Общая характеристика методов и средств противоаварийного управления в электроэнергетических системах

При решении проблемы управления решаются два вида задач:

а) задачи анализа, когда определяется характер протекания процессов, т.е. зависимости параметров режима от времени, y = f(t), и далее по виду этих зависимостей находится необходимое управление;

б) задачи более высокого уровня – задачи синтеза, когда непосредственно находятся такие способы и средства воздействия, которые придают переходному режиму желательный характер.

В общем случае конечной целью ПАУ является сведение до минимума ущерба, связанного с аварией за счёт обеспечения требуемого уровня надёжности электроснабжения и живучести ЭЭС.

Надёжность – свойство ЭЭС сохранять работоспособность и обеспечивать энергоснабжение.

Живучесть – способность ЭЭС противостоять цепочечному развитию аварий.

Практические цели ПАУ – предотвращение возникновения аварий в ЭЭС; прекращение аварий и их каскадного развития. Для достижения этих целей созданы и постоянно совершенствуются системы противоаварийного управления:

а) система противоаварийного оперативного управления (ПАОУ);

б) система противоаварийного автоматического управления (ПААУ).

Поскольку основная причина развития системных аварий – это нарушение устойчивости параллельной работы ЭЭС, главным в ПАОУ и ПААУ является обеспечение устойчивости.

Основными элементами ПААУ являются релейная защита совместно с АПВ и АВР и противоаварийная автоматика (ПАА).

ПАА представляет собой совокупность сложных автоматических устройств, охватывающих ЭЭС, и предназначена для предотвращения, локализации и ликвидации системных аварий, то есть для сохранения устойчивости и прекращения каскадного развития аварий.

Создание и эксплуатация систем ПААУ требует решения широкого круга вопросов, которые подразделяются на следующие группы:

– расчёты и анализ электромеханических переходных процессов и установившихся режимов;

– разработка принципов управления;

– определение возможностей, методов и средств управления;

– выбор видов ПАА;

– организация систем управления;

– определение наиболее эффективных управляющих воздействий (их вида, мест приложения и оптимальной дозировки), а также уставок срабатывания или законов управления;

- разработка схем и конструкций автоматики.

Задачи управления

В ЭЭС функционируют две взаимосвязанные системы управления:1. система управления нормальными режимами 2.система ПАУ.

Основные задачи системы управления нормальными режимами - обеспечение требуемого качества электроэнергии на шинах потребителей и обеспечение экономичности работы ЭЭС.

Основные задачи ПАУ: 1) предотвращение возникновения аварий; 2) локализация аварий, предотвращение их каскадного развития; 3) возможно более быстрая ликвидация аварий при наименьших отключениях потребителей; 4) обеспечение скорейшего перехода к нормальному режиму с восстановлением электроснабжения потребителей.

Эти задачи должны решаться по возможности наиболее простыми и дешёвыми средствами при получении наилучшего (из возможных) установившегося ПАР. Указанные задачи решаются всем комплексом устройств ПААУ: релейной защитой (РЗ), АПВ, АВР и системой ПАА.

Задачи РЗ и АПВ известны.

Конкретные задачи, которые возлагаются на ПАА, следующие:

– обеспечение статической устойчивости в нормальном и послеаварийном режимах;

– обеспечение динамической устойчивости;

– предотвращение асинхронного хода путём превентивного деления энергосистем при неизбежном нарушении устойчивости;

– прекращение асинхронного хода;

– ограничение опасного для паровых турбин и механизмов потребителей повышения частоты;

– ограничение длительного опасного повышения напряжения;

– ограничение опасного снижения напряжения;

– ограничение опасного снижения частоты.

Эти задачи решаются системой ПАА за счёт соответствующего управления переходными режимами ЭЭС. Успешное функционирование систем ПАА при выполнении требований быстродействия, чувствительности, селективности, надёжности позволяет обеспечивать живучесть отдельных ЭЭС и всей ЕЭС страны.

Важнейшая роль при этом принадлежит диспетчерскому и оперативному персоналу, который должен осуществлять контроль работы автоматики и при необходимости должен вмешиваться в управление происходящими процессами.