События • Конференция

СИСТЕМЫ ПРОТИВОАВАРИЙНОГО И РЕЖИМНОГО УПРАВЛЕНИЯ
Направления развития обсуждали в городе на Неве

Александр Жуков, к.т.н., заместитель директора по управлению режимами ЕЭС
Евгений Сацук, к.т.н., заместитель руководителя Центра внедрения противоаварийной и режимной автоматики ОАО «СО ЕЭС», г. Москва

В Санкт-Петербурге в начале лета проходила 3-я Международная научно-техническая конференция «Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем», в которой участвовали представители более 17 стран.
В прошлом номере журнала («Новости ЭлектроТехники» № 3(69) 2011) мы рассказали о наиболее интересных выступлениях, касающихся вопросов релейной защиты. Сегодняшняя публикация подготовлена по докладам, по-священным проблемам противоаварийной автоматики.
Главными темами, обсуждавшимися на конференции, были опыт применения и вопросы развития WAMS и WACS, или, как они называются в России, СМПР – системы мониторинга переходных режимов энергосистем, а также современные тенденции развития систем противоаварийного и режимного управления.

Повышение точности измерений, передачи и обработки данных

Ж. Ордакжи (ONS, Brazil), Й. Патриота де Сикейра (Companhia Hidroeletrica do Sao Francisco – CHESF, Бразилия), Р. Менезес де Мораэс (UFF/ONS, Бразилия), Р.Б. Соллеро (Cepel, Бразилия) подняли вопросы построения структур данных в измерительных системах, систем передачи и обработки информации, избыточности данных и др. в условиях бразильской энергосистемы, а также вопросы создания рабочей группы в рамках СИГРЭ для регламентирования указанных вопросов.

А.В. Жуков, Ю.А. Куликов (СО ЕЭС, Россия), А.С. Герасимов, А.Х. Есипович (НИИПТ, Россия) в своем выступлении привели описание тестовой схемы и программы динамических испытаний цифровых регистраторов системы мониторинга переходных режимов на цифро-аналого-физическом комплексе (ЦАФК) ОАО «НИИПТ». Указано, что начиная с 2005 года ЦАФК использовался и для испытаний и проверки на функционирование векторных регистраторов различных компаний, таких как «РТСофт», АВВ, GE, Arbiter Systems.

М. Ваше, Р. Кребс, К.О. Хайде (Siemens AG, Германия), Х. Кухн (Transpower, Германия) отметили, что по опыту немецких специалистов применение измерения параметров синхронных векторных величин способствует принятию верных решений по оперативному и противоаварийному управлению энергосистемой, что повышает устойчивость ее работы.

Р. Моксли, Г. Ржепка, Э. Эрсонмец, Б. Флерхингер (Schweitzer Engineering Laboratories, Inc., США) показали, что применение синхронизированных векторных измерений является важной частью интеллектуальных сетей (smart grid). Авторы сказали, что ими выполнена работа по составлению учебника для WAMS-приложений сегодняшнего и будущего дней.

А.Н. Покидышев («Парма», Россия), П.Н. Казаков («РТСофт», Россия) проанализировали существующий стандарт по устройствам для векторных измерений и проект новой редакции стандарта С37.118 с точки зрения разработчиков регистраторов переходных процессов (PMU), а также дали некоторые замечания и предложения по его дополнению.

П.Н. Казаков («РТСофт», Россия) представил новые технические решения и новые возможности регистраторов переходных процессов, которые позволят расширить область применения WAMS-технологии.

Опыт построения глобальных систем мониторинга переходных процессов

Т. Бабник, Б. Махковец (ELPROS, Словения), К. Гернер, К. Ретанц (TU Dortmund University, Германия) показали, что безопасная работа электроэнергетической системы может быть достигнута, если системный оператор будет получать достоверную информацию об общем состоянии энергосистемы. Работа выполнена в рамках проекта координации работы и контроля аварийных процессов в энергосистемах России и ЕС.

Я. Килтер (Elering OÜ, Эстония), А.Н. Голощапов («ПАРМА», Россия), Б. Махковец (ELPROS, Словения) представили систему мониторинга переходных режимов, созданную Системным оператором Эстонии. В докладе сделан упор на архитектуру и функционал системы.

А.В. Жуков (СО ЕЭС, Россия), А.М. Гельфанд, С.В. Бровко, В.В. Курмак, В.Г. Наровлянский («Институт «ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ», Россия) описали выполненную работу, целью которой являлось формирование основных технических решений для наиболее эффективного использования максимально допустимых перетоков в системообразующей сети операционной зоны филиала ОАО «СО ЕЭС» ОДУ Урала за счет разработки и внедрения средств определения текущих значений запасов устойчивости на базе системы мониторинга переходных режимов в Единой энергетической системе России.

А.И. Башляев, А.Н. Голощапов, Д.В. Сулимов («ПАРМА», Россия) предложили новый подход в реализации измерений в интересах систем WAMS – оснащение цифровых регистраторов аварийных процессов функционалом PMU, обеспечивающим синхронизацию, измерения и выдачу данных в соответствии с требованиями стандарта IEEE C37.118.

Развитие направлений применения WAMS-технологий для решения конкретных задач управления энергосистемами

Х. Канг, М. Базарган, К. Майкок (ALSTOM Grid, Велико-британия) рассказали о применении PMU для обеспечения устойчивости, защиты и управления энергосистемой с использованием модели энергосистемы реального времени для наблюдения и подготовки решений при различных условиях.

А.М. Глазунова, И.Н. Колосок, Е.С. Коркина (ИСЭМ СО РАН, Россия) предложили метод динамического оценивания состояния, прогнозирующего все параметры режима ЭЭС, на краткосрочный период. Измерения PMU, имеющие высокую точность и являющиеся компонентами вектора состояния, как показали авторы в докладе, значительно улучшают результаты прогнозирования всех параметров режима.

А.Г. Фишов, А.И. Дехтерев, Д.В. Тутундаева (НГТУ, Россия) рассмотрели возможность контроля запасов статической апериодической устойчивости нормальных и послеаварийных режимов ЭЭС в режиме реального времени на основе матрицы собственных и взаимных проводимостей ЭДС эквивалентных генераторов, получаемой в результате ее идентификации (расчета) по синхронизированным измерениям режимных параметров на шинах электростанций в переходных процессах.

И.Е. Наумкин, М.А. Балабин, Н.Б. Лаврушенко, Р.И. Наумкин (Филиал «НТЦ электроэнергетики» – СибНИИЭ, Россия) представили способ использования информации, полученной от устройств синхронизированных измерений типа PMU, для диагностики полной математической модели ЭЭС; рассмотрели требования к системам передачи и обработки этой информации, предложили алгоритм решения с использованием параллельных технологий.

А.А. Небера («РТСофт», Россия) в своем выступлении дал предложения по развитию алгоритмов обработки векторных измерений, таких как расчет потерь на коронный разряд, контроль термической устойчивости ЛЭП, определение места повреждения и др.

А. В. Жуков, Ю.А. Куликов (СО ЕЭС, Россия), А.С. Герасимов, А.Х. Есипович, А.Н. Смирнов (НИИПТ, Россия) предложили показатели качества верификации цифровых динамических моделей на основе данных СМПР, позволяющие количественно оценить достоверность цифровых моделей сложных энергообъединений и повысить качество моделирования электромеханических переходных процессов при исследованиях динамической и колебательной устойчивости отдельных электростанций и энергосистем в целом.

Методы использования WAMS

А. Апостолов, Б. Вандивер (OMICRON Electronics, США) подробно рассмотрели требования для функционального тестирования устройств и распределенных функций систем противоаварийного управления, предложили и обосновали методы тестирования с использованием WAMS.

Ч.Х. Уэллс (OSIsoft LLC, США) представил систему, которая на основе данных полностью избыточной системы измерений (за три года в США планируется установка более 1000 PMU) в реальном времени показывает резонансные пики частот, что дает возможность раннего обнаружения асинхронных режимов в энергосистеме и определения степени демпфирования низкочастотных колебаний.

В.А. Андреюк, Т.А. Гущина (НИИПТ, Россия), А.Т. Демчук, А.В. Жуков (СО ЕЭС, Россия) изложили результаты исследования возможности использования данных, получаемых от СМПР, для целей регулирования перетоков активной мощности по межсистемным связям в установившихся и переходных режимах на примере транзита 500 кВ «Сургутские ГРЭС – ПС Тюменская – Рефтинская ГРЭС» и преимущества предлагаемого алгоритма управления мощностью турбоагрегатов по сравнению с противоаварийным управлением от централизованной системы противоаварийной автоматики.

Системы противоаварийного управления

Традиционно на международной конференции уделяется большое внимание развитию систем противоаварийного управления. Можно выделить два основных направления, которым были посвящены доклады.
Наиболее интересными оказались выступления, в которых рассматривалось развитие централизованной и координирующей системы противоаварийной автоматики. В данный момент это является наиболее современным и быстро развивающимся направлением, что связано с развитием телекоммуникационных и компьютерных технологий.

Н.И. Воропай (ИСЭМ СО РАН, Россия), К. Ретанц (Технический университет Дортмунда, Германия) показали, что решение задач в рамках Международного проекта ICOEUR «Интеллектная координация оперативного и противоаварийного управления энергообъединениями Европейского Союза и России» позволит обеспечить работоспособность распределенной иерархической системы оперативного и противоаварийного управления совместно работающими энергообъединениями за счет координации и адаптивности управления на различных уровнях.

А.К. Ландман, А.М. Петров, А.Э. Петров, О.О. Сакаев (ИАЭС, Россия), А.Ф. Задорожный, М.С. Тарков (Институт физики полупроводников СО РАН, Россия) рассмотрели методологические наработки, современные подходы к разработке и перспективы использования распределенных вычислительных систем для противоаварийного управления энергетическими объектами. Они отметили, что отказоустойчивость вычислительных средств достигается программной организацией ее структуры и функционального взаимодействия между ее компонентами.

В.Г. Курбацкий, Д.Н. Сидоров, В.А. Спиряев, Н.В. Томин (ИСЭМ СО РАН, Россия) предложили для краткосрочного прогнозирования параметров режима ЭЭС для систем противоаварийного и режимного управления новый двухэтапный адаптивный подход, сочетающий в себе эффективный аппарат анализа временных рядов, – преобразования Гильберта-Хуанга и технологий нейросетевого прогнозирования.

К.О. Хайде, Р. Кребс (Siemens AG, Германия) отметили, что в условиях дерегулирования, приватизации и продажи электрической энергии в Европе нагрузка в некоторых сетевых районах чрезвычайно возрастает, что ведет к появлению узких мест, ухудшению надежности и риску системных аварий. Авторы показали методы оценки динамической устойчивости в online режиме с учетом установленной системы защиты систем электропередачи.

Э. Лерх, К.О. Хайде, Р. Кребс, О. Рюхле (Siemens AG, Германия) привели количественные параметры для оценки динамической устойчивости сетей на основе классификации нештатных ситуаций в системах.

Н.В. Коровкин, О.Н. Соколова, Е.В. Сорокин, О.В. Фролов (НИИПТ, Россия) предложили математический аппарат, который позволяет отказаться от перебора режимов и повысить эффективность выбора управляющих воздействий за счет создания базы аналитических зависимостей для параметров режимов работы энергосистемы при аварийных воздействиях.

Большое внимание было уделено применению современных цифровых устройств и разработке новых алгоритмов для локальной противоаварийной автоматики.

В.В. Васильев (ИАЭС, Россия) изложил и обосновал подход к управлению разгрузкой при значительных дефицитах активной и реактивной мощности, состоящий в использовании комплексного сигнала, включающего отклонение, производную и интеграл частоты, а также отклонение и производную напряжения. Таким образом, по мнению выступающего, удастся повысить общий уровень устойчивости системы в послеаварийных режимах, уменьшить общее число устройств ПА и сократить перерыв в питании потребителей после действия разгрузки.

Н.А. Селезнева (Институт «ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ», Россия), П.В. Илюшин (Холдинг МРСК, Россия), А.И. Барбетов («Энера Инжиниринг», ГК Оптима, Россия) представили алгоритм устройства автоматического ограничения перегрузки линий, позволяющий определить токовую и термическую перегрузку линии. Определение термической перегрузки сводится к определению текущей температуры проводника. Нагрев провода определяется в зависимости от тока линии и погодных условий. Определение токовой перегрузки сводится к определению тока, длительно допустимого для данного провода при данных погодных условиях.

О.С. Бородин, Ю.В. Иванов, К.И. Апросин («Прософт-Системы», Россия) проанализировали развитие современных комплексов локальной противоаварийной автоматики за последние несколько лет, оценили сложившуюся ситуацию в области локальной противоаварийной автоматики в настоящее время, а также рассмотрели возможные пути развития комплексов локальной противоаварийной автоматики на ближайшую перспективу.

В.Е. Глазырин (ИАЭС, Россия), Г.В. Глазырин, О.В. Танфильев (НГТУ, Россия) описали алгоритм выявления асинхронного режима, основанный на использовании методов параллельной обработки информации и позволяющий повысить надежность выявления асинхронных режимов, а также исключить неправильную работу при коротких замыканиях и синхронных качаниях.

Можно с уверенностью сказать, что цели конференции, поставленные организаторами, были достигнуты.
Научно-техническая конференция показала большой интерес научного и инженерного сообщества к проблемам наблюдения за режимами и управления большими энергосистемами. Практически все участники отметили возрастающую роль противоаварийного управления большими энергосистемами и связанное с этим развитие информационных технологий в энергетике. Это обусловлено внедрением элементов «умных сетей» в энергосистемах; изменением структуры генерации (более широкое применение нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, распределенной генерации); появлением активной нагрузки; применением новых элементов управления режимами электропередачи (вставки постоянного тока, FACTS и др.).
Российская энергетика сейчас находится в русле мировых тенденций развития технологий мониторинга переходных режимов работы энергосистем, а в части противоаварийного и режимного управления – на передовых позициях.

Презентации докладов конференции можно скачать по адресу http://www.relayprotect.ru/papers.htm