Способы ликвидации асинхронных режимов в энергосистемах

В решении проблемы ликвидации АР могут быть выделены два этапа.

В 50–60-е годы XX века, когда схемы отечественных энергосистем не отличались большой сложностью, а их деление при АР могло привести к нежелательному развитию аварии, стремились оставить в работе потерявшие устойчивость передачи, для которых это допустимо, в расчете на самопроизвольную ресинхронизацию, т.е. обеспечить так называемую результирующую устойчивость. В этом случае автоматика ликвидации АР должна была строиться таким образом, чтобы не осуществлять разрыв связей, пока существует вероятность достаточно быстрого восстановления синхронизма, и способствовать проведению различных мероприятий (например, уменьшению небаланса мощности, возникшего при АР). Такие условия существуют в некоторых энергосистемах и сейчас. Однако в последующий период схемы отечественных энергосистем существенно усложнились. Большая часть из них вошла в ЕЭС России, для которой опасность электромеханического резонанса при АР на магистральных связях чрезвычайно возросла, а многочастотный АР недопустим. Кроме того, увеличилось количество электропередач со значительным промежуточным отбором мощности. Поэтому сейчас преобладает другой подход к проблеме ликвидации АР, согласно которому этот режим должен прекращаться в основном в первом его полупериоде путем разрыва электропередачи с выбором оптимальных точек деления.

Возникновение АР возможно между любыми группами генераторов, и поэтому его рассматривают в каком-либо сечении или вне его. В первом случае говорят о двухчастотном АР по контролируемому сечению (асинхронный ход по сечению), по сторонам от которого каждая группа генераторов работает со своей частотой и синхронно внутри группы; а во втором случае – о двухчастотном АР по сечению, не совпадающему с контролируемым (внешний асинхронный ход).

Автоматическая ликвидация АР в ЭЭС может быть осуществлена:

а) путем ресинхронизации, т.е. восстановления синхронной работы частей ЭЭС по сечению асинхронного хода;

б) разрывом связей по сечению асинхронного хода, т.е. делением ЭЭС на несинхронно работающие части;

в) разрывом части связи по сечению асинхронного хода и ресинхронизации оставшихся несинхронно работающих генераторов, т.е. комбинированным способом.

Способ ликвидации АР определяется, прежде всего, допустимой длительностью существования этого режима. В общем случае длительность АР (при его выявлении с помощью автоматики) рекомендуется ограничивать временем обычно не более 30 с.

Общий подход к ликвидации АР может быть описан следующим алгоритмом:

1. При возможности осуществления достаточно эффективной ресинхронизации в первую очередь необходимо способствовать выполнению мероприятий, направленных на облегчение условий ресинхронизации: если ресинхронизация не произойдет через заданное время или заданное количество циклов, то выполняется деление по сечению асинхронного хода.

2. При недопустимости АР или малой эффективности ресинхронизации необходимо быстро выполнить деление энергосистемы, причем правильнее всего – по сечению асинхронного хода, поскольку такое деление немедленно прекращает двухчастотный АР, не требуя дальнейшей ресинхронизации в разделившихся частях ЭЭС. Деление может сопровождаться делением баланса мощностей в разделившихся частях.

3. Если ресинхронизация эффективна в части энергосистемы, то следует рассмотреть возможность деления по соответствующему соседнему сечению с выполнением мероприятий по ресинхронизации выделенных генераторов, т.е. применить комбинированный способ, обусловливающий снижение мощности и улучшение условий ресинхронизации.

Многочастотный АР особенно опасен по своим последствиям, ресинхронизация при нем маловероятна, а устройства АЛАР могут отказать.

Поэтому необходимо предотвращать многочастотный АР как средствами автоматического управления мощностью с целью сохранить устойчивость, так и АЛАР. Многочастотный АР можно предотвратить предупредительным делением ЭЭС. Это можно выполнить до возникновения АР с помощью устройств противоаварийной автоматики предотвращения нарушения устойчивости.