Задачи противоаварийного управления
Противоаварийным управлением должны решаться следующие задачи:
- предотвращение нарушения устойчивости параллельной работы энергосистемы;
- прекращение асинхронного хода, если предотвратить нарушение устойчивости не удалось;
- предотвращение выхода за допустимые границы частоты, напряжения и тока.
В ЕЭС и входящих в ее состав энергосистемах система автоматического противоаварийного управления направлена прежде всего на решение первой из перечисленных задач.
Недопустимые отклонения частоты, напряжения и тока в большинстве случаев возникают либо после нарушения устойчивости, либо в послеаварийных условиях, близких к предельным по устойчивости. Поэтому сохранение устойчивости в большинстве случаев обеспечивает решение и других задач.
Задача обеспечения устойчивости решается предотвращением перехода относительных углов между векторами ЭДС синхронных машин за некоторые предельно допустимые значения в течение всего аварийного процесса вплоть до установления нового стационарного режима. Решение задачи обеспечения устойчивости сопряжено с рядом весьма существенных трудностей, которые предопределяются следующими факторами:
- сложность схемы энергосистемы и математического отображения ее нормальных и аварийных режимов;
- многообразие схемно-режимных условий и аварийных возмущений, предопределяющее огромное количество аварийных ситуаций, т.е. начальных условий процессов, которые подлежит идентифицировать и для которых необходимо найти по возможности минимальные управляющие воздействия, обеспечивающие устойчивость;
- большая протяженность энергосистемы и нелокальный характер реакции энергосистемы на возмущения режима;
- быстротечность протекания аварийных процессов в энергосистеме.
При наиболее распространенных аварийных ситуациях, требующих вмешательства системы противоаварийного управления, нарушение устойчивости может произойти в пределах первой секунды от момента возникновения аварийного возмущения. Эти обуславливаются исключительно жесткие требования предъявляются к быстродействию средств противоаварийного управления.
Задача прекращения асинхронного хода решается либо разделением энергосистемы по сечению, в котором возник асинхронный ход, либо ресинхронизацией, т.е. восстановлением синхронизма. Последнее применяется в основном по отношению к отдельным агрегатам или электростанциям.
Задачи предотвращения недопустимых отклонений напряжения и тока носят обычно локальный характер и решаются воздействием на изменение баланса реактивной мощности в узлах, либо разгрузку соответствующих узлов или элементов электрической сети.
Задача предотвращения недопустимого отклонения частоты также может носить локальный характер (при отделении небольшого узла энергосистемы). Но существенное отклонение частоты во время аварийного процесса может иметь место и в значительной части энергосистемы после ее отделения от ЕЭС с большим небалансом мощности. Недопустимое снижение частоты во всей ЕЭС, требующее вмешательства автоматической системы противоаварийного управления, может возникать лишь при уникальных аварийных отключениях генераторной мощности или в условиях работы ЕЭС с пониженным уровнем частоты в предаварийном режиме. Для предотвращения недопустимого отклонения частоты, очевидно, должен быть изменен баланс активных мощностей в соответствующей части энергосистемы, или в ЕЭС в целом.