83
and this obtained value is compared with values of limited power flows determined using the manual calculation method with
adaptive heavy-loaded trajectory and using the mode change vector (MCV) of stability margin monitoring system (SMMS).
Conclusions:
The developed program gives the opportunity to identify adaptive heavy-loaded trajectory and determine the
limited active power flow according to SSAS in the examined CS using a current DM in relation to a current PS state.
Key words:
program, algorithm, adaptive heavy-loaded trajectory identification, chain-structured power system, controlled
section, adjacent controlled section, small-signal aperiodic stability, stability margin monitoring system.
I.
В
ВЕДЕНИЕ
Определение величин МДП и АДП, их регулирование и
контроль в КС ЭС является одной из основных задач,
решаемых системными операторами в России и за рубежом
как при управлении режимом ЭС, так и на этапе
краткосрочного планирования режима. Для корректного
определения величин МДП и АДП с учетом текущей СРС
в ЭС, необходимо учитывать влияющие факторы, а также
другие факторы, от которых зависит предельный переток
активной мощности в исследуемом КС. Существует два
подхода учета влияющих факторов при определении МДП
и АДП.
Первый подход заключается в проведении расчетов с
использованием РМ контрольных измерений и учете
влияющих факторов формульными зависимостями
величин МДП и АДП. Несмотря на то, что подход
позволяет учесть текущие значения влияющих факторов,
он
обладает
серьезным
недостатком:
расчеты,
производящиеся с использованием РМ контрольных
измерений, не позволяют учесть изменение СРС. Технолог
вынужден ориентироваться на наихудшую возможную
СРС, что в свою очередь ведет к недоиспользованию
пропускной способности исследуемого КС и, как
следствие, к занижению расчетных величин МДП и АДП в
исследуемом КС.
Второй подход заключается в проведении расчетов с
использованием текущей РМ ЭС, формируемой на
основании данных телеизмерений (ТИ) и телесигналов
(ТС), поступающих в оперативно-информационный
(ОИК), с использованием процедуры оценивания
состояния (ОС) текущей СРС. При этом РМ изменяется в
темпе изменения СРС, и рассчитываемые величины МДП
и АДП обновляются циклически в режиме, близком к
реальному времени. Подход позволяет наиболее полно
использовать пропускную способность исследуемого КС и
не учитывать текущие величины влияющих факторов
отдельно, поскольку они будут учтены в постоянно
обновляющейся РМ. Этот способ расчета величин
предельных перетоков должен учитывать фактор
постоянного обновления РМ и адаптироваться к текущей
СРС.
В настоящее время активно используемым способом
расчета предельных по САУ перетоков активной мощности
и величин МДП и АДП в системах, осуществляющих
мониторинг запасов устойчивости и расчет допустимых
перетоков с использованием текущей РМ в режиме,
близком к реальному времени, является утяжеление
режима ЭС с помощью траектории утяжеления. С учетом
факта о необходимости адаптации способа расчета величин
предельных перетоков к текущей СРС, траектория
утяжеления тоже должна быть адаптивной к текущей СРС
и изменяться при изменении текущей РМ, получаемой
после каждого цикла процедуры ОС.
Любой алгоритм или методика адаптации траектории
утяжеления к текущей СРС не может существовать
отдельно от системы, осуществляющей мониторинг
запасов устойчивости в режиме, близком к реальному
времени. Они должны быть автоматизированы,
программно реализованы и интегрированы в систему. При
интеграции нового алгоритма в уже существующую
систему следует применять модульное программирование
путем разработки набора библиотек. За счет этого
ускоряется разработка программного обеспечения (ПО) и
повышается его надежность.
Вопросы функционирования систем, осуществляющих
мониторинг запасов устойчивости и расчет величин МДП
и АДП в режиме, близком к реальному времени, а также
способы расчета предельных по САУ перетоков активной
мощности рассмотрены в работах [1–6]. В работах [1, 2]
описано ПО ROSE, используемое в диспетчерском центре
(ДЦ) системных операторов ISO New England и WECC
США. ПО учитывает такие критерии, как САУ,
устойчивость по напряжению, токовая загрузка элементов
ЭС. В ПО используется пошаговое утяжеление режима с
помощью изменения мощности нагрузки и генерации в
выбранных узлах РМ (траектория утяжеления). При
выполнении
расчетов
учитываются
аварийные
возмущения по критериям (
n
– 1) и (
n
– 2). В работе [3]
рассматривается ПО WAProtector, функционирующее в ДЦ
системного оператора CENACE (Эквадор). Для анализа
САУ вначале определяют величины минимально и
аварийно допустимых углов при векторах напряжений на
шинах подстанций. Для вычисления допустимых углов
предлагается использовать типичные РМ, отличающиеся
величиной потребления активной мощности нагрузки и
водных ресурсов на ГЭС. Для каждой РМ рассматриваются
аварийные возмущения по критерию (
n
– 1), и происходит
увеличение активной мощности нагрузки в заранее
определенных узлах РМ до момента расхождения
итерационного процесса метода Ньютона при расчете
установившегося режима (УР). В работе [4] описано ПО
DSATools, используемое для анализа устойчивости ЭС в
режиме, близком к реальному времени, и применяемое
системным оператором ERCOT США. DSATools состоит
из трех основных модулей: DSAManager (связывает ОИК
ДЦ и модули расчета устойчивости); VSAT – Voltage
Stability Analysis Tool (анализ устойчивости по
напряжению), TSAT – Transient Stability Analysis Tool
(анализ
динамической
устойчивости).
Анализ
устойчивости
по
напряжению
производится
с
использованием аварийных сценариев, для каждого из
которых задаются траектория утяжеления, КС, аварийные
возмущения по критерию (
n
– 1). Критерием нарушения
устойчивости по напряжению служит расхождение
итерационного процесса метода Ньютона при расчете УР
или снижение напряжения на шинах подстанций ниже
0,7
U
ном
.
Российским примером системы, функционирующей в
режиме, близком к реальному времени, и осуществляющей
циклический расчет величин МДП и АДП является
программно-аппаратный
комплекс
(ПАК)
СМЗУ
(АО «НТЦ ЕЭС Противоаварийное управление» и
АО «СО ЕЭС»). Для расчета предельных по САУ
перетоков активной мощности ПАК СМЗУ использует
ВИР [5, 6]. ВИР является аналогом траектории утяжеления
и формируется как совокупность безразмерных
коэффициентов по генерации
K
Г
и нагрузке
K
Н
в узлах РМ
ЭС [7, 8].
