мероприятий по улучшению условий обеспечения динамической устойчивости генерирующего оборудования ГЭС
Ключевые слова:
динамическая устойчивость, затяжные короткие замыкания, предел передаваемой мощности, устройство продольной компенсации, отключение генератора
Аннотация
Обеспечение синхронной динамической устойчивости генерирующего оборудования электрических станций является одним из основных принципов управления режимами электроэнергетических систем. На фоне быстрого роста потребления электроэнергии в России наблюдается увеличение дефицитных региональных энергосистем. При этом для ряда энергосистем располагаемая мощность электрических станций позволяет покрывать возникший дефицит. Тогда приходится говорить об ограничении пропускной способности существующих электрических сетей, развитие которых необходимо для надёжного электроснабжения потребителей. Саяно-Шушенская ГЭС, крупнейшая в России электростанция, выдаёт мощность в единую энергосистему по линиям электропередачи значительной протяжённости с высокой пропускной способностью. В ряде рабочих режимов без учёта противоаварийного управления Саяно-Шушенская ГЭС имеет ограничения на выдаваемую мощность по условию обеспечения динамической устойчивости системы при нормативных возмущениях. В работе выполнены расчёты электромеханических переходных процессов и определено наиболее тяжёлое нормативное возмущение. Рассмотрены технические способы и средства, позволяющие обеспечить синхронную динамическую устойчивость генерирующего оборудования ГЭС при наиболее тяжёлом нормативном возмущении. К рассмотренным способам и средствам относится установка устройства продольной компенсации в линию Саяно-Шушенская ГЭС – ПС 500 кВ Новокузнецкая (степень компенсации продольного индуктивного сопротивления линии 50 %) и реализации на ГЭС функций автоматической разгрузки при коротких замыканиях в системообразующей сети 500 кВ в составе комплекса противоаварийной автоматики, действующей на отключение блоков ГЭС.
Литература
1. Кузнецов О.Н. и др. Исследование влияния пропускной способности межсистемной связи на устойчивость энергообъединения. – Международный научно-исследовательский журнал, 2020, № 1, с. 29–40.
2. Вертоухов Д.Н. Неиспользуемая мощность ОЭС Сибири наносит огромный ущерб [Электрон. ресурс], URL: https://sibmix.com/?p=8920 (дата обращения 27.10.2024).
3. Комухов А.А. и др. Устройство продольной компенсации с тиристорным управлением. – Вестник РНК СИГРЭ, 2014, вып. 4, с. 110–115.
4. Саяно-Шушенская ГЭС [Электрон. ресурс], URL: https://www.so-ups.ru/odu-siberia/odu-siberia-zone/znachimye-ehnergoobekty/sajano-shushenskaja-gehs/ (дата обращения 07.09.2024).
5. Фортов В.Е., Федоров М.П., Елистратов В.В. Гидроэнергетика после аварии на Саяно-Шушенской ГЭС. – Вестник РАН, 2011, № 7 (81), с. 109–113.
6. Приказ Министерства энергетики Российской Федерации 03.08.2018 г. № 630 «Об утверждении требований к обеспечению надежности электроэнергетических систем, надежности и безопасности объектов электроэнергетики и энергопринимающих установок «Методические указания по устойчивости энергосистем» (в ред. от 20.12.2022).
7. Антонов А.В., Фокин В.К., Тузлукова Е.В. О применении устройств продольной компенсации в высоковольтных электрических сетях России. – Энергия единой сети, 2016, № 6, с. 27–40.
8. Лоцман Д.С., Вагапов Н.Р. Проблема обеспечения синхронной динамической устойчивости генераторов электростанций при близких и затяжных коротких замыканиях на примере станций ОЭС Сибири. – Электроэнергетика глазами молодежи, 2016, т. 2, с. 298–301.
9. Борисов Р.К. и др. Исследование высокочастотных импульсных перенапряжений на Саяно-Шушенской ГЭС. – Электричество, 2023, № 1, с. 36–43.
10. Лушников О.Г. Вступительное слово исполнительного директора Ассоциации «Гидроэнергетика России». – Гидроэнергетика России и зарубежных стран, 2022, № 1, с. 4.
11. Эличева М.С., Карыбекова Б.К., Шумкаров М. Повышение пропускной способности воздушной линии электропередач с помощью устройства продольной компенсации. – Research Focus, 2023, № 1, с. 131–135.
12. Фокин В.К. Коммутируемые тиристорными вентилями устройства продольной компенсации (УПК) блочно-модульной конструкции для ВЛ 220-500 кВ [Электрон. ресурс], URL: https://goo.su/U0Vr (дата обращения 19.09.2024).
13. Фокин В.К. Повышение выдачи мощности Саяно-Шушенской ГЭС с помощью емкостной компенсации на линии СШ ГЭС – «Новокузнецкая», «Кузбасская». – Энергия единой сети, 2013, № 2 (7), с. 66–73.
14. СТО 59012820.29.240.008-2008. Автоматическое противоаварийное управление режимами энергосистем. Противоаварийная автоматика энергосистем. Условия организации процесса. Условия создания объекта. Нормы и требования. М.: ОАО «СО ЕЭС», 2008, 62 с.
15. Вайнштейн Р.А. и др. Основы противоаварийной автоматики в электроэнергетических системах. Чебоксары: Изд-во РИЦ «СРЗАУ», 2015, 182 с.
16. Приказ Министерства энергетики Российской Федерации 06.06.2013 г. № 290 «Об утверждении Правил разработки и применения графиков аварийного ограничения режима потребления электрической энергии (мощности) и использования противоаварийной автоматики» (в ред. от 18.10.2018).
17. Использование цифровой системы мониторинга запасов устойчивости позволит увеличить загрузку трех крупнейших гидроэлектростанций страны (Пресс-релиз) [Электрон. ресурс], URL: https://www.so-ups.ru/odu-siberia/news/odu-siberia-news-view/news/25351/ (дата обращения 12.12.2024).
#
1. Kuznetsov O.N. et al. Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel’skiy zhurnal – in Russ. (International Scientific Research Journal), 2020, No. 1, pp. 29–40.
2. Vertouhov D.N. Neispol’zuemaya moshchnost’ OES Sibiri nanosit ogromnyy ushcherb (Unused Capacity of the Unified Energy System of Siberia Causes Huge Damage) [Electron. resource], URL: https://sibmix.com/?p=8920 (Date of appeal 27.10.2024).
3. Komuhov A.A. et al. Vestnik RNK SIGRE – in Russ. (Bulletin RNC CIGRE), 2014, iss. 4, pp. 110–115.
4. Sayano-Shushenskaya GES (Sayano-Shushenskaya HPP) [Electron. resource], URL: https://www.so-ups.ru/odu-siberia/odu-siberia-zone/znachimye-ehnergoobekty/sajano-shushenskaja-gehs/ (Date of appeal 07.09.2024).
5. Fortov V.E., Fedorov M.P., Elistratov V.V. Vestnik RAN – in Russ. (Bulletin of the Russian Academy of Sciences), 2011, № 7 (81), pp. 109–113.
6. Prikaz Ministerstva energetiki Rossiyskoy Federatsii (Order of the Ministry of Energy of the Russian Federation) No. 630 dated 03.08.2018.
7. Antonov A.V., Fokin V.K., Tuzlukova E.V. Energiya edinoy seti – in Russ. (Energy of Unified Grid), 2016, No. 6, pp. 27–40.
8. Lotsman D.S., Vagapov N.R. Elektroenergetika glazami molodezhi – in Russ. (Electric Power Industry in the Eyes of Youth), 2016, vol. 2, pp. 298–301.
9. Borisov R.K. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2023, No. 1, pp. 36–43.
10. Lushnikov O.G. Gidroenergetika Rossii i zarubezhnyh stran – in Russ. (Hydropower of Russia and Foreign Countries), 2022, No. 1, pp. 4.
11. Elicheva M.S., Karybekova B.K., Shumkarov M. Research Focus, 2023, No. 1, pp. 131–135.
12. Fokin V.K. Kommutiruemye tiristornymi ventilyami ustroystva prodol’noy kompensatsii (UPK) blochno-modul’noy konstruktsii dlya VL 220-500 kV (Thyristor Valve Commutated Longitudinal Compensation Devices (LCD) of Block-Modular Design for 220-500 kV Overhead Power Lines) [Electron. resource], URL: https://goo.su/U0Vr (Date of appeal 19.09.2024).
13. Fokin V.K. Energiya edinoy seti – in Russ. (Energy of Unified Grid), 2013, No. 2 (7), pp. 66–73.
14. STO 59012820.29.240.008-2008. Avtomaticheskoe protivoava-riynoe upravlenie rezhimami energosistem. Protivoavariynaya avtomatika energosistem. Usloviya organizatsii protsessa. Usloviya so-zdaniya obekta. Normy i trebovaniya. (Automatic Emergency Control of Power System Modes. Emergency Control of Power Systems. Conditions of Process Organization. Conditions of Object Creation. Norms and Requirements). М.: OAO «SO EES», 2008, 62 p.
15. Vaynshteyn R.A. et al. Osnovy protivoavariynoy avtomatiki v elektroenergeticheskih sistemah (Fundamentals of Emergency Automation in Electric Power Systems). Cheboksary: Izd-vo RITS «SRZAU», 2015, 182 p.
16. Prikaz Ministerstva energetiki Rossiyskoy Federatsii (Order of the Ministry of Energy of the Russian Federation) No. 290 dated 06.06.2013.
17. Ispol’zovanie tsifrovoy sistemy monitoringa zapasov ustoychivosti pozvolit uvelichit’ zagruzku treh krupneyshih gidroelektrostantsiy strany (Press-reliz) (The Use of a Digital Stability Stock Monitoring System Will Increase the Utilization of the Country's Three Largest Hydroelectric Power Plants (Press Release)) [Electron. resource], URL: https://www.so-ups.ru/odu-siberia/news/odu-siberia-news-view/news/25351/ (Date of appeal 12.12.2024)
2. Вертоухов Д.Н. Неиспользуемая мощность ОЭС Сибири наносит огромный ущерб [Электрон. ресурс], URL: https://sibmix.com/?p=8920 (дата обращения 27.10.2024).
3. Комухов А.А. и др. Устройство продольной компенсации с тиристорным управлением. – Вестник РНК СИГРЭ, 2014, вып. 4, с. 110–115.
4. Саяно-Шушенская ГЭС [Электрон. ресурс], URL: https://www.so-ups.ru/odu-siberia/odu-siberia-zone/znachimye-ehnergoobekty/sajano-shushenskaja-gehs/ (дата обращения 07.09.2024).
5. Фортов В.Е., Федоров М.П., Елистратов В.В. Гидроэнергетика после аварии на Саяно-Шушенской ГЭС. – Вестник РАН, 2011, № 7 (81), с. 109–113.
6. Приказ Министерства энергетики Российской Федерации 03.08.2018 г. № 630 «Об утверждении требований к обеспечению надежности электроэнергетических систем, надежности и безопасности объектов электроэнергетики и энергопринимающих установок «Методические указания по устойчивости энергосистем» (в ред. от 20.12.2022).
7. Антонов А.В., Фокин В.К., Тузлукова Е.В. О применении устройств продольной компенсации в высоковольтных электрических сетях России. – Энергия единой сети, 2016, № 6, с. 27–40.
8. Лоцман Д.С., Вагапов Н.Р. Проблема обеспечения синхронной динамической устойчивости генераторов электростанций при близких и затяжных коротких замыканиях на примере станций ОЭС Сибири. – Электроэнергетика глазами молодежи, 2016, т. 2, с. 298–301.
9. Борисов Р.К. и др. Исследование высокочастотных импульсных перенапряжений на Саяно-Шушенской ГЭС. – Электричество, 2023, № 1, с. 36–43.
10. Лушников О.Г. Вступительное слово исполнительного директора Ассоциации «Гидроэнергетика России». – Гидроэнергетика России и зарубежных стран, 2022, № 1, с. 4.
11. Эличева М.С., Карыбекова Б.К., Шумкаров М. Повышение пропускной способности воздушной линии электропередач с помощью устройства продольной компенсации. – Research Focus, 2023, № 1, с. 131–135.
12. Фокин В.К. Коммутируемые тиристорными вентилями устройства продольной компенсации (УПК) блочно-модульной конструкции для ВЛ 220-500 кВ [Электрон. ресурс], URL: https://goo.su/U0Vr (дата обращения 19.09.2024).
13. Фокин В.К. Повышение выдачи мощности Саяно-Шушенской ГЭС с помощью емкостной компенсации на линии СШ ГЭС – «Новокузнецкая», «Кузбасская». – Энергия единой сети, 2013, № 2 (7), с. 66–73.
14. СТО 59012820.29.240.008-2008. Автоматическое противоаварийное управление режимами энергосистем. Противоаварийная автоматика энергосистем. Условия организации процесса. Условия создания объекта. Нормы и требования. М.: ОАО «СО ЕЭС», 2008, 62 с.
15. Вайнштейн Р.А. и др. Основы противоаварийной автоматики в электроэнергетических системах. Чебоксары: Изд-во РИЦ «СРЗАУ», 2015, 182 с.
16. Приказ Министерства энергетики Российской Федерации 06.06.2013 г. № 290 «Об утверждении Правил разработки и применения графиков аварийного ограничения режима потребления электрической энергии (мощности) и использования противоаварийной автоматики» (в ред. от 18.10.2018).
17. Использование цифровой системы мониторинга запасов устойчивости позволит увеличить загрузку трех крупнейших гидроэлектростанций страны (Пресс-релиз) [Электрон. ресурс], URL: https://www.so-ups.ru/odu-siberia/news/odu-siberia-news-view/news/25351/ (дата обращения 12.12.2024).
#
1. Kuznetsov O.N. et al. Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel’skiy zhurnal – in Russ. (International Scientific Research Journal), 2020, No. 1, pp. 29–40.
2. Vertouhov D.N. Neispol’zuemaya moshchnost’ OES Sibiri nanosit ogromnyy ushcherb (Unused Capacity of the Unified Energy System of Siberia Causes Huge Damage) [Electron. resource], URL: https://sibmix.com/?p=8920 (Date of appeal 27.10.2024).
3. Komuhov A.A. et al. Vestnik RNK SIGRE – in Russ. (Bulletin RNC CIGRE), 2014, iss. 4, pp. 110–115.
4. Sayano-Shushenskaya GES (Sayano-Shushenskaya HPP) [Electron. resource], URL: https://www.so-ups.ru/odu-siberia/odu-siberia-zone/znachimye-ehnergoobekty/sajano-shushenskaja-gehs/ (Date of appeal 07.09.2024).
5. Fortov V.E., Fedorov M.P., Elistratov V.V. Vestnik RAN – in Russ. (Bulletin of the Russian Academy of Sciences), 2011, № 7 (81), pp. 109–113.
6. Prikaz Ministerstva energetiki Rossiyskoy Federatsii (Order of the Ministry of Energy of the Russian Federation) No. 630 dated 03.08.2018.
7. Antonov A.V., Fokin V.K., Tuzlukova E.V. Energiya edinoy seti – in Russ. (Energy of Unified Grid), 2016, No. 6, pp. 27–40.
8. Lotsman D.S., Vagapov N.R. Elektroenergetika glazami molodezhi – in Russ. (Electric Power Industry in the Eyes of Youth), 2016, vol. 2, pp. 298–301.
9. Borisov R.K. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2023, No. 1, pp. 36–43.
10. Lushnikov O.G. Gidroenergetika Rossii i zarubezhnyh stran – in Russ. (Hydropower of Russia and Foreign Countries), 2022, No. 1, pp. 4.
11. Elicheva M.S., Karybekova B.K., Shumkarov M. Research Focus, 2023, No. 1, pp. 131–135.
12. Fokin V.K. Kommutiruemye tiristornymi ventilyami ustroystva prodol’noy kompensatsii (UPK) blochno-modul’noy konstruktsii dlya VL 220-500 kV (Thyristor Valve Commutated Longitudinal Compensation Devices (LCD) of Block-Modular Design for 220-500 kV Overhead Power Lines) [Electron. resource], URL: https://goo.su/U0Vr (Date of appeal 19.09.2024).
13. Fokin V.K. Energiya edinoy seti – in Russ. (Energy of Unified Grid), 2013, No. 2 (7), pp. 66–73.
14. STO 59012820.29.240.008-2008. Avtomaticheskoe protivoava-riynoe upravlenie rezhimami energosistem. Protivoavariynaya avtomatika energosistem. Usloviya organizatsii protsessa. Usloviya so-zdaniya obekta. Normy i trebovaniya. (Automatic Emergency Control of Power System Modes. Emergency Control of Power Systems. Conditions of Process Organization. Conditions of Object Creation. Norms and Requirements). М.: OAO «SO EES», 2008, 62 p.
15. Vaynshteyn R.A. et al. Osnovy protivoavariynoy avtomatiki v elektroenergeticheskih sistemah (Fundamentals of Emergency Automation in Electric Power Systems). Cheboksary: Izd-vo RITS «SRZAU», 2015, 182 p.
16. Prikaz Ministerstva energetiki Rossiyskoy Federatsii (Order of the Ministry of Energy of the Russian Federation) No. 290 dated 06.06.2013.
17. Ispol’zovanie tsifrovoy sistemy monitoringa zapasov ustoychivosti pozvolit uvelichit’ zagruzku treh krupneyshih gidroelektrostantsiy strany (Press-reliz) (The Use of a Digital Stability Stock Monitoring System Will Increase the Utilization of the Country's Three Largest Hydroelectric Power Plants (Press Release)) [Electron. resource], URL: https://www.so-ups.ru/odu-siberia/news/odu-siberia-news-view/news/25351/ (Date of appeal 12.12.2024)
