Развитие технологий векторной регистрации параметров (WAMS) для задач автоматического управления электрическими режимами энергосистем Жуков Андрей Васильевич, Дубинин Дмитрий Михайлович заместитель директора по управлению режимами ЕЭС, начальник отдела мониторинга переходных режимов Релейная защита и автоматика энергосистем мая 2012, ВВЦ, Москва

2 Синхронизированные векторные измерения Параметр Точность регистрации Частота1 мГц Угол напряжения0,1 0 Действующее значение U, I0,2 % Погрешность времени синхронизации от GPS 20 мкс

3 Развитие СМПР ЕЭС/ОЭС Перспектива – установка регистраторов СМПР: - на подстанциях напряжением 500 кВ и выше; - на электростанциях установленной мощностью 500 МВт и более

4 Синхронизированные векторные измерения Верификация электродинамической модели ЕЭС данные СМПР РЕЗУЛЬТАТЫ ВЕРИФИКАЦИИ Отработана технология верификации динамических моделей больших и протяженных энергообъединений Разработаны «Методические указания по принципам и критериям верификации динамических моделей», содержащие: - основные требования к моделям; - количественные показатели качества верификации, позволяющие получать объективную оценку достоверности разработанных моделей. данные модели

5 Синхронизированные векторные измерения Анализ технологических возмущений и аварийных ситуаций График частоты по данным СМПР при отключении ВЛ 500 кВ Южно-Казахстанская ГРЭС – Агадырь ц.1, ц.2 Анализ технологических возмущений и аварий в ЕЭС: -при нарушении баланса мощности в ЕЭС на 500 МВт и более; -при проведении системных испытаний; - при расследовании технологических нарушений режима работы ЕЭС/ОЭС; - при снижением напряжения в системообразующей сети менее допустимого уровня.

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

7 Синхронизированные векторные измерения Мониторинг низкочастотных колебаний СМПР – инструмент исследования низкочастотных колебаний в ЕЭС/ОЭС синхронные качания бл.3, 9 Длительность – 8 минут. После разгрузки энергоблоков 1,3 на 220 МВт качания прекратились. Размах колебаний: f=49,65÷50,25 Гц, U=21÷25,6 кВ, P=580÷970 МВт; частота синхронных качаний составила 0,87 Гц Качания частоты в ЕЭС вследствие асинхронного хода и выделения на изолированную работу Восточной части ОЭС Сибири

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

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

10 Структурная схема системы сбора информации СМПР ЕЭС/ОЭС

11 Создание ПО визуализации и анализа данных Создание программного обеспечения мониторинга низкочастотных колебаний Создание методик, алгоритмов и ПО применения векторных измерений для управления электропередачей по относительному углу РАЗВИТИЕ – интеграция системы с программными модулями: - мониторинг низкочастотных колебаний; - визуализация электрического режима для диспетчера; - система мониторинга системных регуляторов; - оценка тяжести электрического режима; - мониторинг стабильности напряжений, разделения энергосистемы на части

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

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

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

15 Возможности WAMS -технологий для развития систем управления ЕЭС динамика статика уровень ЭО - уровень ЕЭС SCADA/EMS установившийся режим WAPS - WACS - WAMS - мониторинг устойчивости узлов нагрузки - оценка состояния энергосистемы - анализ колебаний частоты и мощности в режима on-line - оценка тяжести текущего режима - автоматическое управление режимом энергосистема; - создание системы противоаварийного управления РЗА мсек ВРЕМЯ РЕАКЦИИ > 30 сек. ВЫВОД: необходимо формирование требований к каждой из систем и ее компонентам (WAMS, WAPS, WACS)

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

Спасибо за внимание Жуков Андрей Васильевич, Дубинин Дмитрий Михайлович Контактная информация: (495) (495)