5.6.4. Системы вторичного регулирования частоты и активной мощности

Структура САРЧМ в районах регулирования может быть:

• централизованная – с одним центральным регулятором обменной мощности с коррекцией по частоте, действующим на электростан­ции вторичного регулирования;

• плюралистическая – вторичное регулирование осуществляется де­цен­трализованно в районах регулирования и имеется отдельная ко­ординирующая система АРЧМ, которая регулирует суммарный внешний переток объединенной энергосистемы с энергосистемами других стран с коррекцией по частоте с воздействием на собствен­ные электростанции;

• иерархическая – то же, что и плюралистическая, только координирую­щая САРЧМ дополнительно воздействует на подчи­нен­ные регуляторы некоторых районов регулирования.

Границы каждого района регулирования физически определяются распо­ложением точек измерения внешних перетоков района, алгебраическая сумма которых равна контролируемому суммарному внешнему перетоку (обменной мощности).

Иерархическая САРЧМ в Единой Энергетической Системе РФ

В ЕЭС РФ, как и в ЕЭС СССР, регулирование Ч и М выполняется по ие­рархической схеме с разделением нагрузки на плановую и неплановую.

Имеется четыре уровня по централизованному управлению системами и устройствами АРЧМ в иерархической структуре:

– уровень ЕЭС – высший уровень управления;

– уровень ОЭС – средний уровень управления;

– уровень РЭС – региональный уровень управления;

– уровень предприятия – ЭС – нижний уровень управления.

Высший уровень управления осуществляет ЦДУ ЕЭС, где расположена Центральная Координирующая Система ЦКС АРЧМ, воздействующая на Цен­трализованные Системы ЦС АРЧМ нескольких объединенных энергети­ческих систем (ОЭС) и на собственные электростанции вторичного регули­рования ЭС.

Средний уровень управления осуществляют ОДУ ОЭС, где располо­жены ЦС АРЧМ, которые с учетом управляющего воздействия из высшего уровня формируют неплановое задание для ОЭС и распределяют его между регио­нальными энергетическими системами РЭС.

На региональном уровне управления – ЦДП РЭС – неплановое задание для РЭС распределяется между электростанциями ЭС, пункты управления которыми ПУ образуют нижний уровень управления.

Структурная схема иерархической САРЧМ показана на рис. 5.14, где стрелками обозначены потоки информации: сплошные линии – задающие воз­действия, штриховые – параметры режима, используемые для автомати­ческого изменения задающих неплановых воздействий.

Плановая составляющая активной мощности задается каждой ЭС с помощью АЗГ (автоматического задатчика графика) в соответствии с дис­пет­черским графиком, рассчитываемым заранее на краткосрочную перспек­тиву с учетом плановых нагрузок, ограничений перетоков мощности во всех контро­лируемых сечениях, топливной конъюнктуры по всем ТЭС, водности ГЭС, эко­номических факторов (удельных приростов издержек, удельных приростов потерь в сетях и др.).

Рис. 5.14. Структурная схема иерархической САРЧМ

Задание каждой ЭС:

,

где неплановая составляющая задания формируется автоматически САРЧМ, начиная с высшего уровня. Групповой регулятор Ч и М ЭС обеспе­чи­вает выработку фактической мощности .

Для формирования непланового задания передаются в ЦДП по ка­налам телемеханики от каждой ЭС располагаемые регулировочные диапа­зоны: и .

Диаграмма, поясняющая их определение, показана на рис. 5.15 (для ТЭС при заданном составе включенного оборудования).

Рис. 5.15. Определение располагаемых и полного регулировочных

диапазонов ЭС

Полный регулировочный диапазон

,

где , – располагаемые регулировочные диапазоны с учетом неплано­вого задания , формируемого в ЦДП.

Из ЦДП в ОДУ передаются располагаемые регулировочные диапазоны региональных энергосистем (РЭС) и неплановые задания всех регулирую­щих ЭС энергосистем:

, .

Неплановое задание формируется сверху вниз по упрощенному алго­ритму.

Для ОЭС

,

где – ручная или автоматическая коррекция мощности ОЭС из ЦДУ (ЦКС АРЧМ контролирует внешние связи ЕЭС); вторая составляющая обу­словлена необходимостью астатического регулирования обменной мощно­сти и частоты ОЭС ( ).

Для РЭС

,

где – величина ручной коррекции из ОЭС;

– коэффициент долевого участия РЭС в выработке ;

– коэффициент распределения для разгрузки i-го сечения ОЭС; знак ко­эф­фициента зависит от избыточности или дефицитности РЭС по отноше­нию к контролируемому сечению ОЭС;

– вырабатывается автоматикой ограничения перетока АОП в i-м сечении.

Для ЭС

,

где – величина ручной коррекции из ЦДП;

– коэффициент долевого участия ЭС в выработке ; от­личается при повышении (в) и при снижении (н) нагрузки.

Одновременно должны выполняться условия баланса:

распределение непланового задания

;

распределения ограничения перетока по каждому сечению

, k =1…m_сеч.

Централизованная САРЧМ (ЦС АРЧМ ) может входить в иерархиче­скую систему или использоваться самостоя­тельно. Модернизация ЦС АРЧМ в ЕЭС России проводится на базе про­граммно- технических комплексов ПТК. Структурная схема ЦС АРЧМ приве­дена на рис. 5.16.

Основным элементом – ядром системы является центральный регулятор ЦР АРЧМ, реализующий алгоритмы регулирования частоты и перетоков мощно­сти в энергосистеме путем управления электростанциями различного типа. Он согласуется с оперативно-информационным комплексом – (ОИК). Программное обеспечение ЦР АРЧМ интегрируется в ОИК, при этом ин­терфейс (человеко-машинный) пользователя ЦР АРЧМ совпадает с интер­фейсом ОИК.

Источниками информации для ЦР АРЧМ являются устройства телемеха­ники ТИ, ТС, устанавливаемые на подстанциях (ПС) и генерирую­щих объек­тах. Для приема управляющих воздействий на регули­рующих электростанциях ТЭС и ГЭС располагаются цифровые задатчики внеплано­вой нагрузки (ЦЗВН). Центральная приемо-передающая станция (ЦППС) обеспечивает обмен данными с устройствами телемеханики и ЦЗВН. Архи­тектурно ЦППС стро­ится как 100%-й дублированный комплекс с подсис­темой арбитража и ком­мутацией основных и резервных каналов связи.

Рис. 5.16. Структурная схема ЦС АРЧМ

Основные функции ЦЗВН:

• прием с верхнего уровня системы АРЧМ по каналу телемеханики управляющего воздействия в виде непланового задания мощности электростанции;

• отработка и запоминание принятого управляющего воздействия с по­мощью следящей системы;

• выдача интегральной и пропорциональной составляющей управляю­щего воздействия в станционную систему группового управления мощностью: «САУМ» на ТЭС и «ГРАМ» на ГЭС – по цифровым или аналоговым интерфейсам;

• отображение необходимой информации и сигнализация о работе и со­стоянии ЦЗВН и его защит – для дежурного персонала станции;

• сбор необходимой информации о работе электростанции и пере­дача ее на верхний уровень системы АРЧМ по каналам телемеха­ники.

Участие субъектов рынка в регулировании частоты и мощности рас­смат­ривается как системная услуга, предоставление и оплата которой должны про­изводиться в соответствии с определенными процедурами. Для этого должна быть разработана нормативная и методическая база и рыноч­ные механизмы стимулирования объектов, участвующих в регулировании частоты. Других сдерживающих факторов модернизации систем АРЧМ в ЕЭС России на базе имеющихся программно-технических комплексов спе­циалисты-энергетики не видят.