1.2. Критерии и структуры систем управления оэс

Э

(1.1)

нергетический баланс в i-й энергетической системе (рис. 1.2) описывается следующим уравнением:

N_ci + N_hi + N_ni + N_oi = 0,

где N_ci — суммарная генерируемая мощность всех ТЭС; N_hi — суммарная нагрузка; N_ni=F(N_oi, N_hi) — суммарные потери мощ­ности в энергетических линиях и распределительных сетях; N_oi — обменная мощность, передаваемая (принимаемая) через энергети­ческие линии, связывающие i-ю ЭС с другими системами, т.е. "чис­тый результат" обмена.

Энергетический баланс в ОЭС описывается системой уравнений балансов типа (1.1):

N_ci + N_hi + N_ni + N_oi = 0,

.

(1.2)

. . . . . .

N_ci + N_hi + N_ni + N_oi = 0,

. . . . . . .

N_ci + N_hi + N_ni + N_oi = 0.

Б

(1.3)

аланс обменных мощностей описывает уравнение взаимодей­ствия отдельных ЭС:

N_o1 + N_o2 + …+ N_oi + …+ N_on = 0.

Проблема управления генерацией активной мощности в ОЭС состоит в определении значений N_ci и N_oi, при которых затраты на выработанную электроэнергию будут минимальными. Мерой оценки эффективности в ОЭС служит главная (глобальная)функ-ция затрат:

(1.4)

В выражении (1.4) под и имеют в виду так называемые

текущие или эксплуатационные затраты (издержки), а чаще все­го их топливная составляющая, как наиболее весомая, достигаю­щая 60—70% эксплуатационных

затрат.

Рис.1.2. Схема энергетического баланса в системе

Задача оптимального, т.е. наи­лучшего в смысле экономии топ­лива, управления ОЭС, состоит в том, чтобы минимизировать функцию (1.4) при условии, что

переменные N_ci и N_oi удовлетворяют уравнениям баланса (1.2) и обмена (1.3).

Задачу минимизации затрат можно решать, либо управляя все­ми ТЭС, входящими в ОЭС, непосредственно из одного центра — объединенного диспетчерского управления (ОДУ) , либо на основе многоступенчатого управления, структура которого показана на рис. 1 .3. Обычно каждая ЭС имеет собственный центр — диспет­черское управление (ДУ), оснащенное комплексом из двух или трех электронно-вычислительных машин (УВК).

В свою очередь ДУ ЭС подчиняется ОДУ, также имеющему в своем составе централизованный комплекс ЭВМ(ОУВК).

В решении задачи минимизации затрат в масштабе ОЭС при таком подходе участвуют как УВК отдельных ТЭС и ЭС, так и ОУВК.

Предположим, что УВК, установленный в ДУ ЭС, решил зада­чу минимизации относительно N_ci при выполнении условия (1.2) и заданном значении обмена N_oi.

Задача ОУВК состоит в определении оптимальных значений обменов:

(1.5)

при

(1.6)

Если значения обменов в ОЭС удов­летворяют (1.6), то локальные оптимумы для каждой ЭС, определяемые условием

(1.7)

б

Рис. 1.3. Структура многосту-пенчатого управления ОЭС

удут одновременно и глобальными. При изменении режимов энергосистем ОУВК должен определить новые опти­мальные значения обменов

(1.8)

которые должны удовлетворять балансному уравнению

(1.9)

Расчет численных значений N_i из ряда (1.5) или (1.8) обычно проводят итерационным методом, т.е. последовательным (поэтап­ным) приближением к минимуму функции (1.4) после сравнения результатов расчета предыдущего и последующего этапов.

Многоступенчатое управление при одинаковых исходных дан­ных обладает ряюм преимуществ перед централизованным. На­пример, если изменения в одной из ЭС по нагрузке, топливу или составу работающего оборудования могут быть компенсированы за счет ее внутренних резервов, то управление осуществляют с по­мощью местной ЭВМ, т.е. быстрее и не дожидаясь координирую­щего сигнала от ОУВК. Это весьма важно в условиях быстро меня­ющейся ситуации, характерной для работы ЭС.

Точно так же без существенного изменения задач по управле­нию отдельных ЭС производится наращивание или сокращение объединенных мощностей в ОЭС. В связи с этим многоступенча­тую систему управления нескольких ОЭС можно нарастить до сверхобъединения в результате координации задач отдельных ОУВК с помощью главного УВК, устанавливаемого в центральном диспетчерском управлении (ИДУ). В качестве модуля многосту­пенчатой системы управления используют двухуровневую подси­стему (ОДУ-ДУ) (см. рис. 1.3).

По такому же принципу организуют работу автоматизирован­ной системы диспетчерского управления (АСДУ) для ЕЭС, струк­тура которой показана на рис. 1.4.

Принцип объединения (агрегирования) пронизывает всю, изо­браженную на нем, большую систему управления: паровые котлы и турбины объединены в блоки ЭБ_i , последние, объединенные электрическими шинами, образуют ТЭС, которые входят в ЭС и далее в ОЭС.

Назначение АСДУ — управлять процессами генерации актив­ной мощности и ее обменов в пределах европейской части, а в пер­спективе и на территории всей страны. АСДУ образуют соподчи­ненные между собой подсистемы диспетчерского управления от­дельных ТЭС, ЭС, ОЭС и сверхобъединения ЭС и соответствующие им посты управления на ГЩУ

Рис. 1.4. Структура автоматизированной системы диспетчерского управления

АСДУ единой энергетической системы

(главном щите управления) ТЭС, в ДУ, ОДУ и ЦДУ.

Каждый из этих постов служит рабочим местом оперативного персонала, наделенного правом вмешательства в работу нижесто­ящих подсистем управления, и оснащен комплексом ЭВМ, при­способленных для приема измерительной информации соответст­венно на уровне ТЭС, ЭС и ОЭС. Комплекс ЭВМ, персонал по их обслуживанию и библиотеки программ, по которым выполняют вычислительные операции, сосредоточены в соответствующих ин­формационно-вычислительных центрах УВК, соединенных между собой линиями связи для передачи управляющих и информацион­ных сигналов. Вычислительные процессы, выполняемые УВК от­дельных ЭС и ОЭС, координируют с помощью ЭВМ, установлен­ными на главном вычислительном центре ГУВК, куда стекается обобщенная информация от объектов ОЭС.