Типа диплом

Коэффициент запаса статической (апериодической)

тивной мощности в сечении (KP) вычисляется по формуле:

	пр Р∆Р нк	, где
	Рпр

устойчивости по ак-

(1)

Pпр – предельный по апериодической статической устойчивости переток

активной мощности в рассматриваемом сечении;

Р – переток в сечении в рассматриваемом режиме, Р > 0;

Pнк – амплитуда нерегулярных колебаний активной мощности в этом се-

чении (принимается, что под действием нерегулярных колебаний переток из-

меняется в диапазоне Р ±	Pнк).
Запас устойчивости по активной мощности может быть задан также в
именованных единицах,	Pзап= Pпр – (P + ∆Рнк).

Значение амплитуды нерегулярных колебаний активной мощности уста-

навливается для каждого сечения энергосистемы (в том числе, частичного) по данным измерений. При отсутствии таких данных расчетная амплитуда нерегу-

лярных колебаний активной мощности сечения может быть определена по вы-

ражению:

∆Рнк К
	н Рн	, где	(2)
	Рн Р н

Pн1, Pн2, МВт, – суммарные мощности нагрузки с каждой из сторон рас-

сматриваемого сечения. Коэффициент K, √МВт,

Принимается равным 1,5 при ручном регулировании и 0,75 при автомати-

ческом регулировании (ограничении) перетока мощности в сечении.

Амплитуда нерегулярных колебаний, найденная для сечения, может быть распределена по частичным сечениям в соответствии с коэффициентами рас-

пределения мощности в этом сечении.

Вычисление предельного по статической устойчивости перетока в сече-

нии осуществляется утяжелением режима - увеличением перетока. При этом рассматриваются траектории утяжеления режима, представляющие собой по-

Лист

		ВУЗ – Д 098765.2010.999.00 ПЗ	11
	Изм. Лист № докум. Подпись Дата

следовательности установившихся режимов, которые при изменении некоторой группы параметров позволяют достичь границы области статической устойчи-

вости.

Следует рассматривать увеличение перетока в сечении для ряда траекто-

рий утяжеления, которые характерны для данной энергосистемы и различаются перераспределением мощности между узлами, находящимися по разные сторо-

ны рассматриваемого сечения. Значение Рпр определяется по траектории, кото-

рой соответствует наименьшая предельная мощность.

Рассматриваются как правило сбалансированные по мощности способы утяжеления режима, т.е. такие, при которых частота остается практически не-

изменной.

Перетоки, предельные по статической устойчивости, и перетоки, допус-

тимые в послеаварийных режимах, определяются с учетом перегрузки обору-

дования (в частности по току ротора генераторов), допустимой в течение 20

мин.

Бóльшую перегрузку, допустимую в течение меньшего времени, можно учитывать, если она обеспечивается соответствующим оборудованием и если эта перегрузка оперативно или автоматически ликвидируется за допустимое время, благодаря снижению перетока в сечении (автоматический пуск гидроге-

нераторов, перевод их из компенсаторного режима в активный и т.п.).

В эксплуатации для контроля соблюдения нормативных запасов устойчи-

вости следует, как правило, использовать значения перетоков активной мощно-

сти.

При необходимости максимально допустимые и аварийно допустимые перетоки задаются как функции от режимных параметров (загрузки отдельных электростанций и/или числа работающих генераторов, перетоков в других се-

чениях, напряжений в узловых точках и др.). Такие параметры включатся в число контролируемых.

В зависимости от конкретных условий в качестве контролируемых могут использоваться и другие параметры режима энергосистемы, в частности, значе-

Лист

		ВУЗ – Д 098765.2010.999.00 ПЗ	12
	Изм. Лист № докум. Подпись Дата

ния углов между векторами напряжений по концам электропередачи. Допусти-

мые значения контролируемых параметров устанавливаются на основе расче-

тов.

3.2 Коэффициент запаса по напряжению.

Значения коэффициента запаса по напряжению (KU) относятся к узлам нагрузки и вычисляются по формуле:

К	кр	, где	(3)

U – напряжение в узле в рассматриваемом режиме;

Uкр – критическое напряжение в том же узле, соответствующее границе статической устойчивости электродвигателей.

Критическое напряжение в узлах нагрузки 110 кВ и выше при отсутствии более точных данных следует принимать равным большей из двух величин: 0,7·Uном и 0,75·Uнорм, где

Uнорм – напряжение в рассматриваемом узле нагрузки при нормальном режиме энергосистемы.

Для контроля за соблюдением нормативных запасов по напряжению в уз-

ле нагрузки в эксплуатационной практике могут использоваться напряжения в любых узлах сети энергосистемы. Допустимые значения напряжений в контро-

лируемых узлах устанавливаются расчетами режимов энергосистемы.

3.3 Требования к устойчивости энергосистем.

По условиям устойчивости энергосистем нормируются минимальные ко-

эффициенты запаса статической апериодической устойчивости по активной мощности в сечениях и по напряжению в узлах нагрузки. Кроме того, устанав-

ливаются группы возмущений, при которых должны обеспечиваться как дина-

мическая устойчивость, так и нормируемые коэффициенты запаса статической устойчивости в послеаварийных режимах.

Лист

		ВУЗ – Д 098765.2010.999.00 ПЗ	13
	Изм. Лист № докум. Подпись Дата

В области допустимых режимов должно быть обеспечено отсутствие са-

мораскачивания. Если самораскачивание проявляется, то должны приниматься меры по устранению его причин, а оперативно должно быть дополнительно разгружено сечение, в котором наблюдаются колебания, до исключения этих колебаний.

Допустимые перетоки определяются также допустимыми токовыми на-

грузками (перегрузками с учетом их длительности) оборудования в заданном и в нормативных послеаварийных режимах и другими имеющимися ограниче-

ниями.

Показатели устойчивости должны быть не ниже указанных в таблице№

Таблица № Показатели устойчивости

			Минимальные		Группы	возмущений,
	Режим,			Минимальные	при которых		должна
			коэффициен-	коэффициенты	обеспечиваться устойчи-
	переток в се-		ты запаса по
				запаса по напря-	вость энергосистемы:
	чении		активной	жению
					в нормаль-	в	ремонт-
			мощности
					ной схеме	ной схеме
			0,20	0,15	I, II, III	I, II
	Нормальный
			0,20	0,15	I, II	I
	Утяжеленный
			0,08	0,10	-	-
	Вынужденный

3.4 Послеаварийный режим.

Послеаварийный режим после нормативных возмущений должен удовле-

творять следующим требованиям:

Лист

		ВУЗ – Д 098765.2010.999.00 ПЗ	14
	Изм. Лист № докум. Подпись Дата

-коэффициенты запаса по активной мощности - не менее 0,08;

-коэффициенты запаса по напряжению - не менее 0,1;

-токовые перегрузки сетевых элементов и генераторов не превышают значений, допустимых в течение послеаварийного режима.

Длительность послеаварийного режима определяется временем, необхо-

димым диспетчеру для восстановления условий нормального режима, не боль-

шим 20 мин.

В течение этого времени возникновение дополнительных возмущений

(т.е. наложение аварии на аварию) не учитывается.

Динамическая устойчивость должна быть обеспечена для максимально допустимых перетоков в сечении, увеличенных на Рнк.

Устойчивость может не сохраняться в следующих случаях:

- при возмущениях, более тяжелых, чем нормативные в данных схемно-

режимных условиях; - если при возмущении, приводящем к ослаблению сечения, предел

статической апериодической устойчивости в рассматриваемом сечении не превышает утроенной амплитуды нерегулярных колебаний мощности или уменьшается более, чем на 70%;

-если аварийный небаланс мощности приводит к приращению мощности

всечении, превышающем 50% от предела статической апериодической устой-

чивости в рассматриваемом сечении.

При несохранении устойчивости деление по сечению должно не приво-

дить к каскадному развитию аварии при правильной работе ПА или к погаше-

нию дефицитной по мощности подсистемы из-за недостаточности объема АЧР.

На связях, по которым возможны асинхронные режимы, предусматрива-

ются устройства ликвидации асинхронных режимов, действующих, в том чис-

ле, на деление энергосистем. Ресинхронизация, как с применением автоматиче-

ских устройств, так и самопроизвольная, должна резервироваться делением.

Допустимая длительность асинхронного режима и способ его прекраще-

ния устанавливаются для каждого сечения с учетом необходимости предотвра-

Лист

		ВУЗ – Д 098765.2010.999.00 ПЗ	15
	Изм. Лист № докум. Подпись Дата

щения повреждений оборудования энергосистемы, дополнительных нарушений синхронизма и нарушений электроснабжения потребителей. При этом особое внимание следует уделять устойчивости электростанций и крупных узлов на-

грузки, вблизи которых может оказаться центр качаний.

3.5 Определение допустимых режимов, удовлетворяющих норматив-

ным требованиям.

Максимально допустимым перетоком является максимальный переток РМ, удовлетворяющий всем ниже перечисленным условиям. При этом принима-

ется, что имеется достаточный оперативный резерв активной мощности для пе-

рехода к нормальному режиму от послеаварийного.

а) Переток РМ должен соответствовать коэффициенту запаса устойчиво-

сти по активной мощности КР, не меньшему 20% (	таблица №	):
РМ ≤ 0,8·Рпр – ∆Рнк			(4)
б) Переток РМ должен соответствовать коэффициенту запаса по напряже-
нию, не меньшему 15% во всех узлах нагрузки:
РМ ≤ Р(U) – ∆Рнк, при U=Uкр/0,85			(5)

Зависимость перетока от наименьшего напряжения строится на основе численного моделирования при различных перетоках мощности в рассматри-

ваемом сечении. Это требование означает, что при исчерпании других возмож-

ностей регулирования напряжения, необходимый запас по напряжению обеспе-

чивается за счет снижения перетока мощности в сечении.

в) Переток РМ должен быть таким, чтобы во всех послеаварийных схемно-

режимных условиях, которые могут возникнуть в результате нормативных воз-

мущений (ослабление сечения и/или аварийный небаланс мощности) с учетом действия ПА и/или первичного регулирования частоты, выполнялось требова-

ние ПАР:

		РМ Рд⁄ав Рп⁄ав ∆Рнк ! ∆Рпа, ,		где	(6)
	при Рп/ав = 0,92Рпрп⁄ав
					Лист
			ВУЗ – Д 098765.2010.999.00 ПЗ
					16
Изм. Лист	№ докум. Подпись	Дата

Рд/ав – переток активной мощности в рассматриваемом сечении в доава-

рийном режиме;

Рп/ав – переток активной мощности в сечении в послеаварийном устано-

вившемся режиме, в том числе после аварийного небаланса мощности, приво-

дящего к увеличению перетока в сечении;

Рпрп⁄ав– предельная мощность в сечении по апериодической статической устойчивости в послеаварийной схеме, которая, в частности, в случае аварий-

ного небаланса мощности может совпадать с исходной (рассматриваемой) схе-

мой или измениться в случае ослабления сечения при аварийном отключении сетевых элементов или его усиления за счет отключения шунтирующих реакто-

ров и т.п.;

РПА – приращение допустимого перетока мощности в сечении за счет управляющих воздействий ПА долговременного действия на изменение мощ-

ности.

г) В каждом из нормативных послеаварийных режимов во всех узлах на-

грузки коэффициент запаса по напряжению должен быть не менее 10%:

РМ Рд⁄ав $п⁄ав ∆Рнк ! ∆Рпа,

(7)

при . $п⁄ав $кр/0,9

Зависимость перетока в исходном (доаварийном) режиме от наименьшего

напряжения в установившемся послеаварийном режиме строится на основе численного моделирования нормативных возмущений и действия ПА при раз-

личных исходных перетоках мощности в рассматриваемом сечении.

д) Максимально допустимый переток мощности в любом сечении в рас-

сматриваемом режиме должен не превышать предельного по динамической ус-

тойчивости перетока в том же сечении при всех нормативных возмущениях с

учетом действия ПА:

РМ Рпрдин ∆Рнк

(8)

Рдинпр - предельная мощность по динамической устойчивости.

Лист

		ВУЗ – Д 098765.2010.999.00 ПЗ	17
	Изм. Лист № докум. Подпись Дата

е) Переток РМ в послеаварийных режимах должен не приводить к токо-

вым перегрузкам, превышающим допустимые значения:

РМ Рд⁄ав )п⁄ав ∆Рнк,

(9)

при )п⁄ав )допп⁄ав где

)п⁄ав- ток в наиболее загруженном сетевом элементе в послеаварийном

установившемся режиме;

)допп⁄ав– допустимый ток с перегрузкой, разрешенной в течение 20 минут

при заданной температуре окружающей среды в том же элементе.

3 Расчет режимов

Лист

		ВУЗ – Д 098765.2010.999.00 ПЗ	18
	Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Оценка допустимости режимов, рассчитывается в программе Rastr. Про-

граммный комплекс RastrWin предназначен для решения задач по расчету, ана-

лизу и оптимизации режимов электрических сетей и систем.

3.1 Особенности программного комплекса:

Расчетные модули:

•расчет установившихся режимов электрических сетей произвольного размера и сложности, любого напряжения (от 0.4 до 1150 кВ). Полный

расчет всех электрических параметров режима (токи, напряжения, потоки

и потери активной и реактивной мощности во всех узлах и ветвях элек-

трической сети);

•расчет установившихся режимов с учетом частоты;

•контроль исходной информации на логическую и физическую непроти-

воречивость;

•эквивалентирование электрических сетей;

•оптимизация электрических сетей по уровням напряжения, потерям мощ-

ности и распределению реактивной мощности;

•расчет положений регуляторов трансформатора под нагрузкой и положе-

ний вольтодобавочных трансформаторов;

•расчет предельных по передаваемой мощности режимов энергосистемы,

определение опасных сечений;

•структурный анализ потерь мощности – по их характеру, типам оборудо-

вания, районам и уровням напряжения;

•проведение серийных (многовариантных расчетов) по списку возможных аварийных ситуаций;

•моделирование отключения ЛЭП, в том числе одностороннего, и опреде-

ление напряжения на открытом конце;

•моделирование генераторов и возможность задания его PQ-диаграммы;

Лист

		ВУЗ – Д 098765.2010.999.00 ПЗ	19
	Изм. Лист № докум. Подпись Дата

•моделирование линейных и шинных реакторов, в том числе с возможно-

стью их отключения;

•анализ допустимой токовой загрузки ЛЭП и трансформаторов, в том чис-

ле с учетом зависимости допустимого тока от температуры;

•расчет сетевых коэффициентов, позволяющих оценить влияние измене-

ния входных параметров на результаты расчета, и наоборот, проанализи-

ровать чувствительность результатов расчета к изменению входных па-

раметров;

•расчет агрегатной информации по различным территориальным и ведом-

ственным подразделениям (потребление, генерация, внешние перетоки);

•сравнение различных режимов по заданному списку параметров.

Однолинейная графическая схема. Представление электрической сети в виде однолинейной графической схемы обеспечивает наиболее удобное

восприятие информации о расчетах режима. В RastrWin входят средства

подготовки и отображения однолинейной графической схемы:

Oавтоматизированная подготовка графической схемы на основе за-

данной расчетной, автоматический контроль соответствия расчет-

ной и графической схем;

Oподготовка окон (мест расположения) отображения численной ин-

формации;

Oотображение текущей расчетной информации, быстрая замена типа отображаемой информации;

Oпроведение коммутаций (отключение/включение) и коррекций ре-

жимных параметров непосредственно на графической схеме;

Oцветовое выделение номинальных напряжений и районов схемы,

выделение номинальных напряжений толщиной;

Oдинамическая «заливка» схемы в зависимости от значения выбран-

ного параметра (например, отклонения напряжения от номинально-

го);

O контекстные макросы;

Лист

		ВУЗ – Д 098765.2010.999.00 ПЗ	20
	Изм. Лист № докум. Подпись Дата