4. Декомпозиция при моделировании в электроэнергетике.Структура электроэнергетики Украины.

Декомпозицияэто разделение сложной задачи на ряд простых, без ущерба для получаемого решения.

Различают 3 вида декомпозиции при управлении режимами:

1. временная

2. территориальная

3. иерархическая

1. Временная декомпозициясвязана со скоростью протекания процессов в электроэнергетической системе (отталкиваются от номинальной частотыf=50Hz, или период 0.02 с).

Выделяют различные типы процессов:

1. электромагнитный переходный процесс (12 периода в реальном времени), моделирование выполняется с помощью аналоговых моделей.

2. электромеханический переходный процесс (2100 периодов).

3. установившийся режим (минуты часы).

Реальное времявремя моделирования должно быть не больше времени протекания процесса.

Моделирование в реальном масштабе временив течении времени моделирования, которое значительно больше времени реального процесса, ничего с системой не происходит.

При моделировании установившегося режима снова применяется временная декомпозиция. В зависимости от скорости управления процессом выделяют:

 оперативное управление (единицы минут 1 час)

 краткосрочное управление (единицы часов (46 точек в сутки))

 управление в суточном – недельном интервале

 месячное планирование

 квартальное планирование

 годовое планирование

 на несколько лет или проектирование

Лекция 4

2. Территориальная декомпозиция–это 8 энергосистем 25 Облэнерго (по областям Украины) +Киевэнерго, Львовэнерго, Севастопольэнерго. Более подробно см. ниже п.2.2 ирис.4

3. Дополнительно см. место Украины в Европе

4. Иерархическая декомпозиция  уровни управления электроэнергетикой

В структуре электроэнергетики Украины можно выделить следующие уровни управления отраслью, рис.3-0:

• Министерство топлива и энергетики (Минтопэнерго)Украины

• Государственное предприятие (ГП) Национальная энергетическая компания (НЭК) «Укрэнерго (в т.ч.Национальный диспетчерский центр (НДЦ))

• Государственные предприятие «Энергорынок»

• Национальная комиссия по вопросам регулирования рынка электроэнергии (НКРЭ)

• Государственные акционерные энергогенерирующие компании (ГАЭК) – 4 компании

• Государственные акционерные гидрогенерирующие компании (ГАГК) – 2 компании

• Национальная атомная энергогенерирующая компания

• Национальная атомная энергетическая компания («Атомэнерго»)

• Государственные акционерные энергоснабжающие компании ( областные энергетические компании - Облэнерго ) – 27 компаний

• Ремонтные, строительные компании («Энергострой»)

• Инфраструктура

Рис. 0. Структура электроэнергетики Украины

Рис.3-0 Структура иерархии

1. Министерство энергетики (Минтопэнерго)Украины

Управляет работой электроэнергетического комплекса путем административного управления государственными предприятиями, руководит функционированием и развитием электроэнергетики Украины, осуществляет координацию работы всех компонент, входящих в иерархическую структуру.

2. Национальный диспетчерский центр (НДЦ) и компания «Укрэлектропередача» ( Национальная энергетическая компания «Укрэнерго»)

В состав Национальной энергетической компании «Укрэнерго») входит Национальный диспетчерский центр (НДЦ), который обеспечивает диспетчерское управление всеми территориальными и структурными энергообъектами в составе ЭЭС Украины.

Государственное предприятие Национальная энергетическая компания (ГП НЭК) "Укрэнерго" создано 15 апреля 1998 года на базе Национального диспетчерского центра электроэнергетики Украины и Государственной электрической компании "Укрэлектропередача'.

Основными задачами НЭК "Укрэнерго" являются:

• обеспечение целостности Объединенной энергетической системы (ОЭС) Украины, удовлетворение интересов государства, энергоснабжающих предприятий всех форм собственности в сфере обеспечения их электроэнергией по высоковольтным (220 кВ и выше) и межгосударственным электрическим сетям (Магистральные сети);

• осуществление централизованного оперативно-технологического управления ОЭС Украины с обеспечением надежной параллельной работы тепловых, атомных и гидравлических электростанций, объединенных через Магистральные сети;

• предотвращение нарушений режимов, аварий системного значения и ликвидация возможных аварий с наименьшими потерями для государства;

• обеспечение параллельной работы с энергосистемами

стран СНГ и Европы, а также специальных схем передачи электроэнергии в эти страны;

• обеспечение функционирования оптового рынка электроэнергии Украины путем диспетчеризации и передачи электроэнергии по Магистральным сетям.

В 2002 году общая установленная мощностьУкраинской энергетической системы была 48000 млн. КВт, в том числе(рис.1):

• тепловые электрические станции (ТЭС+ТЭЦ) – 31.2 млн. КВт или 67,4%,

• атомные электрические станции (АЭС) – 11.8 млн. КВт или 23.2%,

• гидравлические электрические станции (ГЭС+ГАЭС) – 4.7 млн. КВт или 9.3%

• ветроэнергетические станции (ВЭС) – 0,04 млн. КВт ) 0.1%

Выработка электроэнергии приведена на рис.2

График покрытия на рис.3Эта установленная мощность включала в себя:

• 4 атомных электростанций (АЭС) (таблица На рис.4)

• 24 тепловых электростанций (ТЭС)

• 8 гидроэлектростанций (ГЭС)

• промышленные энергетические установки

Передающая энергетическая сеть включает в себя:

• 800 КВ линия постоянного тока

• 750, 500, 400 и 330 КВ линии электропередач

• 220, 110, 35, 6-10, 0.4 КВ линии электропередач

Соседние энергетические системы:

• Россия

• Молдавия

• Беларусь

• восточно-европейские страны: Польша, Венгрия, Словакия, и Румыния

Украинская энергетическая ЭЭСсистема включаетвосемьрегиональных энергетических систем :

• Донбасская (диспетчерский центр - Горловка, 28 п/ст 220-750КВ, устан.мощность 23000 МВА, Луганская и Донецкая обл.)

• Днепровская (диспетчерский центр – Запорожье, 19 п/ст 330-750КВ, устан.мощность 18000 МВА, Запорожская, Днепропетровская и Кировоградская обл.)

• Центральная (диспетчерский центр – Киев, 12 п/ст 330-750КВ, устан.мощность 4500 МВА, Киевская, Черкасская, Черниговская и Житомирская обл.)

• Северная (диспетчерский центр – Харьков, 14 п/ст 330-750КВ, устан.мощность 7150 МВА, Харьковкая, Сумская и Полтавская обл.)

• Западная (диспетчерский центр – Львов, 20 п/ст 220-750КВ, устан.мощность 6000 МВА, Ровенская, Львовская, Волынская, Ивано-Франковская и Закарпатская обл.)

• Юго-Западная (диспетчерский центр – Винница, 9 п/ст 330-750КВ, устан.мощность 4000 МВА, Винницкая, Хмельницкая, Тернопольская и Черновецкая обл.)

• Южная (диспетчерский центр – Одесса, 13 п/ст 220-750КВ, устан.мощность 4400 МВА, Одесская, Николаевская и Херсонская обл.)

• Крымская (диспетчерский центр – Симферополь, 4 п/ст 330КВ, устан.мощность 2000 МВА, Крымская авт.)

Каждая энергетическая система находится под управлением Регионального Диспетчерского Центра (РДЦ).

Основными задачами НДЦ являются:

Наблюдение и контроль Украинской энергетической системой

Управление генерацией на электростанциях для балансирования генерации и потребления.

Минимизация активных потерь в энергетической системе.

Управление операциями по включениям и отключениям на подстанциях 750 и 330 КВ.

Разделение ответственности между НДЦи РДЦ:

НДЦ управляет сетью 750 КВ, межсистемными линиями 330/220 КВ, линиями, входящими в сечения, и линиями включенными в операции с электростанциями.

РДЦ управляет сетью 330 КВ без межсистемных линий, сетью 220 КВ и линиями 110 КВ между региональными электрическими компаниями.

Основными задачами компании «Укрэлектропередача» являются:

Эксплуатация, ремонт и обслуживание всех электрических сетй 220-750 КВ.

3. Государственные предприятие «Энергорынок»

Регулирует систему расчетов между всеми участниками оптового рынкаэлектроэнергии. Упрощенная схема оптового рынка выглядит так: Государственные акционерные энергогенерирующие компании (ГАЭК), Государственные акционерные гидрогенерирующие компании (ГАГК) и Национальная атомная электроэнергетическая компания («Энергоатом») передают электроэнергию для реализации в «Энергорынок», который передает ее в областные энергетические компании – «Облэнерго» . Потребители рассчитываются с Облэнергои платежи идут обратным путем – через «Энергорынок» в генерирующие компании(см.рис)

4. Государственные компания «Интерэнерго»

Выполняет экспорт электроэнергии ввосточно-европейские страны: Польшу, Венгрию, Словакию и Румынию.

5. Национальная комиссия по вопросам регулирования рынка электроэнергии (НКРЭ)

Устанавливает тарифы и выдает лицензии на торговлю электроэнергией, подчиняется только президенту.

5. Государственные акционерные энергогенерирующие компании (ГАЭК) – 4 компании

К государственным акционерным энергогенерирующим компаниям (ГАЭК) относятся 4 компании: «Донбассэнерго», «Днепроэнерго», «Центрэнерго» и «Западэнерго», которые объединяют 14 крупных тепловых электростанций (ТЭС) с блоками единичной мощности 150, 200, 300 и 800 МВт и производят 50% электроэнергии.

5. Государственные акционерные гидрогенерирующие компании (ГАГК) – 2 компании

К государственным акционерным гидрогенерирующим компаниям (ГАГК) относятся 2 компании: «Днепрогидроэнерго», «Днестрогидроэнерго», которые включают каскады гидроэлектростанций (ГЭС) на реках Днепр и Днестр и производят 10% электроэнергии.

5. Национальная атомная энергетическая компания (НАЭК)«Энергоатом»

Все атомные электрические станции (АЭС) Запорожская, Южноукраинская, Ровенская, и Хмельницкая объединены в национальную атомную энергетическую компанию (НАЭК) ««Энергоатом». В эксплуатации НАЭК находится 13 энергоблоков, из которых 11 блоков с реакторами ВВЭР-1000, два типа ВВЭР-440 (Ровенская АЭС) производят 25% электроэнергии.

5. Государственные акционерные энергоснабжающие компании ( областные энергетические компании - «Облэнерго» ) – 28 компаний

Областные энергетические компании – «Облэнерго» (25 по одной в каждой области Украины, а также Киев, Львов и Севастополь) образуют вместе с потребителями розничный рынок электроэнергии. Они получают электроэнергию от генерирующих компаний через оптовый рынок по сетям 220 кВ и выше, принадлежащим «Укрэлектропередача», транспортируют электроэнергию по своим распределительным сетям 110 кВ и ниже до конечного потребителя и продают ее (см рис.3). Самыми большими компаниями по объему поставляемой электроэнергии являютя «Донецкоблэнерго», «Днепрооблэнерго», «Запорожье-облэнерго», «Киевэнерго».

5. Ремонтные, строительные компании («Энергострой», «Энергоналадка»)

Выполняют строительные, ремонтные и наладочные работы.

5. Инфраструктура

Научные, исследовательские, проектные и другие организации.

Таким образом, территориальная декомпозицияс точки зрения диспетчерского управления: НДЦ, РДЦ, генерирующие компании, «Укрэлектропередача», «Облэнерго» весьма тесно переплетается с иерархической.

Лекция 5