WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 


Повышение эффективности предотвращения развития аварий в системах электроснабжения средствами противоаварийной автоматики

На правах рукописи

КРАВЧЕНКО Илья Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ РАЗВИТИЯ АВАРИЙ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СРЕДСТВАМИ ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ АВТОМАТИКИ

Специальность 05.09.03 Электротехнические

комплексы и системы

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата технических наук

Санкт-Петербург

2012 г.

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».

Научный руководитель -

кандидат технических наук, доцент

Костин Владимир Николаевич

Официальные оппоненты:

Бочаров Юрий Николаевич

доктор технических наук, профессор, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, профессор кафедры «Электроэнергетика, техника высоких напряжений»

Герасимов Сергей Евгеньевич

кандидат технических наук, доцент, федеральное государственное автономное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «Петербургский энергетический институт повышения квалификации», заведующий кафедрой «Диспетчерское управление электрическими сетями и станциями»

Ведущая организация – ОАО «Научно-технический центр Единой энергетической системы»

Защита диссертации состоится 23 октября 2012 г. в 14.30 на заседании диссертационного совета Д 212.224.07 при Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» по адресу: 199106, г. Санкт-Петербург, В.О., 21 линия, д. 2, ауд. 7212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета «Горный».

Автореферат разослан 21 сентября 2012 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета

д.т.н., профессор В.В. Габов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. За последнее десятилетие в системах электроснабжения крупных городов произошли аварии, имевшие системный характер (Москва, 2005 г., Санкт-Петербург, 2010 г.). В частности, системное развитие аварии в Москве привело к потере генерации более чем десяти электростанций Московской и Тульской энергосистем с массовым нарушением электроснабжения потребителей, в том числе и потребителей системы жизнеобеспечения города. Большой экономический, политический и социальный ущерб от системных аварий обусловил необходимость разработки дополнительных мероприятий по предотвращению развития аварии после локального возмущения в системе электроснабжения.

Для предотвращения развития аварийных ситуаций важную роль играют электротехнические комплексы и системы противоаварийной автоматики, благодаря которым без участия человека должны осуществляться локализация аварии и восстановление нормального электроснабжения потребителей.

Если вопросам построения систем противоаварийной автоматики при аварийном дефиците мощности посвящен стандарт по автоматическому ограничению снижения частоты (АОСЧ), то единого нормативного документа, регламентирующего принципы построения автоматического ограничения снижения напряжения (АОСН) в настоящее время нет. А, именно, глубокие снижения напряжения, вызванные перегрузкой оборудования, предшествуют развитию системной аварии, лавине напряжения и массовому нарушению электроснабжения потребителей.

В условиях крупных систем электроснабжения возникает необходимость в темпе реального времени изменять настройки комплексов и систем противоаварийной автоматики. Поэтому достоверная оценка текущего баланса мощности районов потенциального выделения действием частотной делительной автоматики (ЧДА) является важной задачей. Автоматизация этого процесса обеспечит принятие обоснованных решений по выбору направления действия противоаварийной автоматики.

Важными моментами повышения эффективности систем противоаварийной автоматики являются перевод ее на микропроцессорную базу, разработка алгоритмов и схем работы, позволяющих в темпе реального времени идентифицировать изменение режима и формировать оптимальные управляющие воздействия с целью обеспечения наиболее благоприятного качества протекания переходных процессов при возмущениях в системе электроснабжения.

Большие возможности современных систем регулирования паровых турбин, в частности, автоматическая система аварийной разгрузки блоков (АСАРБ), обуславливает целесообразность применения этой разгрузки для повышения эффективности работы систем противоаварийной автоматики, уменьшения объема нагрузки, отключаемой в аварийной ситуации.

Таким образом, задачи исследования аварийных процессов в системах электроснабжения при глубоких снижениях напряжения и частоты, разработки и внедрения новых решений, алгоритмов и схем в электротехнические комплексы противоаварийной автоматики с целью повышения эффективности предотвращения развития аварий представляются актуальными.

В основу исследований легли работы Баркана Я.Д., Горева А.А., Гуревича Ю.Е., Жданова П.С., Кощеева Л.А., Павлова Г.М., Рабиновича Р.С., Совалова С.А., Шульгинова Н.Г. и др.

Цель работы: повышение эффективности функционирования электротехнических комплексов и систем противоаварийной автоматики для предотвращения развития аварий в системах электроснабжения при глубоких снижениях напряжения и частоты.





Основные задачи исследования:

- анализ особенностей протекания аварийных процессов в системах электроснабжения с выявлением характера изменения режимных параметров, приводящих к возникновению лавины напряжения;

- выявление эффективности отключения нагрузки очередями для введения режима напряжения в допустимую область и повторного включения нагрузки при восстановлении режима напряжения, а также выделения электростанций на изолированную работу для предотвращения полного их останова при возникновении угрозы лавины напряжения;

- оценка диапазонов мощностей генерации и нагрузки районов потенциального выделения с электростанциями различного типа и разработка методики контроля эффективности действия ЧДА для районов потенциального выделения электростанций на изолированную работу на базе данных оперативно-измерительного комплекса и интерполяции результатов ежегодных контрольных замеров нагрузки;

- разработка алгоритма построения ЧДА, позволяющего автоматически осуществлять выбор оптимального направления действия в различных схемно-режимных условиях работы электростанции;

- экспериментальные исследования по импульсной разгрузке мощных турбоагрегатов электростанций для повышения эффективности противоаварийной автоматики и уменьшения объема отключаемой нагрузки при частотной аварии.

Идея работы. Предотвращение развития локальной аварийной ситуации в системную аварию с массовым нарушением электроснабжения потребителей на основе применения новых решений, алгоритмов и схем в комплексах противоаварийной автоматики.

Методы исследований. В диссертационной работе использованы методы теории автоматического противоаварийного управления в системах электроснабжения и математического моделирования переходных процессов, связанных с глубоким снижением напряжения и частоты с использованием программного комплекса MUSTANG.

Научная новизна работы:

- разработан алгоритм построения АОСН, позволяющий за счет очередности отключения нагрузки минимизировать ее объем при введении режима напряжения в допустимую область, повторно включать нагрузку при восстановлении режима напряжения, выделять станцию на район, сбалансированный по нагрузке, при угрозе возникновения лавины напряжения;

- впервые разработаны методика и принципы построения автоматизированной системы контроля эффективности действия комплексов ЧДА, позволяющие в темпе реального времени производить достоверный анализ баланса мощности в районах потенциального выделения и обеспечивать выбор оптимального направления действия ЧДА в различных схемно-режимных условиях работы системы электроснабжения;

- установлено, что оснащение турбоагрегатов электростанций системами АСАРБ позволяет эффективно задействовать импульсную разгрузку турбины для функций противоаварийной автоматики, а при частотной аварии значительно уменьшить объем отключаемой нагрузки в районе выделения действием ЧДА.

Защищаемые научные положения:

1. Предотвращение развития аварии в системе электроснабжения следует проводить с использованием разработанных комплексов автоматики ограничения снижения напряжения, позволяющих при глубоких снижениях напряжения минимизировать объем отключаемой нагрузки, повторно включать нагрузку при восстановлении режима напряжения и выделять станции на изолированный район нагрузки при угрозе лавины напряжения.





2. Повышение эффективности функционирования комплексов частотной делительной автоматики достигается оперативной оценкой текущего баланса мощности в районах потенциального выделения, позволяющей выбрать оптимальное направление действия этой автоматики, и применением импульсной разгрузки турбогенераторов электростанций.

Достоверность выводов и рекомендаций, изложенных в диссертации, подтверждена имеющимися статистическими данными, результатами натурных испытаний, сходимостью результатов математического моделирования и экспериментальных данных и практической реализацией результатов исследований.

Практическая ценность работы:

1. Разработаны алгоритм и принципиальные схемы комплекса АОСН, позволяющие минимизировать объем отключаемой нагрузки при введении параметров режима напряжения в допустимую область, автоматически включать нагрузку при восстановлении напряжения, выделять электростанцию на район изолированной нагрузки при угрозе возникновения лавины напряжения.

2. Разработана методика контроля эффективности действия ЧДА для районов потенциального выделения системы электроснабжения Санкт-Петербурга и Ленинградской области.

3. Подтверждена результатами натурных испытаний АСАРБ, проведенных на Киришской ГРЭС, техническая возможность реализации импульсной разгрузки турбоагрегатов ГРЭС для функций противоаварийной автоматики и уменьшения объема отключаемой нагрузки при частотной аварии.

Реализация результатов работы. Методика контроля эффективности действия ЧДА положена в основу программного комплекса «Система контроля эффективности действия ЧДА» и включена в Предложение Инвест-программы Филиала ОАО «СО ЕЭС» Ленинградское РДУ по её реализации в 2012-13 гг.

Алгоритм построения ЧДА электростанции, позволяющий в темпе реального времени производить анализ гарантированной генерации в различных схемно-режимных условиях, может быть применен для электростанций системы электроснабжения Санкт-Петербурга и Ленинградской области: Центральной ТЭЦ, Первомайской ТЭЦ-14 и Автовской ТЭЦ-15.

Рекомендации по использованию АСАРБ для повышения эффективности действия ЧДА применены при модернизации системы противоаварийной автоматики Киришской ГРЭС.

Личный вклад автора. Определение и постановка задачи. Исследование переходных процессов в системах электроснабжения, связанных с глубоким снижением напряжения и частоты. Разработка методики контроля эффективности действия ЧДА для районов потенциального выделения системы электроснабжения Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Разработка алгоритма комплекса ЧДА электростанции. Руководство натурными испытаниями на Киришской ГРЭС с последующим их анализом и разработкой рекомендаций для внедрения.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на конференциях: XVI Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (Томск, ТПУ, 2010); Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования» (Томск, ТПУ, 2010); Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергетика глазами молодежи» (Екатеринбург, УрФУ, 2010); Международной научно-практической конференции «ХХХV неделя науки СПбГПУ (Санкт-Петербург, СПбГТУ, 2011); Х заочной научно-практической конференции «Технические науки – от теории к практике» (Новосибирск, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 работы в научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из списка сокращений, введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 101 наименования. Работа изложена на 168 страницах и включает в себя 67 рисунков и 13 таблиц.

Основное содержание работы:

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, сформулированы цель и задачи исследования.

В главе 1 рассматриваются перспективы развития системы электроснабжения Санкт-Петербурга, основные особенности и проблемы систем электроснабжения крупных городов. Выполнен анализ существующих технических средств и решений, направленных на предотвращение развития локальных возмущений в системные аварии. Особое внимание уделено современному состоянию комплексов противоаварийной автоматики в системах электроснабжения крупных городов.

В главе 2 рассмотрены способы математического моделирования элементов систем электроснабжения для расчета переходных процессов при глубоких снижениях напряжения, реализованные в различных программных комплексах (ПК). Для проведения дальнейших исследований переходных процессов в системе электроснабжения мегаполиса при глубоких снижениях напряжения и частоты выбран ПК MUSTANG, широко доступный и доминирующий на рынке отечественных программных продуктов.

В главе 3 показано, что требования к комплексам АОСН целесообразно строить по аналогии со стандартом, регламентирующим автоматическое ограничение снижения частоты. Разработаны алгоритм и принципиальная функциональная схема микропроцессорного комплекса АОСН рекомендуемого для установки на подстанциях и электростанциях системы электроснабжения мегаполиса.

На примере аварии в энергосистеме Санкт-Петербурга (август 2010 г.) показано, что при аварийном выделении энергорайона с большим дефицитом активной мощности, обуславливающим скорость снижения частоты более 2 Гц/c, работа комплексов дополнительной автоматической разгрузки (ДАР) может оказаться неэффективной. В этих условиях для повышения эффективности ЧДА целесообразно использование ДАР для выделения электростанции на сбалансированную нагрузку.

В главе 4 для районов потенциального выделения с различными типами электростанций предложена оценка диапазонов мощностей генерации и нагрузки и получены условия, обеспечивающие эффективное действие ЧДА. Разработаны принципы и алгоритм построения автоматизированной системы контроля эффективности действия ЧДА.

Разработаны принципы построения ЧДА электростанции, позволяющей в темпе реального времени: производить анализ гарантированной генерации, как в установившихся режимах, так и режимах синхронных электромеханических качаний, выполнять оценку величины нагрузки отходящих присоединений, осуществлять автоматический выбор отключаемой нагрузки.

В главе 5 на примере Киришской ГРЭС показано, что оснащение турбоагрегатов мощных электростанций современными комплексами импульсной разгрузки турбин позволит использовать эти комплексы для повышения эффективности функционирования системы противоаварийной автоматики, сохранять динамическую устойчивость генераторов, а также уменьшить объем отключаемой нагрузки при частотной аварии.

Заключение отражает обобщенные выводы по результатам исследований в соответствии с целью и решаемыми задачами.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ научные ПОЛОЖЕНИЯ

1. Предотвращение развития аварии в системе электроснабжения следует проводить с использованием разработанных комплексов автоматики ограничения снижения напряжения, позволяющих при глубоких снижениях напряжения минимизировать объем отключаемой нагрузки, повторно включать нагрузку при восстановлении режима напряжения и выделять станции на изолированный район нагрузки при угрозе лавины напряжения.

Характерной причиной начала возникновения аварии, является ослабление связи крупного энергоузла с единой энергосистемой, что не создает на начальном этапе развития аварии дефицита активной мощности из-за наличия оставшихся связей с системой и, следовательно, не приводит к снижению частоты. Оставшиеся в работе линии связи и оборудование подвергаются перегрузкам по току, а на подстанциях аварийного района возникает глубокое снижение напряжения. Отклонение от установленных значений этих режимных параметров может быть использовано для запуска устройств, отключающих нагрузку или выделяющих электростанцию на сбалансированную нагрузку района.

При глубоком снижении напряжения существующие принципы организации системы противоаварийного управления не позволяют задействовать в энергосистеме автоматики, пуск которых осуществляется по факту снижения частоты, и тем самым предотвратить неблагоприятное развитие аварии, возникновение лавины напряжения, связанной с нарушениями устойчивости, остановом электростанций и прекращением электроснабжения потребителей.

Для локализации аварии в начальной стадии ее возникновения, целесообразно внедрение комплексов автоматик, работающих по факту снижения напряжения (АОСН) и не требующих значительных материальных затрат. В виду отсутствия подробных нормативных документов, регламентирующих организацию принципов построения АОСН, требования к этой автоматике целесообразно построить по аналогии со стандартом по АОСЧ. В связи с этим работу комплексов локальных автоматик, действующих по факту снижения напряжения, целесообразно реализовать за счет:

- отключения нагрузки очередями по аналогии с автоматической частотной разгрузкой (АЧР) с целью повышения напряжения в узле нагрузки;

- последующего автоматического включения нагрузки очередями при нормализации режима напряжения (аналогично автоматическому повторному включению после АЧР);

- выделения электростанций на сбалансированную нагрузку при возникновении угрозы лавины напряжения (аналогично ЧДА).

Поскольку под АОСН подводится та же нагрузка, что и под АЧР, количество очередей АОСН должно быть равно или пропорционально меньше количества очередей АЧР.

Принципиальная функциональная схема комплекса АОСН состоит из двух блоков (рис. 1).

а) б)

Рис. 1. Функциональная схема блока АОСН с очередями отключаемой

нагрузки (а) и блок отключения нагрузки при лавине напряжения (б)

Первый блок (рис. 1,а) в зависимости от глубины симметричного по фазам снижения напряжения формирует управляющие воздействия (УВ) на выключатели Qi, отключающие очередями нагрузку в соответствии с уставками реле минимального напряжения U< и выдержками времени ti (tn<…ti,…<t1). Эти выдержки времени должны быть отстроены от времени срабатывания релейных защит при коротких замыканиях с последующим АПВ линий.

При восстановлении напряжения до допустимого уровня этот блок выполняет повторное включение нагрузок с выдержками времени ti. Уставки по времени ti увеличиваются по мере уменьшения индекса очереди АОСН (t'n<…t'i,…<t'1), что обеспечит последовательность включения нагрузки в направлении от нижних очередей к верхним. Уставки ti должны быть на 1-2 порядка больше соответствующих уставок ti. Большая величина уставок ti, обеспечит повторное включение потребителей при увеличении и стабилизации напряжения в системе электроснабжения. Для предотвращения процесса многократного включения-отключения i-й очереди АОСН предусмотрены счетчики (Сч.) допустимого числа коммутаций.

Использование предлагаемого алгоритма позволяет минимизировать объем отключаемой нагрузки для введения режима напряжения в допустимую область.

Проведенные расчеты и их анализ показали достаточно высокую эффективность очередности действия АОСН на отключение нагрузки. В качестве примера на рис. 2 показаны изменения напряжения в сетях 110 и 220 кВ одного из районов энергосистемы Санкт-Петербурга при ослаблении связи с энергосистемой.

а) б)

Рис. 2. Изменение напряжений при отключении нагрузки одной

ступенью (а) и очередями (б)

Зависимости рис. 2,а иллюстрируют процесс отключения нагрузки одной ступенью, при этом напряжение восстанавливается практически до номинального значения. На рис. 2,б показаны аналогичные зависимости, полученные при делении этой же нагрузки на пять очередей, приблизительно равных по мощности. После отработки трех очередей (i=4, 3, 2) напряжения сетей вошли в допустимую область.

Таким образом, очередность действия АОСН позволит уменьшить объем отключаемой нагрузки примерно на 40 % по сравнению со случаем, приведенным на рис. 2,а.

Второй блок (рис. 1,б), предназначенный для предотвращения лавины напряжения, формирует управляющее воздействие на отключение без выдержки времени нагрузки подстанции или выделение станции на изолированный район нагрузки при выполнении следующих условий: глубокое (ниже аварийно допустимого уровня) симметричное снижение напряжения, изменение знака производной реактивной мощности по напряжению, отсутствие в сети КЗ.

2. Повышение эффективности функционирования комплексов частотной делительной автоматики достигается оперативной оценкой текущего баланса мощности в районах потенциального выделения, позволяющей выбрать оптимальное направление действия этой автоматики, и применением импульсной разгрузки турбогенераторов электростанций.

Для районов потенциального выделения крупных систем электроснабжения с различными типами электрических станций выполнена оценка диапазонов мощностей генерации и нагрузки, обеспечивающих эффективное действие ЧДА (таблица 1).

Приведённые соотношения, подтвержденные статистическими данными, положены в основу при оценке эффективности действия ЧДА для потенциально выделяемых районов системы электроснабжения Санкт-Петербурга и Ленинградской области.

Разработаны принципы и алгоритм построения автоматизированной системы контроля эффективности действия ЧДА с оценкой текущей генерирующей мощности, мощности нагрузки и объёма АЧР в районах потенциального выделения действием ЧДА. Оценка мощности нагрузки основана на результатах телеизмерений, а при отсутствии таковых – на результатах интерполяции ежегодных контрольных замеров нагрузки, осуществляемых два раза в год в июне и декабре.

Таблица 1

Тип оборудования Условия, определяющие эффективность действия ЧДА
Агрегаты, не участвующие в общем первичном регулировании частоты Рг min Ртех. min; Рг послеав = Рг доавар Pнагр. р-на = Рг доавар + PАЧР
Энергоагрегаты, участвующие в общем первичном регулировании частоты Рг min Ртех. min; Рг послеав max Рг доавар Pнагр. р-на = Рг доавар + PАЧР
Энергоагрегаты, оснащённые АСАРБ Рг min > Рг1, где Рг1 – величина разгрузки блока, возможная на 20-30 мин. Pнагр. р-на = Рг1 + PАЧР
Агрегаты, участвующие в нормированном первичном регулировании частоты Рг min Ртех. min; Рг послеав 1,12Рг доавар Pнагр. р-на = 1,12Рг доавар + PАЧР
Агрегаты ТЭЦ с маневренными турбинами Рг min Ртех. min; Рг послеав 1,15Рг доавар Pнагр. р-на=1,15Рг доавар + PАЧР-1

Показано, что интерполяция сплайнами дает наименьшее отличие результатов интерполирования и экспериментальных данных (внеочередных замеров нагрузки) по сравнению с другими видами интерполяции.

Сплайновая функция представляет собой кусочную функцию, описываемую на каждом интервале отдельным полиномом

(1)

Коэффициенты полинома аi, bi, ci, di определяются из условий в узлах, в соответствии с которыми многочлен должен принимать заданные значения функции

(2)

Поскольку число этих уравнений вдвое меньше числа неизвестных коэффициентов, для определенности задачи следует ввести условия непрерывности производных функции во всех точках

1 < i < N-1,

1 < i < N-1. (3)

Недостающие два условия следует получить из предположения о нулевой кривизне функции на концах каждого интервала интерполяции

(4)

Решение полученной системы уравнений выполняется, например методом Гаусса.

Разработанные принципы и алгоритм контроля эффективности действия ЧДА, а также интерфейс пользователя, позволяющий в удобной форме осуществлять этот контроль в режиме реального времени, положены в основу одноименного программного комплекса и включены в Предложение Инвест-программы Филиала ОАО «СО ЕЭС» Ленинградское РДУ по её реализации в 2012-13 гг. Принципиальная схема взаимодействия модулей этого комплекса показана на рис. 3.

Оснащение турбин генераторов современными автоматическими системами аварийной разгрузки блоков (АСАРБ) позволяет улучшить качество переходных процессов и сохранить динамическую устойчивость генераторов. Показана целесообразность использования АСАРБ и для повышения эффективности действия противоаварийной автоматики и надежности электроснабжения потребителей.

На примере Киришской ГРЭС, включающей в себя КЭС и ТЭЦ, показано, что оснащение турбоагрегатов КЭС современными автоматическими системами аварийной разгрузки блоков (АСАРБ) позволит обеспечить при частотной аварии выделение этих турбоагрегатов на собственные нужды и часть нагрузки района выделения. При этом появляется возможность: в режиме, предшествующем частотной аварии, существенно снизить минимальную генерацию  ТЭЦ, что позволит ей экономично работать по графику тепловой нагрузки.

Рис. 3. Принципиальная схема взаимодействия модулей ПК

Кроме того, применение АСАРБ на Киришской ГРЭС позволит при частотной аварии в энергосистеме сохранить нагрузку, как первой, так и второй очередей Киришского нефтеперерабатывающего завода (до ввода рекомендуемой автоматики сохранялось только 60-70% первой очереди) и тем самым обеспечить технологический процесс завода, не допуская риска техногенной аварии.

Техническая возможность реализации такой автоматики подтверждается результатами испытаний АСАРБ на Киришской ГРЭС, которые показали, что система регулирования турбины успешно справляется со сбросом полной нагрузки до величины холостого хода, технологические защиты, переводящие энергоблок на нагрузку собственных нужд, совместно с регуляторами и блокировками обеспечивают в процессе разгрузки блока и на пониженных нагрузках поддержание в допустимых пределах основных параметров энергоблока, запаздывание изменения мощности не превышает 0,2 с, скорость изменения мощности турбины может достигать 1000 МВт/c.

Результаты расчетов и натурных испытаний показали, что применение импульсной разгрузки турбины на одном из шести агрегатов Киришской ГРЭС, а также действие автоматических регуляторов скорости вращения оставшихся агрегатов, позволяют сохранить динамическую устойчивость генераторов ГРЭС при КЗ вблизи шин 330 кВ (рис. 4).

а) б)

Рис. 4. Изменение механической мощности турбин (а) и абсолютных углов роторов (б) генераторов Киришской ГРЭС при КЗ вблизи шин 330 кВ (цифрами указаны номера соответствующих энергоблоков)

В настоящее время при возникновении асинхронного режима действие противоаварийной автоматики направлено, как правило, на отключение генератора. Для сохранения в работе генератора необходимо, чтобы автоматика фиксировала асинхронный ход в самой ранней стадии его возникновения. В этой связи целесообразно реализовать алгоритм действия автоматики ликвидации асинхронного режима по следующему трехступенчатому принципу:

- первая ступень с направлением действия на импульсную разгрузку турбины (параметры разгрузки определяются расчетом);

- вторая ступень с направлением действия на отключение генератора при недостаточности действия первой ступени;

- третья ступень с направлением действия на отключение линий, по которым возник асинхронный ход, в случае сохранения асинхронного режима после действия первых двух ступеней.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой содержатся научно-обоснованные решения актуальной задачи повышения эффективности предотвращения развития аварии в системах электроснабжения за счет применения автоматик ограничения снижения напряжения, повышения достоверности оценки баланса мощности в районах потенциального выделения и импульсной разгрузки турбогенераторов.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. На основе анализа крупных аварий в системах электроснабжения выявлены основные закономерности их развития. Показано, что характерной причиной возникновения аварии является ослабление связи крупного района с единой энергосистемой, что не создает на начальном этапе аварии дефицита активной мощности из-за наличия оставшихся связей с системой и, следовательно, не приводит к снижению частоты, однако вследствие перегрузки оставшихся в работе связей обуславливает снижение напряжения в энергоузле, способное привести к лавине напряжения и массовому нарушению электроснабжения потребителей.

Для предотвращения развития таких аварий необходимо внедрение локальных комплексов автоматик ограничения снижения напряжения (АОСН) на объектах систем электроснабжения.

2. Разработаны алгоритм и функциональная схема комплекса АОСН, позволяющего минимизировать объем отключения нагрузки при введении режима напряжения в допустимую область, повторно включать нагрузку при восстановлении напряжения, без выдержки времени отключать нагрузку или выделять станцию на изолированный район при угрозе лавины напряжения.

3. Впервые разработан алгоритм контроля эффективности комплексов частотной делительной автоматики (ЧДА), позволяющий достоверно оценивать текущий баланс мощности в районах потенциального выделения при различных схемно-режимных условиях системы электроснабжения и автоматически изменять направление действия ЧДА.

Разработанный алгоритм контроля эффективности действия комплексов ЧДА положен в основу одноименного программного комплекса и включен в Предложение Инвест-программы Филиала ОАО «СО ЕЭС» Ленинградское РДУ по её реализации в 2012-13 гг.

4. Разработана и реализована на Киришской ГРЭС система ЧДА с применением автоматической аварийной разгрузки блока №1, позволяющая при частотной аварии уменьшить объем отключаемой нагрузки.

Разработанная система автоматики позволит при частотной аварии сохранить нагрузку обеих очередей Киришского нефтеперерабатывающего завода (до ввода рекомендуемой автоматики сохранялось только 60-70% первой очереди), обеспечить технологический процесс завода, не допуская риска техногенной аварии.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Кравченко И.В. Некоторые особенности реализации автоматики ограничения снижения напряжения в энергосистемах / А.В. Зайцев, И.В. Кравченко, А.С. Карпов, В.Н. Костин // Современные проблемы энергетики: сборник трудов. – СПб.: Северо-Западный заочный технический университет, 2009. – С. 257-259.

2. Кравченко И.В. Направления совершенствования противоаварийной автоматики энергосистем / М.С. Артемьев, А.В. Зайцев, И.В. Кравченко, Н.Н. Магдеев, В.Н. Костин // Современные проблемы энергетики: сборник трудов. – СПб.: Северо-Западный заочный технический университет, 2009. – С.242-256.

3. Кравченко И.В. Преимущества применения автоматической разгрузки паротурбинных блоков для функций противоаварийной автоматики энергосистем / И.В. Кравченко, А.С. Карпов // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Серия «Наука и образование» – 2010. – № 2-2 (100). – С. 82-87.

4. Кравченко И.В. Возможности применения автоматической разгрузки блоков для функций автоматики ликвидации асинхронного режима / А.С. Карпов, И.В. Кравченко // Современные техника и технологии: сборник трудов XVI Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. В 3 т. – Томск: Томский политехнический университет, 2010. – С. 60-62.

5. Кравченко И.В. Анализ режимных мероприятий по повышению надежности электроснабжения мегаполисов / И.В. Кравченко, С.В. Леонов // Современные техника и технологии: сборник трудов XVI Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Томск: Томский политехнический университет, 2010. – С. 74-75.

6. Кравченко И.В. Анализ схемно-режимных мероприятий при решении задач ведения режимов работы и планирования ремонтов оборудования энергосистем / И.В. Кравченко, С.В. Леонов, А.С. Карпов, Д.А. Дмитриев // Электроэнергетика глазами молодежи: научные труды всероссийской научно-технической конференции: Екатеринбург: Уральский федеральный университет, 2010. – С. 92-95.

7. Кравченко И.В. Мероприятия по повышению эффективности действия противоаварийной автоматики в энергосистемах мегаполисов. И.В. Кравченко, В.Н. Костин // Неделя науки СПбГПУ: материалы международной научно-практической конференции. Ч.2. – СПб.: Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2011. С. 25-26.

8. Кравченко И.В. Автоматика ограничения снижения напряжения в энергосистемах мегаполисов / И.В. Кравченко, В.Н. Костин. // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Серия «Наука и образование». – 2011. – № 4 (135). – С. 58-63.

9. Кравченко И.В. Принципы построения автоматизированной системы контроля эффективности действия ЧДА / И.В. Кравченко, А.С. Карпов, В.Н. Костин, Е.Н. Попков // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Серия «Наука и образование». – 2011. – № 4 (135). – С. 94-99.

10. Кравченко И.В. Повышение эффективности действия частотной делительной автоматики системы электроснабжения мегаполиса / В.Н. Костин, И.В. Кравченко // Технические науки – от теории к практике: материалы Х заочной научно-практической конференции. Новосибирск: Изд. «Сибирская ассоциация консультантов», 2012. – С. 78-84.



 


Похожие работы:

«Арзамасов Владислав Леонидович разработкА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛей ЧАСТОТЫ для УСТАНОВок ЭЛЕКТРОНАГРЕВА НЕФТЕСКВАЖИН Специальность 05.09.12 - Силовая электроника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Чебоксары - 2013 Работа выполнена в департаменте силовой электроники ОАО Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством (г. Чебоксары) Научный...»

«Корнеев Константин Викторович Переходные процессы в специальных асинхронных двигателях Специальность 05.09.01 – Электромеханика и электрические аппараты Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Научный руководитель: кандидат технических наук,...»

«ЛАВРЕНТЬЕВ Владимир Александрович ВЛИЯНИЕ СВЧ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭПОКСИДНОГО КОМПАУНДА Специальность 05.09.10. – Электротехнология А в т о р е ф е р а т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Саратов 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент...»

«Сухенко Николай Александрович АКТИВНЫЕ СИЛОКОМПЕСИРУЮЩИЕ Электромеханическ ИЕ систем Ы СБАЛАНСИРОВАННЫХ МАНИПУЛЯТОРОВ 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новочеркасск 2011 Работа выполнена на кафедре Электропривод и автоматика в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Южно-Российском государственном техническом...»

«Ильин Данила Владимирович НЕЗАКОННЫЕ СДЕЛКИ С ЗЕМЛЕЙ: УГОЛОВНО-ПРАВОВАЯ ОЦЕНКА 12.00.08 – уголовное право и криминология; уголовно-исполнительное право Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Москва 2013 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный юридический университет имени О.Е. Кутафина (МГЮА) Научный руководитель доктор...»

«Аль-Равашдех Айман Ясейн МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ В ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Иркутск – 2008 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования “Иркутский государственный технический университет”. Научный руководитель: кандидат технических наук,...»

«Петрицкий Сергей Александрович НОРМИРОВАНИЕ И ЭКОНОМИЯ РАСХОДОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Нижний Новгород- 2010 Работа выполнена в Нижегородском государственном техническом университете им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) на кафедре Электроэнергетика и электроснабжение. Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, доктор...»

«АНАНЬЕВ Сергей Станиславович АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С УЛУЧШЕННЫМИ ВИБРОШУМОВЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Иваново 2008 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина (ИГЭУ). Научный руководитель: доктор технических...»

«ВОЛОШКИН Михаил Михайлович ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И СНИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНО РАССРЕДОТОЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ПРЕДПРИЯТИЙ ПО ДОБЫЧЕ И ПЕРЕРАБОТКЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2006 Работа выполнена в Санкт-Петербургском госуда р ственном горном институте им. Г.В. Плеханова (техническом униве р...»

«АНДРЕЕВ ДМИТРИЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ повышения эффективности ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ электротехнического комплекса ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРОПИТАЮЩИХ СИСТЕМ Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Тула – 2013 Работа выполнена в Новомосковском институте (филиале) федерального государственного бюджетного образовательного учреждении высшего профессионального образования Российский химико-технологический...»

«Барыльник Дмитрий Владимирович Электромеханическая система компенсации силы тяжести с асинхронным частотно- регулируемым электроприводом 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новочеркасск 2009 г. Работа выполнена в Государственном общеобразовательном учреждении высшего профессионального образования Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом...»

«Доценко Анастасия Владимировна ОПТИМИЗАЦИЯ УЩЕРБА И РЕЗЕРВИРОВАНИЯ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УСТАНОВОК СВЧ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАГРЕВА Специальность 05.09.10 – Электротехнология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Саратов 2008 Работа выполнена в ГОУ ВПО Саратовский государственный технический университет Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Архангельский Юрий Сергеевич Официальные...»

«Кузнецов Кирилл Юрьевич Полупроводниковый комплекс для импульсного электропитания частотно-регулируемых озонаторов Специальность 05.09.12 - Силовая электроника Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Нижний Новгород - 2008 Работа выполнена на кафедре Электрооборудование судов Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. Научный руководитель: Заслуженный деятель науки РФ, дДоктор технических наук,...»

«Бычин Максим Анатольевич ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И АЛГОРИТМОВ ДЕЙСТВИЯ ЗАЩИТ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ ДЛЯ СЕТЕЙ С РЕЗИСТИВНО-ЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2010 Работа выполнена в государственном образовательном учреж ­ дении высшего профессионального образования Санкт-Петер ­ бургском государственном горном институте им....»

«Артыкаева Эльмира Мидхатовна ЭНЕРГОРЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ НЕФТЕДОБЫВАЩИХ УСТАНОВОК С ПЛУНЖЕРНЫМ ПОГРУЖНЫМ НАСОСОМ Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук...»

«ФИЛОНОВ Сергей Александрович ПОИСК РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С МАССИВНЫМ ЗУБЧАТЫМ РОТОРОМ Специальность 05.09.01 – Электромеханика и электрические аппараты АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Воронеж – 2010 Работа выполнена в НОУ ВПО “Международный институт компьютерных технологий” (г. Воронеж) Научный руководитель доктор технических наук, доцент Анненков Андрей Николаевич Официальные оппоненты:...»

«АЛФЕРЕНОК АРТЕМ АЛЕКСАНДРОВИЧ РАЗРАБОТКА ИНДУКЦИОННОЙ КАНАЛЬНОЙ ПЕЧИ С УПРАВЛЕНИЕМ ДВИЖЕНИЕМ РАСПЛАВА В КАНАЛЕ Специальность 05.09.10 – Электротехнология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2009 Работа выполнена на кафедре Физика электротехнических материалов и компонентов и Автоматизированные электротехнологические комплексы Московского энергетического института (технического университета). Научный руководитель: доктор...»

«НОЯБРЬ А А 471 Алексеев, Александр Сергеевич. Самонастройка регуляторов исполнительных подсистем мехатронных устройств : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. 05.13.01 / А. С. Алексеев ; науч. рук. В. И. Гончаров ; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. - Томск, 2010. - 20, [1] с : ил. - Библиогр.: с. 19-20 Экземпляры всего: 1 счз1 (1) А А 810 Аринова, Наталья Владимировна. Автоматизация технологического процесса дозирования...»






 
2014 www.avtoreferat.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.