Автоматические системы управления в энергетике (стр. 3 из 6)
Поддержание качества поставки эл. энергии.
Под надёжностью эл. снабжения понимается бесперебойность работы. Поддержание баланса имеет смысл если всем потребителям поставляется эл. эн. необходимого качества. Качество эл. эн. характеризуется 2-мя основными параметрами: f и U.
Частота переменного тока – общее системный параметр, значение которого одинаковы во всех точках энергосистемы. Согласно стандартам
в уст. режиме. Отклонение частоты – нарушение баланса мощности. Осн. причины нарушения баланса:1) отклонение реальной нагрузки от запланрованной;
2) отсутствие (недостаток) резерва по генерируемой мощности.
Для поддержания баланса надо регулировать мощность эл. станций в соответствии с изменением нагрузки.
; 
суммарные потери мощности. В случае отсутствия регулирующего диапазона на эл. станциях приходится отключать нагрузку в эл. эн. системах. При значительных отклонениях баланса (ав. откл. СГ, ЛЭП) могут возникнуть нарушения устойчивой параллельной работы СГ эл. ст. (вплоть до выпадения из синхронизма).Второй параметр, характеризующий качество эл. эн., – напряжение. Напряжение различно в различных точках системы. Надо обеспечить поддержание напряжения на зажимах эл. приёмников на уровнях номинальных значений при нормированных, допустимых отклонениях. Для большинства эл. приёмников:
, для эл. двигателей 
(более широкий диапазон).ЦК – централизованная координация;
РС – распределительная сеть;
ЭП – эл. приёмники;
ЛСАУН – локальные системы автоматического управления напряжением;
ЦП – центры питания:
- Трансформаторы с РПН снабжены автоматическим управлением;
- СК – синхронны компенсаторы (с АРВ СК);
- реакторы;
- КБ (конденсаторные батареи)
В двигателях 6 кВ есть системы автоматического регулирования возбуждения (на газоперекачивающих станциях). Работу ЛСАУН-ием надо постоянно корректировать поскольку их функционирование не зависит друг от друга, а участки эл. сети которыми они управляют взаимосвязаны и изменение режимных параметров на одном участке не сказывается на изменение на втором участке. Надо ЦК (централизованная координация).
, 
.Последовательность управлений во времени.
1. Уровень нескольких секунд.
Управление мгновенным равновесием энергосистемы. согласно этому временному уровню мощность генерирующего оборудования должна точно следовать и мгновенно реагировать на изменение нагрузки. Такую задачу обеспечивает т.н. первичное регулирование скорости вращения генераторов. Первичное регулирование обеспечивается ЛСАУ, которые устанавливаются на турбинах эл. станций и называются автом. регуляторами частоты вращения турбин АРЧВ (АРС – автом. регуляторы скорости). Кроме первичного на этом временном уровне используется вторичное регулирование, которое обеспечивает изменение мощности генераторов. Первичное и вторичное регулирования должны быть быстродействующими и поэтому реализуются полностью АСУ. Устанав. эти системы на эн. блоках эл. станций.
2. Уровень нескольких минут.
На этом уровне управление состоит в нахождении наиболее экономичного распределения нагрузок меж работающими энергоблоками при чёте потерь в эл. сети.
Суточный график нагрузки. Распределение нагрузки по графику.
Эта задача ещё называется третичным регулированием. Решается с помощью многовариантных расчётов на ЭВМ. Ещё наз-ся оптимизация режима работы эл. станций и эн. систем.
3. Уровень суток или недели.
Задача состоит в использовании имеющихся эн. блоков тепловых эл. станций таким образом что бы ↓ число пусков и остановов эн. блоков.
4. Уровень года или нескольких лет.
Задача состоит в планировании остановов эн. блоков ТЭС на несколько недель для проведения ежегодных ремонтных работ.
5. Уровень нескольких лет.
Основная задача планирование строительства новых энергоблоков, ст., п/ст., ЛЭП и поставок оборудования.
3, 4, 5 уровни не относятся к оперативно-диспетчерскому управлению. Это управление в плане планирования (мы не рассматриваем).
Структура технологического управления в электроэнергетике.
Технологическое управление – это оперативное управление производством, передачей и распределением эл. энергии. Оперативное управление реализуется диспетчерскими службами. Сейчас все диспетчерские службы оснащены автоматизированными системами управления технологическим процессом в электроэнергетике. Кроме того в область действия и диспетчерских служб и АСУ ТП входят ЛСАУ, установленные на электроэнергетических объектах.
Есть 3 основных группы задач, которые возлагаются на диспетчерские службы АСУ ТП (а значит и на ЛСАУ):
1) обеспечение постоянного необходимого качества питания всех потребителей эл. эн. в любой точке энергосистемы, что требует постоянного оперативного управления частотой, напряжением и мощностью;
2) Осуществление оптимального использования оборудования эл. станций, эл. сетей;
3) Осуществление мер оп ликвидации последствий аварий и восстановления нормальной работы эн. систем, а также осуществление мер по предотвращению аварий.
Структурная схема.
ЭЭС – электроэнергетические системы (8 шт.);
ПЭС – предприятия эл. сетей 35 – 220 кВ (сейчас обл. энерго);
ЭБ – энергоблоки (300 МВт и ↑ → АСУ ТП);
РЭС – районы эл. сетей; Д – датчик; ИО – исполнительные органы; ЛСАУ.
ЦСАУЧМ – централизованная САУ частотой и мощностью;
ЦСАУН -- централизованная САУ напряжением (управл. U и Q)
В состав автоматизированного технологического управления эл. эн. системы кроме автоматизированных систем управления входят и автоматические системы управления. Есть 2 группы таких систем: САУ нормальным и САУ аварийным режимами (Н.Р. и А.Р,). Устойчивость параллельной работы СГ энергосистемы → САУ А.Р.
Основные сведения о САУ Н.Р. (нормальным режимом).
ЦСАУЧМ – предназначена для регулирования частоты в эл. эн. системе на заданном уровне путём поддержания баланса активной мощности в системе. Эта централизованная система регулирования частоты только за счёт изменения генерирующей мощности.
Состоит эта система из центральной части и нескольких станционных частей.
На Украине в составе АСУ ОЭС имеется программно-вычислительный комплекс CSADA в состав которого входит ЦСАУЧМ.
На Украине в качестве ЧРЭС используется 4 ГЭС (Днестровская, Днепровская, Кременчугская, Днепродзерджинская) и 1 ТЭС (Змеевская (Донбас)). Для качественного регулирования частоты и мощности к регулированию должны привлекаться практически все ТЭС. У нас не привлекаются из-за изношенности оборудования и отсутствия развитой системы управления (нет каналов связи, денег).
ЦСАУН – предназначена для поддержания напряжений в контролируемых узлах эл. сети 110 и ↑ кВ на заданном уровне и для обеспечения при этом заданных перетоков мощности по ЛЭП.
Основные задачи АСУ ТП эл. станций.
Задачи управления (технологического (оперативного)).
Классификация задач.
- По технологическому принципу.
1) задачи управления эл. частью;
2) задачи управления тепловой частью;
3) задачи управления вспомогательным хозяйством станции;
- По типу управления:
1) Контроль и диагностика состояния оборудования;
2) Регулирование параметров режима;
3) Ведение и оптимизация режима.
1. Контроль и диагностика состояния оборудования.
Задачи контроля (большинство задач на Украине этим ограничивается). Контроль – сравнение измеренных значений переменных состояния с заданными допустимыми значениями.
Стандартная схема контроля.
Дискретные измерения значений.
вектор заданных значений (может изменятся во времени).ОП – оперативный персонал;
ИО – исполнительные органы.
Краткая характеристика задач диагностики.
Под задачей диагностики в АСУ понимают расчётный показатель работоспособности оборудования на основе измерений.
Пример задачи диагностики.
Диагностика выработки коммутационного ресурса ВВ Все ВВ характеризуются коммутационным ресурсом – max допустимое кол-во коммутаций выключателя в различных диапазонах коммутируемых токов.
Решение задачи выработки коммутационного ресурса основано на формуле, определяющей расход ресурса за единичную коммутацию:
; 
.Суммарный ресурс:
, где 
кол-во коммутаций. Выключатель выработал коммутационный ресурс при 
.