Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ.

УДК 621.311.1

Рецензенты: зам. начальника службы электрических режимов филиала

Системного оператора Единой энергосистемы Объединенного

диспетчерского управления Средней Волги А.А. Полубояринов,

ст. преподаватель кафедры «Электрические станции» А.А. Воронин.

Кротков Е.А.

Учебное пособие по дисциплине «Автоматизированные системы диспетчерского управления в электроэнергетике». / Е.А. Кротков. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2010.- 62 с.: ил.

Рассмотрены технические средства автоматизации диспетчерского управления, структура современных телемеханических комплексов, методика размещения датчиков телеизмерений и телесигнализации в электроэнергетической системе.

Изложен порядок выполнения курсовой работы, приведены необходимые исходные данные и примеры расчетов установившихся электрических режимов в программном комплексе «КОСМОС».

Учебное пособие может быть использовано студентами специальности 140205 дневного и заочного обучения.

Автор благодарен студенту электротехнического факультета СамГТУ

Гордееву К.В., выполнившему компьютерную верстку.

© Кротков Е.А., 2010

Введение

Планирование и управление режимами электрических систем составляют важнейшую функцию автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ) энергосистемами. Сложность и высокая размерность задач управления предопределяют необходимость применения компьютерных технологий в АСДУ. Рост и объединение электроэнергетических систем (ЭЭС) на параллельную работу сопровождались сменой поколений вычислительной техники, в результате чего открывались новые возможности в использовании более совершенных математических методов для решения усложняющихся задач расчета установившихся и оптимальных режимов ЭЭС.

Одним из направлений повышения эффективности АСДУ энергосистемами был переход от отдельных программ к созданию больших комплексов, предназначенных для решения взаимосвязанных задач анализа режимов и принятия диспетчерских решений по управлению. При этом согласованность всех видов расчетов определялась не только их целевым назначением, но и использованием единой информационной базы.

За последние 20 лет осуществлялся переход к оперативно-диспетчерскому управлению, как сейчас принято говорить, в темпе реального процесса. Среди многочисленных задач АСДУ расчеты установившихся и оптимальных установившихся режимов занимают ведущее место как по своей значимости, так и по общему объему затрат на их выполнение. Сложность задач управления предопределяет необходимость реализации иерархического подхода к их решению. С позиции территориального распределения функций АСДУ возникает задача выявления границ подсистем, в пределах которых должны решаться указанные вопросы. Чем ниже уровень управления и меньше управляемая подсистема, тем меньше размерность задач расчета режима, тем проще и быстрее их выполнение. Однако подсистемы не существуют автономно, их режимы взаимосвязаны, поэтому обособленные расчеты не могут обеспечить правильный результат, в связи, с чем появляется необходимость в итерационной увязке и согласовании расчетов отдельных подсистем. Последнее сопряжено с передачей информации по каналам связи, обслуживающих диспетчерские службы ЭЭС на разных территориальных уровнях, что усложняет и затягивает принятие решений. Поэтому информация о ЭЭС и решение задач управления сосредотачива­ются на более высоких уровнях АСДУ.

В настоящее время функционирует система диспетчеризации, включающая в себя:

• Центральное диспетчерское управление (ЦДУ, г. Москва);

• Объединенные диспетчерские управления (ОДУ) - 7 объединенных энергосистем (ОЭС);

• Региональные диспетчерские управления (РДУ).

С точки зрения временной иерархии решения задач управления в АСДУ следует выделить три последовательных этапа:

1. подготовка информации и прогнозирование;

2. планирование режимов;

3. оперативное управление и коррекция текущих режимов.

Рассматриваемые взаимосвязанные задачи расчетов установившихся и оптимальных режимов ЭЭС решаются, как на стадии планирования, так и в процессе оперативного управления текущими режимами.

Общая характеристика и структура асду еэс россии

Автоматизированная система диспетчерского управления АСДУ ЕЭС представляет собой иерархически построенную человеко-машинную систему, обеспечивающую по всей территории, охватываемой электрическими сетями, сбор, преобразование, передачу, переработку и отображение информации о состоянии и режиме системы, формирование на основе собранной информации, передачу и реализацию управляющих команд с целью выполнения системой (за счет располагаемых средств) функций надежного и экономичного снабжения электрической и тепловой энергией требуемого качества всех ее потребителей.

Концепция АСДУ, в рамках которой обеспечено ее создание, была разработана в конце 60-х — начале 70-х годов. Она постоянно совершенствуется как за счет улучшения методов, используемых при решении задач управления, и информационной базы, так и за счет улучшения средств управления — вычислительных и управляющих ЭВМ, средств передачи и отображения информации, средств автоматического регулирования и противоаварийной автоматики и т.д.

Автоматизированная система диспетчерского управления включает в себя: управляющие вычислительные центры (УВЦ) в Центральном диспетчерском управлении (ЦДУ) ЕЭС, 7 объединенных диспетчерских управлений (ОДУ) ОЭС, региональных диспетчерских управлений (РДУ) ЭЭС, автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) электростанций, энергоблоков и подстанций; централизированные и локальные системы автоматического регулирования и управления. Все элементы АСДУ ЕЭС объединяет единая первичная сеть сбора и передачи оперативной информации и управляющих команд.

Основной составляющей АСДУ в УВЦ на уровнях ЦДУ ЕЭС, ОДУ ОЭС и РДУ ЭЭС являются оперативные информационно-управляющие комплексы (ОИУК). С помощью ОИУК диспетчерский персонал ЦДУ, ОДУ, РДУ осуществляет контроль за текущим состоянием управляемой ЭЭС (схемой, режимами, средствами управления), ретроспективный анализ происшедших событий, оценку перспективных режимов. На основании информации о текущем и перспективном состоянии ЭЭС, на графике нагрузки, плане проведения ремонтных работ по оперативным заявкам с учетом указаний и рекомендаций диспетчерских инструкций и директивных материалов диспетчерский персонал обеспечивает: выработку воздействий на управляемые объекты (регулирование режима ЭЭС по активной и реактивной мощности, включая регулирование графиков нагрузки электростанций); вывод оборудования, а также средств автоматического и оперативного управления в ремонт и ввод их в работу после ремонта; ввод в работу нового оборудования и средств управления; изменение схемы коммуникации контролируемой сети; ликвидацию аварийных ситуаций и восстановление нормального режима работы; ведение оперативной отчетности и передачу оперативной информации.

Управляющие воздействия передаются диспетчерским персоналом ЦДУ, ОДУ или РДУ на оперативно подчиненные объекты через диспетчерский персонал этих объектов либо непосредственно на АСУ ТП и системы автоматического регулирования и управления энергообъектами с помощью устройств телеуправления. Управляющими воздействиями обеспечивается изменение схемы электрической сети или состава оборудования электростанций и подстанций; алгоритмов и параметров настройки средств автоматического и оперативного управления, устройств автоматики; нагрузки агрегатов электростанций; нагрузки потребителей; напряжений в контрольных точках электрической сети (путем воздействия на возбуждение синхронных машин, переключения анцапф трансформаторов, включения или отключения устройств компенсации реактивной мощности).