11.4. Цифровая автоматическая система управления частотой и активной мощностью ээс

Автоматическое регулирование частоты и управление активной мощностью – главная задача АСДУ режимами работы ЭЭС и ОЭС. Соответствующие автоматические устройства образуют централизованную автоматическую систему регулирования частоты и мощности (ЦАРЧМ).

ЦАРЧМ функционирует по ступенчато-иерархическому принципу.

Нижним ее уровнем являются АСУ ТП ГЭС, ТЭС и АЭС. Второй уровень образуют автоматические устройства, установленные на диспетчерских пунктах ЭЭС. Новой по сравнению с общестанционной АСУ ТП функцией автоматизированной системы управления ЭЭС является контроль и ограничение перетоков мощности по линиям электропередач по условию сохранения статической устойчивости ЭЭС.

Указанная задача ограничения перетоков мощности становится главной для автоматических устройств управления частотой и активной мощностью ОЭС, часто содержащих линии связи между ЭЭС, входящими ОЭС, с ограниченной пропускной способностью. Эти устройства образуют третий (верхний) уровень автоматической системы управления частотой и мощностью. В ОЭС производится автоматическое регулирование среднего за некоторое время частоты по интегральному критерию и управление перетоками мощности и их ограничение.

Накопленный опыт эксплуатации аналоговой ЦАРЧМ (разработка Энергосетьпроекта) способствовал разработке и внедрению цифровой системы (в т.ч. и в ОЭС Украины). В цифровой АРЧМ регулирующее воздействие на -ю электростанцию формируется по интегральному соотношению

, (11.1)

где и - отклонения частоты и перетока мощности от номинального и предписанного значений соответственно;

и - коэффициенты долевого участия -й электростанции в покрытии изменений мощности, необходимых для восстановления частоты и допустимых по условию статической устойчивости перетоков мощности.

В разработанной ЦАРЧМ регулирование осуществляется дискерно во времени с циклом Т_ц=1с. Интегрирование по (11.1) естественно заменяется последовательным суммированием. При этом выполняется два вида расчетов:

- приращений , при интервале Т дискретизации;

- накопленных сумм за цикл регулирования Т_ц.

Рассчитанное воздействие за -й цикл распределяется между регулирующими электростанциями.

В целом ЦАРЧМ функционирует по алгоритму, структурная схема которого в упрощенном виде приведена ниже – рис.11.5.

Рис. 11.5. Общая структурная схема программы распределения изменений мощности ЭЭС между частоторегулирующими электростанциями.

Основной алгоритм дополняется вспомогательными операциями, учитывающими:

- возможности замены коэффициентов долевого участия;

- ограничения по скорости изменений мощности и регулировочным диапазонам электростанций;

- возможность ручной коррекции регулирующих воздействий на электростанции.

Высокие требованияя к надежности функционирования ЦАРЧМ обусловили ее осуществление на двух комплектах цифровых ЭВМ. Принято несимметричное математическое обеспечение: первая ЭВМ1 – ведущая, а вторая ЭВМ2, резервирующая ее – ведомая (рис. 11.6).

Рис. 11.6. Функциональная схема цифровой ЦАРЧМ в ОЭС.

ЭВМ1 производит вычислительную обработку информации ВОИ, поступающей от телеавтоматических информационных устройств ТАИУ, и выполняет все расчеты по автоматическому управлению (по программам вычислений интегральных отклонений частоты ВОЧ и мощности ВОМ, программам вычислений управляющих воздействий ВУВ и их распределения по электростанциям РУВ ЭС).

ЭВМ2 дублирует расчеты первой, выполняет вспомогательные операции и выдает оперативную информацию для ее отображения и регистрации ОРИ на пульт управления оператора ПУО управляющего вычислительного комплекса УВК и пульт управления главного диспетчера ПУГД. Исполнение результатов разрешается только при их идентичности на выходах обеих исправных ЭВМ. Взаимный контроль ЭВМ производится периодическим обменом сигналами, подтверждающими их работоспособностью.

При отказе одной из ЭВМ ее функции выполняет другая – автоматическая система переходит в одномашинный режим работы, в котором производится специальный контроль, выявляющий отказы, остановы или ложную работу и запрещающий передачу регулирующих воздействий на электростанции.

В функциональной схеме ЦАРЧМ (см. рис.11.6): ТАИУ передают информацию о режимах работы по мощности и технико-экономическиих показателях электростанций и системообразующих линий электропередачи, перетоках мощностей и информацию об использовании управляющих воздействий ЦАРЧМ; ИПЧ – измерительный преобразователь частоты; ЭГР – элементы согласования выходов ТАИУ со входами вычислительной части и гальванического их разделения.

Исполнительную часть образуют телеавтоматические управляющие устройства ТАУУ, передающие информацию в УВК ЭЭС и управляющие воздействия на частоторегулирующие электростанции ЭС, и элементы гальванического разделения ЭГР с вычислительной частью.

Перспектива – программная автоматическая система управления напряжением и реактивной мощностью.

Контрольные вопросы

1. Каково назначение АСУ электростанции?

2. Какие автоматические устройства входят в агрегатную часть АСУ ТП?

3. Какие функции выполняет общестанционная часть АСУ ТП?

4. Из каких функциональных частей состоит и как действует агрегатная часть микропроцессорной АСУ ГЭС?

5. Из каких функциональных частей состоит и как действует общестанционная часть микропроцессорной АСУ ГЭС?

6. В чем состоит общая концепция построения АСУ ТП тепловой электростанции?

7. Из каких функциональных частей состоит и как действует АСУ ТП тепловой электростанции?

8. Каковы задачи информационно-вычислительного комплекса АСУ ТП ТЭС?

9. Чем определяются и в чем состоят отличительные особенности управляющего вычислительного комплекса АСУ ТП ТЭС?

10. Из каких функциональных элементов состоит и как действует микропроцессорная общестанционная автоматическая система регулирования частоты и мощности ТЭС?

11. В чем состоит программное обеспечение распределения неплановой мощности ТЭС между турбогенераторами?

12. Какие функции общестанционной микропроцессорной автоматической системы по управлению плановой мощностью ТЭС?

13. В чем состоят особенности автоматического управления частотой и активной мощностью в электроэнергетических системах?

14. Как функционирует цифровая автоматическая система регулирования частоты и мощности в ОЭС?