EA018097B1 - Способ предотвращения лавины напряжения в энергосистеме - Google Patents
Способ предотвращения лавины напряжения в энергосистеме Download PDFInfo
- Publication number
- EA018097B1 EA018097B1 EA201201070A EA201201070A EA018097B1 EA 018097 B1 EA018097 B1 EA 018097B1 EA 201201070 A EA201201070 A EA 201201070A EA 201201070 A EA201201070 A EA 201201070A EA 018097 B1 EA018097 B1 EA 018097B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- power
- voltage
- generator
- station
- active
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
Abstract
Использование: в противоаварийной автоматике энергосистемы для предотвращения каскадных аварий, связанных с лавинообразным снижением напряжения. Технический результат: ликвидируется дефицит реактивной мощности в энергорайоне, предотвращается лавинообразное понижение напряжения и тем самым обеспечивается устойчивость работы энергосистемы с минимальным объемом отключаемой нагрузки. Способ заключается в измерении напряжения, активной и реактивной мощности на шинах станции, контроле наличия аварийных сигналов от штатной автоматики генератора "ограничение перегрузки по току ротора" и при их наличии от всех генераторов, подключенных к шинам станции, осуществлениb отключения нагрузки контролируемого энергорайона с точным определением объема разгрузки, рассчитанного по формуле,где А, В, С - расчетные коэффициенты, определяемые на основании измерения величин активной мощности, реактивной мощности и напряжения на шинах станции.
Description
Область техники
Изобретение относится к области электротехники, в частности к средствам противоаварийной автоматики энергосистемы, и предназначено для предотвращения каскадных аварий, связанных с лавинообразным снижением напряжения.
Уровень техники
Наличие дефицитных энергорайонов и крупных транзитных перетоков в энергосистеме создают условия, при которых в случае аварийного возмущения резерва реактивной мощности и действия автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) генераторов на электростанциях энергорайона оказывается недостаточно для покрытия дефицита реактивной мощности. При исчерпании резерва по реактивной мощности генераторы перегружаются по току ротора [1] и, как следствие, либо отключаются от сети, либо устройством АРВ снижается уставка по напряжению генератора. И тот и другой процесс связан с понижением напряжения в районе нагрузки, питающейся от электростанции, вследствие чего возможно возникновение процесса лавины напряжения.
Аварийный процесс развития лавины напряжения может протекать очень быстро. Современные устройства противоаварийной автоматики не всегда позволяют вовремя предотвратить лавинообразный процесс, действуют с выдержкой времени определенной другими критериями.
Известен способ отключения части нагрузки при аварии в энергосистеме, используемый в автоматике ограничения снижения напряжения (АОСН). Действие автоматики направлено на обеспечение необходимого запаса по напряжению в узлах нагрузки в послеаварийном режиме при аварийном отключении элементов сети [1]. Применение АОСН позволяет повысить надежность энергоснабжения оставшейся части потребителей и снизить аварийный ущерб. Использование АОСН основывается на предварительном расчете серии аварийных ситуаций в энергосистеме, в результате расчета определяется место и объем действий АОСН. В качестве режимного параметра используется напряжение в узлах нагрузки. В результате снижения напряжения ниже заданной уставки происходит отключение части нагрузки. Разбивка ступеней АОСН осуществляется исходя из суммарной мощности нагрузки и отключение ступеней происходит с разной выдержкой времени. Суммарная выдержка времени может при этом может оказаться достаточной для развития процесса лавины напряжения.
Известен способ управления форсировкой возбуждения [2] для поддержания требуемого уровня напряжения. При снижении напряжения в районе нагрузки АРВ каждого генератора района, поддерживая заданный уровень напряжения, увеличивает ток ротора и выдачу реактивной мощности. При исчерпании резерва по реактивной мощности возможна перегрузка генераторов электростанций энергорайона по току ротора с действием штатной автоматики генератора, входящей в состав АРВ (ограничения перегрузки ОП), на снижение тока ротора генераторов, что может привести к дальнейшему снижению напряжения в узлах энергорайона.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ автоматической разгрузки при статической перегрузке электропередачи (АРСП), описанный в [3]. В указанном способе контроль загрузки электропередачи (станции) осуществляется по активной мощности. Автоматика фиксирует ситуации, когда активная мощность по контролируемому сечению достигает заданной уставки срабатывания и с выдержкой времени или без нее действует на разгрузку электропередачи.
Причинами статической перегрузки электропередачи могут быть возникновение внезапного дефицита генерирующей мощности в приемной относительно данной электропередачи части энергосистемы, вызванного отключением генератора (энергоблока), частичным или полным сбросом электрической нагрузки электростанцией, отделением избыточного энергоузла;
возникновение внезапного избытка генерирующей мощности в передающей относительно данной электропередачи части энергосистемы, вызванного отделением дефицитного энергоузла, сбросом потребителями электрической мощности вследствие близкого короткого замыкания или по технологическим причинам, отключением части нагрузки от АЧР;
медленное (в темпе изменения режима в энергосистеме) нарастание перетока активной мощности и фазового угла по электропередаче из-за отсутствия резервов мощности на электростанциях в приемной части или отсутствия регулировочного диапазона в сторону разгрузки на электростанциях передающей части, а также вследствие ошибки диспетчерского персонала;
отключение шунтирующей связи и, как следствие, наброс на контролируемую линию электропередачи и увеличение угла.
Наиболее часто АРСП применяется для сохранения устойчивости при возмущениях первых двух видов. Максимальный объем разгрузки, осуществляемый автоматикой, в этом случае равен дршм _ ь . р _ ( Р _ р \ £Лграагр гн6 г ч ( где Рнб - расчетное значение небаланса,
Рм.дх - максимально допустимое значение перетока активной мощности в контролируемом сечении,
Ρ8%ς -значение перетока в контролируемом сечении соответствующее 8%-ному запасу статической устойчивости, к/. - частотный коэффициент, характеризующий долю мощности отключившегося генератора, на
- 1 018097 брасываемую на контролируемое сечение.
Значение ΡΗσ принимается равным наибольшему аварийному дефициту мощности в приемной части (или избытку мощности в передающей части) при отключении наиболее мощного генератора или энергоблока, отделении избыточных (дефицитных) энергоузлов.
Из анализа аварийных режимов следует, что причиной лавины напряжения является дефицит реактивной мощности в районе нагрузки. В этом случае алгоритм АРСП не может выявить начало аварийного процесса, который впоследствии может развиваться быстро и привести к лавине напряжения и нарушению устойчивости энергосистемы.
Сущность изобретения
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности алгоритма АСРП с появлением возможности ликвидации аварийных режимов, способных повлечь за собой лавинообразное понижение напряжения и нарушение устойчивой работы энергосистемы.
Указанная цель достигается тем, что отключение нагрузки контролируемого энергорайона осуществляется с точным определением объема разгрузки (отключения), необходимого для ликвидации перегрузки по току ротора.
Для этого измеряют напряжение, активную и реактивную мощности на шинах станции, контролируют наличие аварийных сигналов от штатной автоматики генератора ограничение перегрузки по току ротора и при наличии данных аварийных сигналов от всех генераторов, подключенных к шинам стан ции, осуществляют отключение нагрузки.
Необходимая величина разгрузки для ликвидации перегрузки по току ротора и ввода режима в допустимую область (ΔΡι) может быть определена следующим образом.
Отсутствие перегрузки генератора по току ротора равнозначно условию где Е(| -действующие значение ЭДС одного генератора либо эквивалентная ЭДС генераторов стан ции,
Е,| доп - допустимое значение ЭДС по условию загрузки током ротора, определенное на основании нормативных показателей по оборудованию.
Выражение Е(| доп генератора можно представить в виде
(1) где Р, О. и - величины активной, реактивной мощности и напряжения на шинах станции - соответствуют режиму генератора (станции) при аварийной перегрузке,
ΔΡ1 - величина разгрузки, при которой ток ротора генератора снижается до допустимого значения, что равнозначно условию ЕЧ=ЕЧ доп, к - соотношение между реактивной и активной составляющими мощности генератора (станции) х(| - синхронное реактивное сопротивление генератора или эквивалентное сопротивление генераторов всей станции по поперечной оси, Ом.
Выражение (1) целесообразно переписать в следующем виде
где 8 - полная мощность генератора,
Хчо.е. - синхронное реактивное сопротивление генератора или эквивалентное сопротивление генераторов всей станции по поперечной оси в относительных единицах.
Из (2) следует квадратное уравнение относительно величины Δ Ρ1
ΑΔΡ,2 -2-ΒΔΡ,+С = 0 (3) где
Исходя из этого, величина необходимой разгрузки энергорайона для снятия с генератора перегрузки по току ротора определяется как
или
- 2 018097
Величина разгрузки определяется на основании параметров Р, О. и на шинах станции, получаемых в ходе изменения режима.
Своевременное отключение вычисляемого объема нагрузки по факту превышения током ротора допустимого значения позволит избежать отключения генераторного оборудования и каскадного развития лавины напряжения.
Осуществление изобретения
Для тестирования предложенного способа рассмотрены аварийные процессы с перегрузкой по току ротора генераторов Ямбургской ГТЭС операционной зоны Тюменского РДУ и генераторов ТЭЦ-7 операционной зоны Ленинградского РДУ. Проведенные расчеты показали, что при использовании предложенного способа в рассмотренных аварийных процессах ликвидируется дефицит реактивной мощности в энергорайоне, лавинообразное развитие аварийного процесса при этом не происходит. Расчетная величина разгрузки энергорайона, необходимая для ликвидации перегрузки генератора по току ротора и рассчитанная по измеряемым параметрам текущего режима, обеспечивает эффективную нормализацию ре жима и предотвращает возможность снижения напряжения генераторов с негативными последствиями для энергоснабжения энергорайона.
Источники информации
1. Невельский В.Л., Тен Е.А. Требования к электропередаче, обеспечивающей связь нагрузочного узла с системой (предельная мощность удаленного узла нагрузки) - Известия НИИПТ №64, 2010.
2. Овчаренко Н.И. Автоматика электрических станций и электроэнергетических систем. Учебник для вузов /Под ред. А.Ф.Дъякова. - М.: НЦ ЭНАС, 2000.- 504 с. [с. 410-414].
3. Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е, Окин А.А. Расчеты устойчивости и противоаварийной автоматики в энергосистемах. - М.: Энергоатомиздат, 1990.-390 с. [с. 233].
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ предотвращения лавины напряжения в энергосистеме, заключающийся в том, что измеряют напряжение, активную и реактивную мощности на шинах станции, контролируют наличие аварийных сигналов от штатной автоматики генератора ограничение перегрузки по току ротора и при наличии данных аварийных сигналов от всех генераторов, подключенных к шинам станции, осуществляют отключение нагрузки контролируемого энергорайона с точным определением объема разгрузки, необходимого для ликвидации перегрузки по току ротора, который определяется как в-7в2 -лс лгде Л = 1 + к2 , в=—-к+к-о+Р, χ„„.€ = ί—+сй . , ) к и ) х ч». - расчетные коэффициенты, вычисляемые на основании измерения величин активной Р, реактивной О мощности и напряжения и на шинах станции в режиме при аварийной перегрузке,8 - полная мощность генератора,Хчо.е. - синхронное реактивное сопротивление генератора или эквивалентное сопротивление генераторов всей станции по поперечной оси в относительных единицах, к - соотношение между реактивной и активной составляющими мощности генератора (станции) (ΐ§φ),Ε,, доп - допустимое значение ЭДС по условию загрузки током ротора, определенное на основании нормативных показателей по оборудованию.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012126407/07A RU2508590C1 (ru) | 2012-06-26 | 2012-06-26 | Способ предотвращения лавины напряжения в энергосистеме |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201201070A1 EA201201070A1 (ru) | 2012-12-28 |
| EA018097B1 true EA018097B1 (ru) | 2013-05-30 |
Family
ID=47427515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201201070A EA018097B1 (ru) | 2012-06-26 | 2012-08-30 | Способ предотвращения лавины напряжения в энергосистеме |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA018097B1 (ru) |
| RU (1) | RU2508590C1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2623106C1 (ru) * | 2016-05-16 | 2017-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" | Способ автоматической разгрузки параллельно работающих генераторных агрегатов |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU868918A1 (ru) * | 1980-01-24 | 1981-09-30 | Казахское Отделение Ордена Октябрьской Революции Всесоюзного Государственного Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" | Способ противоаварийного управлени мощностью турбин |
| SU1083286A1 (ru) * | 1982-07-19 | 1984-03-30 | Сибирский научно-исследовательский институт энергетики | Устройство дл экстренной разгрузки линии электропередачи при аварийном снижении предела передаваемой мощности |
| EP1261096A1 (en) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | Abb Research Ltd. | Stability prediction for an electric power network |
| US6496757B1 (en) * | 1999-07-30 | 2002-12-17 | Illinois Institute Of Technology | Nonlinear contingency screening for voltage collapse |
-
2012
- 2012-06-26 RU RU2012126407/07A patent/RU2508590C1/ru active
- 2012-08-30 EA EA201201070A patent/EA018097B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU868918A1 (ru) * | 1980-01-24 | 1981-09-30 | Казахское Отделение Ордена Октябрьской Революции Всесоюзного Государственного Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" | Способ противоаварийного управлени мощностью турбин |
| SU1083286A1 (ru) * | 1982-07-19 | 1984-03-30 | Сибирский научно-исследовательский институт энергетики | Устройство дл экстренной разгрузки линии электропередачи при аварийном снижении предела передаваемой мощности |
| US6496757B1 (en) * | 1999-07-30 | 2002-12-17 | Illinois Institute Of Technology | Nonlinear contingency screening for voltage collapse |
| EP1261096A1 (en) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | Abb Research Ltd. | Stability prediction for an electric power network |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201201070A1 (ru) | 2012-12-28 |
| RU2012126407A (ru) | 2014-01-10 |
| RU2508590C1 (ru) | 2014-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2589127B1 (en) | A multi-terminal dc transmission system and method and means for control thereof | |
| US8497599B2 (en) | Electrical generator network and a local electrical system | |
| WO2012098769A1 (ja) | 太陽光発電システムおよび給電システム | |
| MX2015000531A (es) | Metodo para controlar un generador electrico. | |
| KR101523300B1 (ko) | 전력변환장치의 성능 시험 시스템 및 방법 | |
| JP6119383B2 (ja) | 電力供給システム及び電力の需給調整方法 | |
| KR102128442B1 (ko) | 메인 변압기의 ｏｌｔｃ 보호장치 | |
| US10734810B2 (en) | Coordinated frequency load shedding protection method using distributed electrical protection devices | |
| KR101314123B1 (ko) | 계통연계형 분산전원용 피크제어 수배전반 | |
| EA018097B1 (ru) | Способ предотвращения лавины напряжения в энергосистеме | |
| US20190074681A1 (en) | Improvements in or relating to electrical power systems | |
| CN107492913A (zh) | 孤网电站pms功率管理系统 | |
| EP1702392B1 (en) | A method and a device for selecting and dimensioning measures in case of instability in an electrical power system | |
| JP5762757B2 (ja) | 太陽光発電システム | |
| US11555839B2 (en) | Rate of change of power element and enter service supervision method | |
| RU127959U1 (ru) | Система комбинированной автоматики ограничения снижения напряжения на шинах подстанции и ограничения перегрузки транформатора | |
| JP2020137299A (ja) | 電力系統安定化システム | |
| KR102655598B1 (ko) | 지상 무효 전력 공급 장치 및 이의 온도 보정을 제어하기 위한 방법 | |
| Miller et al. | Fault contribution considerations for wind plant system design and power system protection issues | |
| JP2012170192A (ja) | 給電システム | |
| WO2020170626A1 (ja) | 広域参加型自律式ブラックアウト回避制御装置 | |
| US20220239109A1 (en) | Method for monitoring an electricity supply grid | |
| US20230155379A1 (en) | Power system stabilizing system | |
| JPH0382337A (ja) | 系統安定化装置 | |
| Wijaya et al. | Nondetection Zone on Synchronous Generator Protection Using Voltage and Frequency Relay as Medium Power Distributed Generation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KG TJ RU |