Задачи управления энергосистемами

Задачи управления энергосистемами охватывают всю их работу и в общем случая делятся на три больших группы. В первую группу включают задачи непосредственного оперативного управления энергосистемой. Во вторую задачи связанные с расчётами относительно кратковременных, краткосрочных циклов и задачи ближайшего будущего (до нескольких месяцев). В третью группу входят задачи связанные с расчётами длительных циклов, то есть задачи прогнозирования и долгосрочного планирования.

Задачи непосредственного управления режимами энергосистем

• Нормальный установившийся режим.
  • Оптимальное регулирование режима системы по часовым интервалам, предусматривающие регулирование по активных и реактивных мощностей электростанций и подстанций, а также управление источниками реактивной мощности.
  • Регулирование частоты и перетоков активной мощности по контролируемым сечениям и линиям связи.
• Нормальный переходный режим.
  • Оперативные переключения в схеме электрической сети.
  • Регулирование частоты и перетоков активной мощности по контролируемым сечениям (включая ограничения).
  • Оптимальное регулирование режима энергосистемы по часовым интервалам, на основе прогноза графиков нагрузки.
  • Оптимальное регулирование активной и реактивной мощности электростанций и подстанций с источниками реактивной мощности.
  • Регулирование напряжения в контрольных узлах энергосистемы.
  • Ограничения и отключения нагрузок потребителей (плановые ограничения потребителей).
• Аварийный режим.
  • Комплексная работа противоаварийной автоматики, включающая переключения в схеме электрической сети (разделение системы, выделение районов на автономную работу и т. д.); автоматический ввод резерва отдельных линий электропередач; аварийное отключение потребителей; управление работой электрического и механического торможения генераторов; аварийное регулирование возбуждения генераторов и напряжения в контрольных узлах системы; ограничение активных мощностей электростанций; аварийное регулирование частоты и перетоков активной мощности.
• Послеаварийный (переходный и установившийся режим)
  • Комплексная работа автоматики восстановления режима, содержащая: переключения в схеме электрической сети, синхронизацию разделившихся частей системы и присоединение отключенных элементов, в том числе нагрузки; ввод в работу горячего и холодного резерва.
  • Регулирование частоты и перетоков активной мощности.
  • Регулирование системы, предусматривающее: регулирование активной и реактивной мощности электростанций и подстанций с источниками реактивной мощности; регулирование напряжения в контрольных узлах энергосистемы.

Задачи краткосрочного цикла управления (от суток и недель до месяцев)

• Прогнозирование активных и реактивных нагрузок узлов системы (в суточном и месячном разрезе).
• Прогнозирование гидрографов речного стока.
• Расчёт установившихся режимов энергосистемы.
• Расчёт токов короткого замыкания.
• Расчёт уставок релейной защиты (составление карты селективности).
• Выбор коэффициентов регулирования РПН с ручным управлением и ПБВ трансформаторов.
• Выбор уставок противоаварийной автоматики.
• Анализ статической устойчивости и определение допустимых по статической устойчивости перетоков мощности.
• Анализ переходных процессов и определение допустимых по динамической устойчивости перетоков мощности по линиям электропередач.
• Распределение резервов в энергосистеме (в месячном и суточном интервале), включающее: выбор состава включенного генерирующего оборудования; выбор оборудования, остающегося в холодном резерве; составление графиков ремонтов основного оборудования (в месячном разрезе).
• Определение логики взаимодействия средств автоматики регулирования на случай аварии.
• Определение логики восстановления режима после аварии.
• Расчёт графика сработки и восстановления водохранилищ гидроэлектростанций (ГЭС) и их каскадов (в недельном и месячном разрезах).
• Расчёт оптимального режима энергосистемы за цикл регулирования.
• Составления графиков плановых ограничений потребителей.
• Составление месячного энергетического баланса и планов выработки электроэнергии по районам энергоситсемы.

Задачи длительного цикла управления (год, несколько лет)

• Прогнозирование активных и реактивных мощностей энергосистем и отдельных узлов энергосистем.
• Прогнозирование гидрографов речного стока.
• Прогнозирование статических характеристик нагрузок узлов энергосистем.
• Получение характеристик относительных приростов.
• Обработка аварийной статистики (прогнозирование внезапных аварий), в том числе анализ структурной, режимной и балансовой надежности.
• Расчёт установившихся режимов работы энергосистемы.
• Расчёт токов короткого замыкания.
• Расчёт уставок релейной защиты.
• Расчёт уставок противоаварийной автоматики.
• Выбор коэффициентов регулирования РПН с ручным управлением и ПБВ трансформаторов.
• Анализ статической устойчивости и определение допустимых по статической устойчивости перетоков мощности.
• Анализ переходных процессов и определение допустимых по динамической устойчивости перетоков мощности.
• Распределение резервов мощности в энергосистеме (в годовом разрезе) включающее: выбор состава включенного генерирующего оборудования, выбор оборудования остающегося в холодном резерве, составление графиков ремонтов основного оборудования.
• Определение логики взаимодействия средств противоаварийной автоматики и автоматики регулирования параметров режима энергосистемы на случай аварии.
• Расчёт уставок автоматической частотной разгрузки (АЧР) в полугодовом разрезе.
• Расчёт внутренних и атмосферных перенапряжений.
• Расчёт графика сработки и заполнения водохранилищ ГЭС и их каскадов в многолетнем разрезе.
• Расчёт допустимых и оптимальных режимов в годовом разрезе.
• Составление графика плановых ограничений потребителей.
• Составление годового энергетического баланса и планов выработки электроэнергии по районам энергосистемы.

Литература

1. Веников В. А. Электрические системы. Кибернетика электрических систем. М.: Высшая школа, 1974. — 328 с.