7.5. Использование результатов расчета предельного режима
Рассчитанные и экспериментально определенные области устойчивости используются для задания диспетчерских ограничений на режим энергосистемы (в виде диспетчерских инструкций) и для настройки средств автоматики, предотвращающих возможные нарушения статической устойчивости. На практике для сложных энергосистем построение областей статической апериодической устойчивости обычно производят в координатах, соответствующих перетокам активной мощности по контролируемым линиям электропередачи. Это, как правило, хорошо сочетается с используемыми методами и средствами диспетчерского (контроль и регулирование перетоков мощности) и автоматического (регулирование и ограничение перетоков мощности, проверка статической устойчивости в цикле выбора управляющих воздействий автоматики предотвращения нарушения устойчивости) управления режимами энергосистем. Число координат области устойчивости для схемы, показанной на рис. 7.3, равно двум.
Рис. 7.3. Схема энергосистемы.
Например, это мощности Р1 и Р3 в сечениях энергосистемы, примыкающим к узловой точке; мощность Р2 в число координат не входит, т.к. может быть вычислена через значения Р1 и Р3. Область устойчивости в двухмерном пространстве – это часть плоскости, ограниченная кривой предельных режимов. Обычно используется только та часть границы области устойчивости, которая находится в зоне практически осуществимых режимов. Например, если эквивалентный генератор 3 в схеме представляет собой электростанцию, то переток Р3 может изменяться в диапазоне значений, границы которого соответствуют ее полной и минимальной нагрузкам (технический минимум) – рис. 7.4.
Рис. 7.4. Возможная конфигурация области устойчивости.
В этом случае интерес представляет не вся расчетная область устойчивости, а только ее часть на интервале [Р3min, Р3max]. Диспетчерские ограничения на режим работы энергосистемы осуществляются таким образом, чтобы изображающая режим точка находилась внутри указанной части расчетной области устойчивости. Аналогично оценивается устойчивость при настройке устройств АПНУ. Использование результатов расчета предельных режимов иллюстрирует нижеследущее.
Обеспечение возможности выдачи мощности АЭС Западного региона Украины при их расширении (ввод 4-го блока мощностью 1000 МВт на Ровенской АЭС и 2-го блока мощностью 1000 МВт на Хмельницкой АЭС как компенсирующих вывод из работы Чернобыльской АЭС) в существующую основную сеть ОЭС Украины при задержке строительства необходимых линий электропередачи можно считать проблематичным. Существенное увеличение мощности от указанных АЭС может быть достигнуто при создании АПНУ, реализующей аварийную разгрузку контролируемых сечений энергосистемы при аварийных возмущениях. Для контролируемых сечений «Запад-Винница» и «Запад, Киев-Винница, Харьков» энергосистемы (рис.7.5) в режиме летнего минимума нагрузки выходного дня (опорный режим) на основе расчетов, выполненных институтом «Укрэнергосетьпроект» (по состоянию на 2000 г.) имеем такие данные:
Рис. 7.5. Фрагмент структурной схемы Западного района ОЭС Украины:
-
Контролируемые сечения
РΣ доп 20%, МВт
РΣ доп, без ПА, МВт
ΔРΣ ПА, МВт
«Запад-Винница»:
отключение ВЛ 750 кВ
«Чернобыльская АЭС -Хмельницкая АЭС»
4130
3930
200
«Запад, Киев-Винница, Харьков»: отключение ВЛ 750 кВ «Западноукраинская ПС – Винницкая ПС»
3810
3440
370
Здесь обозначено: РΣ доп 20% - суммарная нагрузка сечения энергосистемы при нормативном запасе в нормальном режиме; РΣ доп, без ПА - то же, но при отсутствии аварийной разгрузки сечения, т.е. при нормативном запасе в послеаварийном режиме; ΔРΣ ПА - увеличение передаваемой мощности при наличии ПА, осуществляющей аварийную разгрузку контролируемых сечений энергосистемы при их ослаблении.
Такое положение, когда мощности Ровенской и Хмельницкой АЭС оказались частично «запертыми», объясняется тем, что эти станции создавались главным образом для экспорта электроэнергии в Польшу и Венгрию (см. рис. 7.5), а теперь должны использоваться для электроснабжения Северного и Восточного регионов Украины.
Кафедра «Передача электрической энергии» НТУ «ХПИ» совместно с институтом «Укрэнергосетьпроект» предложили в 2001 г. создать централизованный комплекс АПНУ на современной элементной базе, который реализовывал бы сложный алгоритм противоаварийного автоматического управления и перспективные способы разгрузки АЭС, например, электрическое торможение в сочетании с длительной разгрузкой турбин.
Контрольные вопросы
1. Какая главная особенность АПНУ?
2. Всегда ли может межсистемная связь при отсутствии аварийной разгрузки работать с нормативным запасом устойчивости?
3. Какая процедура утяжеления режима при определении границ области статической устойчивости?
4. Каким образом осуществляется проверка апериодической устойчивости по знаку свободного члена характеристического уравнения?
5. Каким образом могут использоваться результаты расчета области устойчивости?