 

задач

решаемых

 

персона

-

лом

 

энергетических

 

компаний

:

 

мониторинг

 

корректности

 

ра

-

боты

 

системных

 

регуляторов

;

 

расследование

 

технологиче

-

ских

 

возмущений

 

и

 

аварий

-

ных

 

ситуаций

;

 

диагностика

 

состояния

 

линий

 

передач

 

и

 

силового

 

оборудо

-

вания

;

 

мониторинг

 

качества

 

элек

-

троэнергии

;

 

определение

 

мест

 

повреж

-

дения

 

и

 

т

.

д

.

 

Возможности

 

применения

 

техно

-

логии

 

СМПР

 

в

 

прикладных

 

задачах

представляющих

 

интерес

 

для

 

маги

-

стральных

 

и

 

в

 

некоторой

 

степени

 

для

 

распределительных

 

сетевых

 

компа

-

ний

приведены

 

в

 [10, 11, 12].

Среди

 

перспективных

 

иссле

-

дований

 

и

 

разработок

которыми

 

занимается

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

в

 

насто

-

ящее

 

время

можно

 

выделить

 

ни

-

жеследующие

.

РАБОТЫ

 

ПО

 

СОЗДАНИЮ

 

МОНИТОРИНГА

 

НИЗКОЧАСТОТНЫХ

 

КОЛЕБАНИЙ

 

В

 

РЕЖИМЕ

 

РЕАЛЬНОГО

 

ВРЕМЕНИ

Мониторинг

 

низкочастотных

 

ко

-

лебаний

 

является

 

одним

 

из

 

наибо

-

лее

 

распространённых

 

в

 

мире

 

при

-

ложений

 

с

 

применением

 

данных

 

синхронизированных

 

векторных

 

из

-

мерений

Основной

 

функцией

 

таких

 

приложений

 

является

 

идентифика

-

ция

 

модального

 

состава

 

колебаний

 

режимных

 

параметров

доминант

-

ных

 

локальных

 

и

 

межзональных

 

мод

 

и

 

определение

 

параметров

 

низкочастотных

 

колебаний

вклю

-

чая

 

коэффициенты

 

демпфирования

 

для

 

оценки

 

уровня

 

колебательной

 

устойчивости

.

В

 

ОАО

 «

СО

 

ЕЭС

» 

с

 2006 

года

 

про

-

водится

 

мониторинг

 

низкочастотных

 

колебаний

 

в

 

целях

 

исследования

 

ди

-

намических

 

свойств

 

энергосистемы

а

 

также

 

определения

  «

проблемных

» 

мест

 

и

 

разработки

 

рекомендаций

 

по

 

изменению

 

настроек

 

АРВ

 

сильного

 

действия

 

и

 

оптимизации

 

настроек

 

каналов

 

системной

 

стабилизации

 

АРВ

 

на

 

действующих

 

энергообъек

-

тах

Возникновение

 

низкочастотных

 

системных

 

колебаний

 

и

 

превыше

-

ние

 

их

 

параметров

 

определённого

 

уровня

 

может

 

привести

 

к

 

наруше

-

нию

 

параллельной

 

работы

 

электро

-

станций

 

и

 

энергосистем

Кроме

 

того

перманентные

 

слабозатухающие

 

колебания

 

режимных

 

параметров

 

в

 

одной

 

части

 

энергообъединения

являясь

 

периодическим

 

возмуще

-

нием

могут

 

вызвать

 

колебания

 

в

 

другой

 

части

 

энергообъединения

 

и

 

также

 

привести

 

к

 

нарушению

 

устой

-

чивости

Поскольку

 

в

 

настоящее

 

вре

-

мя

 

элементы

 

силовой

 

электроники

 

(FACTS) 

не

 

применяются

 

для

 

демп

-

фирования

 

колебаний

 

параметров

 

ЭЭС

практически

 

единственным

 

средством

 

демпфирования

 

колеба

-

ний

 

являются

 

системные

 

стабилиза

-

торы

 

в

 

составе

 

автоматических

 

ре

-

гуляторов

 

возбуждения

 

синхронных

 

генераторов

 

электростанций

.

Работа

 

по

 

созданию

 

на

 

базе

 

АС

 

СИ

 

СМПР

 

программного

 

ком

-

плекса

 

мониторинга

 

НЧК

 

иници

-

ирована

 

в

 2013 

году

В

 

качестве

 

предварительных

 

результатов

 

анализа

 

данных

 

СМПР

 

на

 

рис

. 4 

Рис

. 4. 

Спектрограммы

 

частоты

 

электрического

 

тока

 

и

 

активной

 

мощности

 

сети

 

в

 

ЕЭС

 

России


Page 11
background image

61

 2 (23), 

март

апрель

, 2014

представлены

 

доминантные

 

моды

 

НЧК

 

в

 

суточном

 

спектре

 

частоты

 

Кольской

 

АЭС

в

 

спектре

 

часто

-

ты

 

во

 

время

 

синхронных

 

качаний

 

энергоблоков

 

Сургутской

 

ГРЭС

-2 

(05.06.2011 16:24—16:34) 

и

 

в

 

спек

-

тре

 

активной

 

мощности

 

по

 

ВЛ

 500 

кВ

 

Саяно

-

Шушенская

 

ГЭС

 — 

Ново

-

кузнецкая

 2, 

отражающие

 

влияние

 

нагрузки

 

алюминиевого

 

завода

 

на

 

спектральные

 

свойства

 

параме

-

тров

 

электрического

 

режима

.

Перед

 

разработчиками

 

ПО

 

по

-

ставлена

 

задача

 

создания

 

авто

-

матического

 

инструмента

 

монито

-

ринга

 

низкочастотных

 

колебаний

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

  (

одна

 

из

 

экранных

 

форм

 

приложения

 

представлена

 

на

 

рис

. 5). 

Основным

 

преимуществом

 

такой

 

системы

 

яв

-

ляется

 

возможность

 

своевременно

 

идентифицировать

 

наиболее

 

опас

-

ные

 

зоны

 

и

 

транзиты

 

колебаний

получить

 

исчерпывающую

 

инфор

-

мацию

 

о

 

текущих

 

параметрах

 

коле

-

баний

 

в

 

удобной

 

визуальной

 

форме

 

и

 

провести

 

статистический

 

анализ

 

изменения

 

спектральных

 

свойств

 

ЕЭС

 

России

.

На

 

рис

. 6 

показан

 

алгоритм

 

ра

-

боты

 

приложения

 «

Мониторинг

 

низ

-

кочастотных

 

колебаний

» 

в

 

составе

 

АС

 

СИ

 

СМПР

В

 

настоящее

 

время

 

проводится

 

работа

 

по

 

анализу

 

спектров

 

часто

-

ты

идентификации

 

доминантных

 

мод

 

параметров

 

электроэнергети

-

ческого

 

режима

 

в

 

различных

 

ча

-

стях

 

ЕЭС

 

России

 

с

 

целью

 

опреде

-

ления

 

источников

 

возникновения

 

НЧК

 

и

 

разработки

 

мероприятий

 

по

 

их

 

снижению

  (

ликвидации

). 

Одним

 

из

 

возможных

 

технических

 

реше

-

ний

 

по

 

применению

 

результатов

 

данной

 

задачи

 

является

 

реализа

-

ция

 

алгоритма

 

адаптивной

 

коррек

-

тировки

 

настроек

 

автоматических

 

регуляторов

 

возбуждения

 

синхрон

-

ных

 

генераторов

 

электростанций

 

по

 

уровню

 

опасности

 

фиксируемых

 

НЧК

 (

рис

. 7).

РАЗРАБОТКА

 

ПРОГРАММНОГО

 

КОМПЛЕКСА

 

МОНИТОРИНГА

 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО

 

РЕЖИМА

 

ПО

 

ДАННЫМ

 

СМПР

В

 

связи

 

с

 

существенно

 

возрос

-

шими

 

объёмами

 

информации

 

одной

 

из

 

актуальных

 

задач

 

повышения

 

ка

-

чества

 

оперативно

-

диспетчерского

 

управления

 

является

 

оптимизация

 

представления

 

информации

 

дис

-

петчерскому

 

персоналу

в

 

том

 

числе

 

визуализация

 

параметров

 

электро

-

энергетического

 

режима

 

и

 

состоя

-

ния

 

силового

 

оборудования

 

объек

-

тов

 

электроэнергетики

 

и

 

ЛЭП

Над

 

разработкой

 

и

 

совершенствовани

-

ем

 

программных

 

продуктов

обе

-

спечивающих

 

адекватное

 

представ

-

ление

 

процессов

 

в

 

энергетической

 

системе

 

на

 

базе

 

векторных

 

измере

-

ний

 

и

 

повышающих

 

оперативность

 

принятия

 

диспетчером

 

решений

Рис

. 5. 

Экранная

 

форма

 

приложения

 

«

Мониторинг

 

низкочастотных

 

колебаний

»

Рис

. 6. 

Алгоритм

 

работы

 

приложения

 

«

Мониторинг

 

низкочастотных

 

колебаний

»


Page 12
background image

62

СЕТИ РОССИИ

в

 

настоящий

 

момент

 

за

 

рубежом

 

ведут

 

работы

 

такие

 

компании

как

 

Alstom Grid, OSIsoft, ELPROS d.o.o., 
ABB, Siemens, PowerWorld 

и

 

т

.

д

Од

-

ним

 

из

 

наиболее

 

функциональных

 

программных

 

продуктов

использу

-

ющих

 

векторные

 

данные

 

параме

-

тров

 

электроэнергетического

 

ре

-

жима

 

ЭЭС

является

 RTDMS (Real 

Time Dynamic Monitor System, USA), 

установленный

 

в

 

диспетчерских

 

центрах

 

всех

 

Системных

 

операто

-

ров

 

США

 (

рис

. 8). 

Специалисты

 

ОАО

 

«

СО

 

ЕЭС

» 

изучают

 

подобные

 

за

-

рубежные

 

разработки

 

для

 

оценки

 

возможности

 

применения

 

реализу

-

емых

 

технологий

 

для

 

задач

 

опера

-

тивно

-

диспетчерского

 

управления

 

в

 

ЕЭС

 

России

Так

в

 

рамках

 

пилот

-

ного

 

проекта

 

были

 

протестированы

 

функциональные

 

возможности

 

ПО

 

WAProtector

TM

разработанного

 

ком

-

панией

 ELPROS d.o.o. (

Словения

). 

В

 2014 

году

 

запланировано

 

тести

-

рование

 

ПО

 PhasorPoint (Psymetrix, 

Alstom Grid). 

Изучение

 

зарубежного

 

опыта

 

не

 

отменяет

 

необходимости

 

разработки

 

отечественных

 

реше

-

ний

 

по

 

использованию

 

технологий

 

векторной

 

регистрации

базирую

-

щихся

 

на

 

знании

 

специфики

 

работы

 

ЕЭС

 

России

 

и

 

накопленном

 

опыте

 

оперативно

-

диспетчерского

 

и

 

авто

-

матического

 

режимного

 

управле

-

ния

 

ЕЭС

 

России

Основной

 

предпосылкой

 

раз

-

работки

 

ПК

-

мониторинга

 

электро

-

энергетического

 

режима

 

по

 

данным

 

СМПР

 

является

 

достигнутый

 

уровень

 

современных

 

программных

 

средств

 

по

 

обработке

 

и

 

представлению

 

боль

-

ших

 

объёмов

 

данных

способных

 

обеспечить

 

оперативно

-

диспетчер

-

скому

 

и

 

технологическому

 

персоналу

 

ОАО

 «

СО

 

ЕЭС

» 

не

 

только

 

стандартную

 

визуализацию

 

динамики

 

изменения

 

электроэнергетического

 

режима

но

 

и

  «

ситуационную

 

осведомлённость

» 

Рис

. 7. 

Принципиальная

 

схема

 

алгоритма

 

адаптивной

 

корректировки

 

настроек

 

АРВ

 

по

 

уровню

 

НЧК

Рис

. 8. 

Экранные

 

формы

 RTDMS

диспетчера

предоставив

 

ему

 

доступ

 

к

 

расчётной

 

и

 

аналитической

 

ин

-

формации

 

различных

 

приложений

функционирующих

 

на

 

базе

 

данных

 

СМПР

Диспетчер

 

сможет

 

получить

 

исчерпывающую

 

информацию

 

о

 

возникновении

 

нештатной

 

ситуации

 

и

 

её

 

причинах

характере

 

протека

-

ния

 

процесса

 

и

 

получить

 

доступ

 

к

 

необходимой

 

расчётно

-

аналитиче

-

ской

 

информации

представленной

 

выше

.

В

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

разработа

-

ны

 

прототипы

 

визуализационных

 

форм

 

представления

 

динамики

 

из

-

менения

 

режимных

 

параметров

 

в

 

нормальном

 

режиме

а

 

также

 

при

 

возникновении

 

технологических

 

возмущений

 

и

 

аварийных

 

ситуа

-

ций

 

в

 

масштабах

 

ЕЭС

 

России

  (

рис

9, 10, 11). 

Синхронизированность

 

измерений

 

обеспечивает

 

возмож

-

ность

 

графической

 

визуализации

 

реальных

 

переходных

 

процессов

 

в

 

рамках

 

ЕЭС

 

России

что

   

является

 

реализацией

 

принципа

 

глобаль

-

ного

 

мониторинга

Подобные

 

про

-

граммные

 

продукты

 

реализованы

 

в

 

энергосистемах

 

США

Китая

Ис

-

пании

 

и

 

др

Технология

образно

 

говоря

выполняет

 

множество

 

по

-

следовательных

 

мгновенных

 

сним

-

ков

 

состояния

 

энергосистемы

позволяет

 

визуализировать

 

дина

-

мику

 

изменения

 

режимных

 

пара

-

метров

 

и

 

предоставить

 

диспетчеру

 

чёткую

 

картину

 

процессов

проис

-

ходящих

 

в

 

электроэнергетической

 

системе

.

Визуализация

 

динамики

 

изме

-

нения

 

режимных

 

параметров

 

явля

-

ется

 

перспективным

 

направлением

 

разработки

 

и

 

может

 

быть

 

использо

-

вана

 

для

 

решения

 

следующих

 

задач

 


Page 13
background image

63

 2 (23), 

март

апрель

, 2014

Рис

. 9. 

Распределение

 

относительных

 

углов

 

напряжения

 

по

 

ЕЭС

оперативно

-

диспетчерского

 

управ

-

ления

:

• 

идентификации

 

технологическо

-

го

 

возмущения

 

и

 

места

 

его

 

воз

-

никновения

;

• 

мониторинга

 

процесса

 

возник

-

новения

 

и

 

развития

 

синхронных

 

(

асинхронных

качаний

;

• 

мониторинга

 

разделения

 

энер

-

госистемы

 

на

 

части

;

• 

мониторинга

 

динамических

 

свойств

 

энергосистемы

 

и

 

отдель

-

ных

 

её

 

узлов

;

• 

поставарийного

 

анализа

 

техно

-

логического

 

возмущения

;

• 

противоаварийных

 

тренировок

 

диспетчерского

 

персонала

 

и

 

т

.

п

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя

 

промежуточные

 

итоги

 

развития

 

и

 

применения

 

технологии

 

синхронизированных

 

векторных

 

из

-

мерений

 

в

 

ЕЭС

 

России

можно

 

от

-

метить

 

следующее

:

• 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

осуществляет

 

функции

 

идеолога

 

и

 

координато

-

ра

 

развития

 

технологии

 

синхро

-

низированных

 

векторных

 

изме

-

рений

 

для

 

задач

 

мониторинга

 

и

 

управления

 

в

 

ЕЭС

 

России

;

• 

стратегия

 

развития

 

и

 

внедрения

 

технологии

 

векторных

 

измере

-

ний

 

направлена

 

на

 

решение

 

практических

 

задач

 

мониторин

-

га

 

и

 

повышения

 

эффективности

 

управления

 

ЕЭС

 

России

;

• 

развитие

 

технологии

 

синхро

-

низированных

 

векторных

 

измерений

 

в

 

ЕЭС

 

России

 

осу

-

ществляется

 

силами

 

российских

 

специалистов

 

с

 

учётом

 

опыта

накопленного

 

за

 

рубежом

• 

в

 

настоящее

 

время

 

в

 

России

 

создана

 

технологическая

 

плат

-

форма

позволяющая

 

исполь

-

зовать

 

векторные

 on- 

и

 of

 ine 

измерения

 

параметров

 

режима

 

в

 

практических

 

задачах

 

опера

-

тивно

-

диспетчерского

 

и

 

автома

-

тического

 

управления

;

• 

разработанная

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

нормативно

-

методическая

 

база

 

обеспечивает

 

возможность

 

проектирования

 

и

 

внедрения

 

систем

 WAMPACS 

на

 

вновь

 

вводимых

 

и

 

реконструируемых

 

объектах

 

электроэнергетики

 

ЕЭС

 

России

;

• 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

обеспечивает

 

постоянный

 

мониторинг

 

работы

 

созданной

 

СМПР

 

ЕЭС

Дан

-

ные

 

регистрации

 

векторных

 

Рис

. 10. 

Качания

 

частоты

 

на

 

Сургутской

 

ГРЭС

-2 

и

 

идентификация

 

параметров

 

низкочастотных

 

колебаний

 

измерений

 

используются

 

для

 

анализа

 

электрических

 

режи

-

мов

динамических

 

свойств

 

энергосистемы

 

при

 

проведении

 

системных

 

испытаний

рассле

-

довании

 

технологических

 

воз

-

мущений

 

и

 

аварийных

 

ситуаций

 

в

 

энергосистеме

;

• 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

разработаны

внедрены

 

и

 

совершенствуются

 

технологии

 

автоматического

 

мониторинга

 

запасов

 

устойчиво

-

сти

 

электрической

 

сети

 

и

 

мони

-

торинга

 

корректности

 

работы

 

системных

 

регуляторов

 

электро

-

станций

работающие

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

Ведутся

 

работы

 

по

 

применению

 

техно

-

логии

 

векторных

 

измерений

 

при

 

разработке

 

современных

 

устройств

 

противоаварийной

 

автоматики

;

• 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

координирует

 

усилия

 

отечественных

 

разработ

-

чиков

 

по

 

совершенствованию

 

аппаратной

 

базы

 

устройств

 

синхронизированных

 

вектор

-

ных

 

измерений

в

 

том

 

числе

 

формирует

 

требования

 

к

 

функ

-

циональности

 

и

 

техническим

 

характеристикам

 

регистраторов

 

и

 

является

 

организатором

 

про

-

ведения

 

испытаний

 PMU;

• 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

определяет

 

иде

-

ологию

 

и

 

ведёт

 

разработку

 

программных

 

средств

 

анализа

 

динамических

 

свойств

 

ЕЭС

 

Рос

-

сии

выявления

 

и

 

идентифика

-

ции

 

низкочастотных

 

колебаний

оценки

 

демпфирующих

 

свойств

 

энергосистемы

 

для

 

последую

-

щего

 

их

 

применения

 

в

 

задачах

 

оперативно

-

диспетчерского

 

и

 

автоматического

 

управления

.

В

 

качестве

 

ближайших

 

задач

 

развития

 

технологий

 

управления

 

в

 

ЕЭС

 

России

базирующихся

 

на

 

дан

-

ных

 

векторных

 

измерений

 

Системы

 

мониторинга

 

переходных

 

режимов

можно

 

отметить

 

следующие

:

• 

проведение

 

исследований

связанных

 

с

 

применением

 

син

-

хронизированных

 

векторных

 

измерений

 

параметров

 

режима

 

в

 

системах

 

управления

 

в

 

усло

-

виях

 

внедрения

 

в

 

ЕЭС

 

России

 


Page 14
background image

64

СЕТИ РОССИИ

элементов

 

активно

-

адаптивных

 

сетей

;

• 

разработка

 

адаптивных

 

алго

-

ритмов

 

выбора

 

управляющих

 

воздействий

 

систем

 

автоматиче

-

ского

 

режимного

 

и

 

противоава

-

рийного

 

управления

 

ЕЭС

 

России

базирующихся

 

на

 

современных

 

IT-

технологиях

 

и

 

использовании

 

векторных

 

измерений

 

параме

-

тров

 

электроэнергетического

 

режима

;

• 

разработка

 

отечественных

 

векторных

 

измерительных

 

пре

-

образователей

 

нового

 

поколе

-

ния

 

с

 

целью

 

их

 

применения

 

в

 

качестве

 

пусковых

  (

пуско

-

дози

-

рующих

органов

 

в

 

системах

 

автоматического

 

режимного

 

и

 

противоаварийного

 

управления

 

ЕЭС

 

России

 (WACS, WAPS);

• 

разработка

 

методов

 

и

 

ПО

 

актуализации

 

в

 

режиме

 online 

параметров

 

схем

 

замещения

 

элементов

 

электроэнергетиче

-

ской

 

системы

 

на

 

основе

 

текущих

 

данных

 

векторных

 

измерений

 

для

 

их

 

применения

 

в

 

расчётных

 

задачах

 

систем

 

автоматическо

-

го

 

управления

;

• 

разработка

 

пакета

 

приклад

-

ных

 

задач

 

к

 

программному

 

комплексу

 

«

Советчика

 

дис

-

петчера

», 

включающего

 

ПО

 

анализа

 

и

 

оценки

 

тяжести

 

теку

-

щего

 

режима

 

энергосистемы

прогнозирования

 

последствий

 

утяжеления

 

текущего

 

режима

 

энергосистемы

 

и

 

визуализации

 

динамики

 

изменения

 

режимных

 

параметров

 

и

 

их

 

тенденций

 

и

 

т

.

п

.;

• 

разработка

 

стандарта

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» «

Требования

 

к

 

системе

 

век

-

торной

 

регистрации

 

параметров

 

электроэнергетического

 

режима

 

для

 

задач

 

оперативно

-

диспет

-

черского

 

и

 

автоматического

 

управления

 

ЕЭС

 

России

»;

• 

типизация

 

проектных

 

реше

-

ний

 

по

 

созданию

 

на

 

объектах

 

электроэнергетики

 

программно

-

технических

 

комплексов

 

реги

-

страции

 

параметров

 

электро

-

энергетического

 

режима

 

ЛЭП

 

и

 

оборудования

;

• 

привлечение

 

субъектов

 

электро

-

энергетики

 

к

 

разработке

 

техно

-

логических

 

задач

связанных

 

с

 

оценкой

 

эксплуатационного

 

Рис

. 11. 

Процесс

 

распространения

 

волны

 

частоты

 

по

 

ЕЭС

 

при

 

отключении

 

энергоблока

 

Нижневартовской

 

ГРЭС

 (

небаланс

 795 

МВт

)

0

с

5

с

1

с

4

с

3

с

2

с


Page 15
background image

65

 2 (23), 

март

апрель

, 2014

состояния

 

и

 

остаточного

 

ресур

-

са

 

силового

 

оборудования

корректности

 

работы

 

систем

 

регулирования

 

на

 

базе

 

данных

 

синхронизированных

 

векторных

 

измерений

 

и

 

т

.

д

.  

 

ЛИТЕРАТУРА

1.  

Аюев

 

Б

.

И

О

 

системе

 

монито

-

ринга

 

переходных

 

режимов

 / 

Энергорынок

 2, 2006.

2.  

Шульгинов

 

Н

.

Г

., 

Кощеев

 

Л

.

А

., 

Жуков

 

А

.

В

., 

Демчук

 

А

.

Т

Повыше

-

ние

 

эксплуатационной

 

надеж

-

ности

 

ЕЭС

 

России

 

средствами

 

противоаварийного

 

автомати

-

ческого

 

управления

 — 

Материа

-

лы

 43-

й

 

сессии

 

СИГРЭ

, 2010 

г

.

3.  

А

.

В

Жуков

А

.

Т

Демчук

Д

.

М

Дубинин

Развитие

 

технологий

 

векторной

 

регистрации

 

параме

-

тров

 

для

 

противоаварийного

 

и

 

режимного

 

управления

 

электри

-

ческими

 

режимами

 

энергоси

-

стем

 / 

РЗА

 2012 // 

Тез

докл

. XXI 

междунар

науч

.-

техн

конф

М

., 

ВВЦ

, 2012. 

с

. 232—245.

4.  

Куликов

 

Ю

.

А

Использование

 

технологии

 

векторного

 

измере

-

ния

 

параметров

 

в

 

ЕЭС

 

России

 

для

 

информационного

 

обеспе

-

чения

 

оперативно

-

диспетчер

-

ского

 

управления

 / «

Энергетик

», 

 1, 2009.

5.  

Демчук

 

А

.

Т

., 

Жуков

 

А

.

В

., 

Кац

 

П

.

Я

., 

Данилин

 

В

.

А

Система

 

мо

-

ниторинга

 

запасов

 

устойчиво

-

сти

 

энергосистемы

 

с

 

использо

-

ванием

 

технологии

 

векторного

 

измерения

 

параметров

 / 

Совре

-

менные

 

направления

 

развития

 

систем

 

релейной

 

защиты

 

и

 

ав

-

томатики

 

энергосистем

Сб

тр

Международной

 

научно

-

техни

-

ческой

 

конференции

Москва

2009.

6.  

Герасимов

 

А

.

С

., 

Есипович

 

А

.

Х

., 

Жуков

 

А

.

В

., 

Демчук

 

А

.

Т

., 

Негре

-

ев

 

А

.

П

Система

 

мониторинга

 

автоматических

 

регуляторов

 

возбуждения

 

синхронных

 

гене

-

раторов

 

электростанций

 

ЕЭС

 

России

 / 

РЗА

 2012 // 

Тез

докл

XXI 

междунар

науч

.-

техн

конф

М

., 

ВВЦ

, 2012. 

с

. 457—463.

7.  

Аюев

 

Б

.

И

., 

Герасимов

 

А

.

С

., 

Еси

-

пович

 

А

.

Х

., 

Куликов

 

Ю

.

А

Вери

-

фикация

 

цифровых

 

моделей

 

ЕЭС

/

ОЭС

Электричество

 5, 

2008.

8.  

Герасимов

 

А

.

С

., 

Есипович

 

А

.

Х

., 

Куликов

 

Ю

.

А

., 

Смирнов

 

А

.

Н

Опыт

 

верификации

 

динамиче

-

ской

 

модели

 

ЕЭС

/

ОЭС

 

по

 

дан

-

ным

 

системы

 

мониторинга

 

пе

-

реходных

 

режимов

. / 

Сборник

 

научных

 

трудов

  «

Известия

 

НИИ

 

постоянного

 

тока

». 

СПб

, 2009. 

9.  

Небера

 

А

.

А

Прикладные

 

вопро

-

сы

 

применения

 

векторных

 

из

-

мерений

 

параметров

 

электри

-

ческого

 

режима

 / 

Современные

 

направления

 

развития

 

систем

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

 

энергосистем

Сб

тр

Междуна

-

родной

 

научно

-

технической

 

кон

-

ференции

Москва

, 2011.

10. www.nerc.com Real-Time Appli-

cation of Synchrophasors for Im-
proving Reliability. 2010. 

11. 

D. Novosel, K. Vu, Bene

 ts  of 

PMU technology for various 
applications. 7-th CIGRE 
Symposium for power system 
management. 04—06.11.2006. 

12.  w w w. n a s p i . o r g / r e s o u r c e s /

2009_march/phasorappsta-
ble_20091201.pdf. Actual and 
potential phasor data applica-
tions. 


Оригинал статьи: Развитие систем мониторинга и управления в ЕЭС России

Читать онлайн

Повышение уровня технического совершенства современных систем оперативно-диспетчерского и автоматического управления режимом работы электроэнергетических систем (ЭЭС) базируется на платформе внедрения достижений IT-технологий с использованием синхронизированных векторных измерений параметров электроэнергетического режима.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 2(83), март-апрель 2024

Анализ нагрузочных режимов и регулировочной способности по напряжению распредсети при оптимизации секционирования на ее участках

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Диагностика и мониторинг
Яхин Ш.Р. Пигалин А.А. Галиев И.Ф. Маклецов А.М.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»