Развитие методов исследований и функциональных алгоритмов противоаварийной автоматики межсистемных линий электропередачи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Петрушин Денис Евгеньевич

• Петрушин Денис Евгеньевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Петрушин Денис Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСОБЕННОСТИ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТКА НОВОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В УСТРОЙСТВАХ ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ АВТОМАТИКИ

1.1 Особенности установившихся и нестационарных режимов работы межсистемных линий электропередачи исследуемых энергосистем

1.2 Критический анализ условий срабатывания устройств противоаварийной автоматики в исследуемых объединённых энергосистемах

1.3 Принятые математические модели силового электрооборудования и исследование характерного состава генерирующего оборудования

1.4 Разработка и оценка достоверности новых моделей контролируемых сигналов при исследованиях нестационарных режимов работы объединённых энергосистем

1.5 Выводы

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ МЕЖСИСТЕМНЫХ ТРАНЗИТНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

2.1 Разработка и исследование метода поиска фиксированных «опасных» контролируемых сечений в межсистемных транзитах объединённых энергосистем

2.2 Исследование эффективности замыкания транзитных связей и способов увеличения допустимых токовых нагрузок линий электропередачи

2.3 Снижение эксплуатационных затрат силовых автотрансформаторов транзитных подстанций

2.4 Основные аспекты о повышении пропускной способности межсистемного транзита при совершенствовании автоматики регулирования частоты и мощности

2.5 Выводы

3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ СТРУКТУРЫ ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ АВТОМАТИКИ ОГРАНИЧЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЧАСТОТЫ

3.1 Анализ балансов мощности, характерных для аварийной изолированной работы энергосистем

3.2 Критический анализ существующей структуры противоаварийной автоматики ограничения повышения частоты

3.3 Исследование усовершенствованных функциональных алгоритмов устройств противоаварийной автоматики ограничения повышения частоты

3.4 Выводы

4. ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ И АЛГОРИТМОВ УСТРОЙСТВ АВТОМАТИКИ ПРЕДОВРАЩЕНИЯ НАРУШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ

4.1 Определение перечня пусковых органов автоматики предотвращения нарушения устойчивости

4.2 Исследование и обоснование функционально-логических схем автоматики разгрузки при

отключении сетевого и генерирующего оборудования с повышенной дискретизацией управляющих воздействий

4.3 Методика выбора параметров срабатывания автоматики контроля предшествующего режима для АПНУ с новыми функционально-логическими схемами

4.4 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Акты внедрения результатов диссертационной работы

Приложение Б. Свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ

Приложение В. Результаты исследований переходных режимов при существующей структуре противоаварийной автоматики ограничения повышения частоты

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Развитие методов исследований и функциональных алгоритмов противоаварийной автоматики межсистемных линий электропередачи»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования и степень её разработанности

История разработки и совершенствования методов анализа устойчивости энергосистем и расчёта переходных процессов началась с момента создания первых электрических машин в первой половине XIX века и первых попыток синхронизации электрических станций в 1913 году. Первоначально для исследования переходных процессов широко применялись графический (метод пропорций) и графоаналитический (метод площадей) методы. Метод возмущений для исследований динамических систем был предложен выдающимся французским математиком

A. Пуанкаре [1]. Позднее, в 1934 году, благодаря исследованиям Б. Ван-дер-Поля, Л.И. Мандельштама, Н.Д. Папалекси, появился метод «медленно меняющихся амплитуд», применение которого позволило значительно ускорить процесс решения дифференциальных уравнений движения колебательной системы. На основе этой теории Н.М. Крыловым и Н.Н. Боголюбовым в 1934 году был разработан метод гармонической линеаризации.

Значительный научный вклад в исследования и разработку основ параллельной работы электростанций внесли советские учёные. Формирование и активное развитие Единой энергетической системы при стремительной индустриализации в 30-60-е годы прошлого века предопределило новый класс научных проблем, среди которых особое место занимают вопросы устойчивости параллельной работы электростанций и энергосистем. Именно в этот период были созданы фундаментальные труды С.А. Лебедева, А.А. Горева, П.С. Жданова, В.А. Веникова, С.А. Ульянова и других выдающихся учёных по устойчивости энергосистем.

С применением электронно-вычислительных машин наступил новый виток развития в области анализа устойчивости энергосистем и расчёта переходных процессов. Численные методы нашли широкое применение в связи с созданием и совершенствованием электронно-вычислительной техники ввиду большой трудоёмкости и однотипности выполняемых операций при анализе устойчивости. Позднее с развитием вычислительной техники и элементной базы в 50-е годы для исследования систем стали широко применяться физические и аналоговые модели энергосистем. Известные представители этого научного направления - М.П. Костенко,

B.А. Веников, Л.Р. Нейман, Г.Е. Пухов, Б.Я. Коган, Н.Е. Кобринский, Г. Ольсон.

Широкое использование в научных исследованиях ЭВМ позволило выявить весомые недостатки существующих численных методов и развить теорию и методы их исследований. В частности, были выявлены проблемы разреженности матриц коэффициентов узловых и контурных уравнений электрических цепей, жесткости систем дифференциально-алгебраических уравнений установившихся режимов и др. Н. Сато, В.Ф. Тинней, Г.Д. Хэчел, Р.К. Брейтон, Т.Д. Эприл, Т.Н. Трик, К.В. Гир, К.Г. Бройден, Ю.В. Ракитский, С.М. Устинов,

К.С. Демирчян, П.А. Бутырин, которые развили методы исследований и анализа электрических и электромеханических систем, привели к появлению новых разделов в прикладной математике.

Отдельно следует отметить работы, проводившиеся на кафедре ТОЭ Ленинградского политехнического института (К.С. Демирчян, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин и др.), в которых на основе численного метода интегрирования дискретных схем электрических цепей были предложены модели силового электрооборудования электроэнергетических систем. Этот подход позволил в будущем создать макромодель цепей с распределенными параметрами» [2, с. 49].

Благодаря развитию методов расчёта электрических режимов развивались и средства повышения устойчивости энергосистем, элементы управления и регулирования, в частности -регуляторы систем возбуждения, которые впервые были рассмотрены в работах К.А. Смирнова, Д.И. Азарьева, И.А. Сыромятникова. Для обеспечения устойчивости дальних линий электропередачи Л.В. Цукерником, Г.Р. Герценбергом, М.М. Ботвинником и многими другими учеными «были разработаны теоретические основы и внедрены в практику средства сильного регулирования возбуждения, которые позднее были развиты в исследованиях МЭИ, ЛИИ, ВНИИЭ и ряда других организаций» [3, с. 4-5].

Вслед за разработкой вопросов устойчивости окончательно сформировалось понимание значимости и необходимости внедрения автоматического противоаварийного управления для повышения надёжности работы энергосистем. Значительный вклад в развитие направления внесли Н.И. Овчаренко, Р.А. Вайнштейн, О.В. Щербачев, И.А. Груздев, Ю.П. Горюнов, А.А. Рогозин, С.В. Смоловик, Л.А. Кощеев и другие. В их работах описаны основные принципы противоаварийного управления, которые используются по сегодняшний день.

Повышения пропускной способности и обеспечения устойчивости современных энергосистем в целом добиваются внедрением управляемого силового электрооборудования (FACTS), системных стабилизаторов в современных АРВ, а также повышением чувствительности, быстродействия и селективности микропроцессорных систем релейной защиты и противоаварийной автоматики. Эти задачи активно исследуются научными школами Сибирского энергетического института СО АН СССР (ныне Институт систем энергетики Сибирского отделения Российской академии наук, Л.А. Мелентьев, Ю.Н. Руденко, Н.И. Воропай, А.З. Гамм, Н.Н. Новицкий и др.), Института энергетических исследований Российской академии науки (А.А. Макаров, П.В. Илюшин и др.), Новочеркасского политехнического института (ныне ЮРГПУ (НПИ), В.В. Михайлов, И.И. Левченко, Е.И. Сацук, А.С. Засыпкин и др.), Ленинградского политехнического института (ныне СПбПУ, О.В. Щербачев, И.А. Груздев, А.А. Рагозин, С.В. Смоловик и др.), Горьковского политехнического института (ныне НГТУ, А.Б. Лоскутов и др.), Уральского политехнического института (ныне УрФУ, П.И. Бартоломей, С.Н. Шелюг и др.), Ивановского государственного

энергетического университета (Ю.Б. Бородулин, В.П. Голов и др.) Новосибирского государственного технического университета (А.Г. Фишов, И.С. Мурашкина, С.А. Харитонов, В.М. Левин) и другими.

Развитие теории и практики научных направлений по совершенствованию и проектированию противоаварийного управления традиционно осуществляется научно-исследовательскими коллективами АО «Научно-технический центр Единой энергетической системы» (Л.А. Кощеев, В.Г. Неуймин, С.В. Смоловик и др.), Национального исследовательского университета «Московский энергетический институт» (В.Н. Тульский, И.И. Карташев, Н.Ш. Чемборисова, А.С. Ванин, Р.Р. Насыров и др.), Новосибирского государственного технического университета (А.В. Сидорова, А.Г. Русина и др.), Института систем энергетики Сибирского отделения Российской академии наук (В.В. Труфанов, И.Ю. Усов и др.), АО «Научно-технический центр Россети ФСК ЕЭС» (Ю.Г. Шакарян, В.Э. Воротницкий и др.), Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (В.К. Ванин, Ю.Б. Гук, М.Г. Попов, А.К. Черновец) и другими учёными и научно-исследовательскими коллективами.

Несмотря на значительное развитие всех вышеописанных научных направлений в практике эксплуатации энергосистем, имеются случаи необоснованных ограничений пропускной способности, недостаточной надёжности электроснабжения, а также неправильной работы устройств РЗА, которые, как правило, обусловлены некорректной программной реализацией функциональных алгоритмов и неверной настройкой устройств противоаварийной автоматики ввиду отсутствия строгих методических рекомендаций по их расчету. Кроме этого, возникшая в последнее время тенденция интеграции систем защиты и противоаварийной автоматики с автоматизированными системами управления технологическими процессами энергообъектов при росте сложности и многозадачности их функциональных алгоритмов характеризуется снижением их надежности и повышением вероятности алгоритмических ошибок. Усиление требований к микропроцессорным устройствам защиты и противоаварийной автоматики, их насыщение второстепенными информационными функциями порождает необходимость в дополнительных автоматизированных системах экспертной оценки достоверности их срабатываний.

С учётом указанных выявляемых недостатков разработка новых функциональных алгоритмов, методов расчета и проектирования устройств защиты и противоаварийной автоматики является актуальной, востребованной научной проблемой, решению которой посвящено настоящее диссертационное исследование.

Цели и задачи исследования

Целью научной работы является разработка и обоснование усовершенствованных функциональных алгоритмов устройств противоаварийной автоматики энергосистем, совершенствование и разработка методик расчёта и выбора параметров срабатывания устройств противоаварийной и режимной автоматики межсистемных транзитных линий электропередачи, а также разработка комплекса противоаварийных мероприятий по повышению устойчивости функционирования объединённых энергосистем.

Для достижения целей были поставлены и решены следующие задачи:

1. Критический анализ проблемы недостаточной пропускной способности межсистемных транзитных ЛЭП 110 кВ, 220 кВ и 330 кВ и обобщённая формулировка способов её решения.

2. Анализ статистических данных о срабатываниях устройств противоаварийной автоматики (АОПЧ, АПНУ и др.) в объединённых энергосистемах и выявление возможных причин их неправильной работы и способов их устранения.

3. Разработка и исследование мероприятий по повышению пропускной способности межсистемных транзитных ЛЭП с учётом действия противоаварийной автоматики.

4. Проведение численных экспериментов по исследованию нестационарных режимов для выявления особенностей динамических свойств средств измерения частоты в устройствах автоматики.

5. Разработка и исследование высокоточных измерительных органов устройств АОПЧ и быстродействующих селективных функциональных алгоритмов устройств комплекса АПНУ.

6. Разработка методик выбора параметров срабатывания устройств комплекса АПНУ и АОПЧ, учитывающих их усовершенствованные характеристики по чувствительности и селективности.

7. Подтверждение достоверности полученных результатов исследований при сопоставлении с результатами расчётов Системы мониторинга запасов устойчивости АО «СО ЕЭС», а также с результатами натурных испытаний на действующих энергообъектах.

Объектом исследования являются объединённые энергосистемы с межсистемными транзитными линиями электропередачи 110 кВ, 220 кВ и 330 кВ, оснащённые устройствами противоаварийной автоматики.

Предметом исследования являются нестационарные режимы межсистемных транзитных линий электропередачи, а также динамические свойства разрабатываемых измерительных, пусковых органов и функциональных алгоритмов противоаварийной автоматики.

Научная новизна работы

1. Новые высокочувствительные измерительные органы и методика выбора параметров срабатывания автоматики ограничения повышения частоты, позволяющие исключить избыточность противоаварийных управляющих воздействий.

2. Новый метод определения фиксированных «опасных» контролируемых сечений для межсистемных транзитных ЛЭП с жесткими обходными связями и изменением направления потоков мощности, который позволяет исключить необоснованные ограничения по величине обменной мощности в этих объединённых энергосистемах.

3. Новые функциональные алгоритмы и методика выбора параметров срабатывания устройств комплекса АПНУ (автоматик разгрузки при отключении сетевого и генерирующего оборудования), исключающие избыточность противоаварийных управляющих воздействий.

Теоретическая значимость работы

1. Развиты методы теории устойчивости - поиск «опасных» и определение фиксированных контролируемых сечений межсистемных транзитов, определение ограничений по передаваемой мощности транзитных ЛЭП с жесткими обходными связями и изменением направления мощности.

2. Развита теория противоаварийного управления - разработаны методики выбора параметров срабатывания противоаварийной автоматики, обладающих улучшенными показателями по чувствительности, селективности и быстродействию.

Практическая значимость работы

1. Полностью автоматизированная, не требующая оперативно-диспетчерского контроля, разработанная структура автоматики ограничения повышения частоты в объединённых энергосистемах, которая обладает абсолютной селективностью срабатывания.

2. Повышение величины передаваемой мощности при обосновании замыкания ранее существующих точек деления электросети, а также снижение эксплуатационных затрат для автотрансформаторов транзитных подстанций.

3. Повышение надёжности функционирования и селективности устройств противоаварийной автоматики (АПНУ, АОПЧ и др.) в результате внедрения предложенных изменений в действующую нормативную документацию, а также за счёт устранения выявленных недостатков функциональных алгоритмов и характерных ошибок при их настройке.

Внедрение результатов

Результаты диссертационной работы были использованы и внедрены в филиалах АО «СО ЕЭС» (ОДУ Северо-Запада, Карельское РДУ, Кольское РДУ, Ленинградское РДУ, Иркутское РДУ, Московское РДУ), ДЗО ПАО «Россети» (Филиала ПАО «Россети» Карельское

ПМЭС, Карельского филиала ПАО «Россети Северо-Запад»), Филиала «Карельский» ПАО «ТГК-1» и других (Приложение А - Акты внедрения результатов диссертационной работы).

Программное обеспечение, учебные пособия и презентационные материалы, разработанные на основе результатов диссертации, применяются в научной и образовательной деятельности кафедры энергообеспечения предприятий и энергосбережения Физико-технического института ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет» в курсах «Введение в профессиональную деятельность» и «Проектирование электрических сетей» (рисунок А.3).

Методология и методы диссертационного исследования

Численные исследования проводились с использованием методов теории анализа и синтеза электрических цепей, методов теории переходных процессов и устойчивости энергосистем. Цифровая обработка, просмотр и анализ осциллограмм аварийных режимов осуществлялись с использованием прикладных программ Transcop (ООО «Парма»), Waves (ООО «НПП ЭКРА»).

При проведении численных экспериментов использовалось математическое моделирование установившихся режимов, статической и динамической устойчивости. Для расчётов применялись программные комплексы «RastrWin3», «RUSTab», «Eurostag», «Matlab Simulink». В работе также использовались результаты расчётов ПАК «Система мониторинга запасов устойчивости», ПАК «Централизованная система противоаварийной автоматики».

Физические эксперименты проводились на действующих энергообъектах по разработанным и согласованным программам натурных испытаний функций автоматического ограничения перетока мощности в контролируемых сечениях и автоматического ограничения токовой перегрузки оборудования в АРЧМ ОЭС Северо-Запада уровня Карельского РДУ.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Предлагаемые высокочувствительные измерительные органы устройств АОПЧ с максимальной погрешностью измерения частоты в нестационарных режимах не более 0,2 % позволяют увеличить дискретизацию ступеней, исключая при этом существующую избыточность противоаварийных управляющих воздействий.

2. Новый метод, основанный на условии минимального изменения значений предельного по статической апериодической устойчивости энергосистемы перетока мощности, позволяет достоверно определить фиксированные «опасные» контролируемые сечения для межсистемных транзитных ЛЭП с разнонаправленностью потоков мощности и наличием при этом достаточно жестких обходных связей.

3. Функционально-логические схемы, алгоритмы автоматик разгрузки при отключении сетевого и генерирующего оборудования (АПНУ) с расширенными функциональными возможностями комбинаторной логики, учитывающей изменение режима и структуры электросети, которые позволяют исключить существующую избыточность противоаварийных управляющих воздействий.

4. Методики выбора параметров срабатывания устройств АОПЧ и устройств комплекса АПНУ с улучшенными показателями по чувствительности, быстродействию и селективности, которые обеспечивают правильную настройку пусковых органов автоматики и достаточность необходимых противоаварийных управляющих воздействий.

Степень достоверности полученных результатов

Достоверность результатов диссертационного исследования подтверждается совпадением результатов расчётных экспериментов, полученных с использованием аккредитованных в филиалах АО «СО ЕЭС» программных комплексов, с результатами натурных испытаний и физических экспериментов. Теоретические результаты получены при корректном использовании методов математического анализа и математического описания электрофизических явлений и процессов.

Результаты определения характерного состава генерирующего оборудования и объёмов противоаварийных управляющих воздействий устройств противоаварийной автоматики, а также выбранные «опасные» сечения с применением предложенного метода подтверждаются результатами расчётов Системы мониторинга запасов устойчивости, используемой в АО «Системный оператор Единой энергетической системы».

Публикации и апробация результатов

По теме диссертационной работы опубликовано 30 работ, в том числе 5 статей в изданиях, входящих в список рекомендуемых из перечня ВАК РФ. В наукометрических индексируемых базах SCOPUS (WoS) размещены 11 публикаций, РИНЦ - 30. Наиболее значимые (по мнению автора) публикации приведены в списке литературы.

Результаты диссертационной работы регулярно (с 2013 года) докладывались и обсуждались на семинарах и международных научно-практических конференциях: «Электроэнергетика глазами молодёжи» (2017-2022 гг.); заседаниях в рамках Молодёжного дня Российской энергетической недели (2017-2021 гг.), Конференции. «IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineers (ELConRus)» (2019-2022 гг.), Финале Всероссийского инженерного конкурса среди аспирантов (2021 г.), конференции «Пром-Инжиниринг» International Conference on Industrial Engineering (ICIE) (2021, 2022 гг.).

Диссертационные исследования проводились при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-38-90123 по теме «Фундаментальные свойства аналитических сигналов и основы теории их применения для анализа нестационарных режимов энергосистем».

Личный вклад автора в получении результатов диссертационной работы

Личный вклад заключался в постановке основных задач, разработке и создании математических моделей, совершенствовании методик, проведении исследований и анализе полученных результатов. Основные результаты, выносимые на защиту, получены автором лично. Некоторый объём результатов получен совместно с учениками, у которых автор являлся руководителем выпускных квалификационных работ.

Автор выражает благодарность сотрудникам ВШВЭ ИЭ СПбПУ, ФТИ ПетрГУ, АО «СО ЕЭС», УралЭНИН УрФУ, ИГЭУ и в особенности научному руководителю, профессору М.Г. Попову за ценные и полезные замечания.

Структура диссертационной работы

Во введении представлена общая характеристика диссертационной работы, показана актуальность темы исследования, сформулированы цели и задачи исследования, отражена научная новизна и практическая значимость полученных результатов, определяемые необходимостью разработки новых функциональных алгоритмов, методов расчета и проектирования устройств защиты и противоаварийной автоматики.

В первой главе выполнен анализ характерных балансовых условий и режимов работы исследуемых энергосистем. Выявлены наиболее тяжелые, характерные нестационарные режимы работы исследуемых межсистемных транзитных ЛЭП, обусловленные особенностями структуры электросети. Определены наиболее характерные режимы генерации каскадов гидроэлектростанций в исследуемых энергосистемах. Проведён анализ и разработаны рекомендации по проведению натурных испытаний по определению СХН. Разработан рекурсивный нелинейный фильтр обобщённых аналитических сигналов напряжения с максимальной погрешностью измерения частоты в нестационарных режимах не более 0,2 %.

Во второй главе исследованы с помощью специализированных программных комплексов способы повышения пропускной способности межсистемных транзитов и обоснована их эффективность. Предложен и обоснован новый метод выбора фиксированного «опасного» контролируемого сечения. Определены расчётные функциональные зависимости взаимного влияния смежных контролируемых сечений и их обходных связей, соответствующие различным конфигурациям и структуре схемы электрической сети. Установлены недостатки традиционного подхода и предложен новый метод поиска фиксированного контролируемого сечения. Определен и обоснован технологический эффект при замыкании ранее разомкнутых связей 110 кВ. Предложен и обоснован уточненный метод по определению и контролю обменной мощности в

контролируемых сечениях с взаимным влиянием на потокораспределение в электросети, позволяющий повысить пропускную способность межсистемного транзита. Определено распределение мощности между обмотками среднего и низшего напряжения автотрансформатора, соответствующее наибольшему значению его КПД, найдены расчетные характеристики энергоэффективной эксплуатации автотрансформаторов. Разработаны усовершенствованные функционально-логические схемы, алгоритмы АРЧМ.

В третьей главе проведён анализ и сформулированы предложения по совершенствованию структуры АОПЧ в энергосистемах. Предложенный новый подход к организации структуры и выбору параметров срабатывания АОПЧ позволяет исключить необходимость контроля объёмов управляющих воздействий за счёт дискретизации уставок по частоте и выдержкам времени. В данной главе первоначально определена область режимов работы, соответствующая величине суммарного объёма и требуемой дискретизации противоаварийных управляющих воздействий автоматики ограничения повышения частоты. После этого определены режимно балансовые условия, при которых требуется коррекция и настройка управляющих воздействий с помощью оперативно-диспетчерского персонала. В итоге разработана новая дискретизированная структура АОПЧ, обеспечивающая допустимые параметры послеаварийного электроэнергетического режима по частоте во всём многообразии схемно-балансовых условий работы энергосистем и не требующая оперативно-диспетчерского контроля объёмов противоаварийных управляющих воздействий.

В четвёртой главе проведён анализ характерных ошибок при настройке АПНУ, предложены и обоснованы новые функционально-логические схемы и алгоритмы устройств АПНУ, исключающие существующую избыточность противоаварийных управляющих воздействий. Разработана методика выбора параметров и функциональные алгоритмы автоматик разгрузки при отключении сетевого и генерирующего оборудования, обладающие улучшенными показателями по чувствительности и селективности. Установлен перечень пусковых органов, используемых в функционально-логических схемах и алгоритмах АПНУ. Предложена новая функционально-логическая схема и алгоритм АПНУ с дополнительным логическим блоком контроля сигналов блокировки от автоматики разгрузки электрических станций (АРС) и органа временной селективности, обеспечивающего каскадное, селективное срабатывание пусковых органов АРС и автоматики отключения генераторов (ОГ). Определён доступный объём мощности для автоматики разгрузки при отключении сетевого и генерирующего оборудования.

В заключении приводятся результаты исследований и рекомендации по их применению.

1. ОСОБЕННОСТИ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТКА НОВОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В УСТРОЙСТВАХ ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ АВТОМАТИКИ

Особенностью электроэнергетических систем в России является широкое использование устройств противоаварийной автоматики с целью повышения степени использования пропускной способности сети в исходной схеме с учётом реализации управляющих воздействий устройствами противоаварийной автоматики при нормативных возмущениях. Противоаварийная автоматика позволяет обеспечить допустимые параметры послеаварийного режима при максимально допустимой загрузке контролируемых сечений в исходной схеме сети. При этом вследствие реформирования РАО «ЕЭС России» часть смежных объектов, связанных существующими или проектируемыми линями электропередачи, принадлежат разным субъектам электроэнергетики, в результате чего осложнён процесс урегулирования интересов всех сторон при эксплуатации и строительстве ЛЭП. Например, при модернизации комплекса противоаварийной автоматики в рамках строительства второй цепи исследуемого межсистемного транзита 330 кВ задействованы объекты АО «Концерн Росэнергоатом», ПАО «ТГК-1», ОАО «РЖД», ПАО «Россети Северо-Запад», а также объекты крупных потребителей электроэнергии. Сами линии электропередачи возводились и принадлежат ПАО «ФСК ЕЭС». Несмотря на то, что строительство линий велось с 2004 по 2021 год и имело общесистемный эффект [4, 5], вопросы состава и объёма устройств противоаварийной автоматики, а также источников финансирования по их закупке и монтажу на объектах, не принадлежащих ПАО «ФСК ЕЭС», и после ввода второй цепи длительное время не были урегулированы в полном объёме. Таким образом, актуальной становится задача по снижению стоимости закупки и дальнейшей эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики (РЗА).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Петрушин Денис Евгеньевич, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Арнольд В.И. Недооцененный Пуанкаре / В.И. Арнольд // Успехи математических наук. - М.: Изд-во Матем. инст. им. В.А. Стеклова РАН, 2006. - Т. 61. - № 1(367). - 24 с.

2. Демирчян К.С., Миронов В.Г. История электротехники. Теоретическая электротехника / К.С. Демирчян, В.Г. Миронов. - М.: Изд-во МЭИ, 1999. - 262 с.

3. Захарова Е.В. Критерий экспресс-оценки статической устойчивости объединённых энергосистем: дис. ... канд. техн. наук: 05.14.02 / Захарова Елена Вячеславовна. - СПб., 2016. -180 с.

4. АО «ФСК ЕЭС» завершило строительство очередного этапа Северного энерготранзита [Электронный ресурс] // ПАО «ФСК ЕЭС». - М.: 2007-2019. - Режим доступа: www.fsk-

ees.ru/press_center/company_news/archive.php?ELEMENT_ID=211622&sphrase_id=37585 (дата обращения: 25.01.2023).

5. Приказ Минэнерго России от 28.02.2019 № 174 «Об утверждении схемы и программы развития Единой энергетической системы России на 2019 - 2025 годы»

6. Egorov A.O. Research of the Composition and Structure of the Russian Power System Power Plants / A.O. Egorov., V.S. Kulikova, D.E. Petrushin, M.A. Sadokhina // Proceedings of the 2021 IEEE conference of Russian young researchers in electrical and electronic engineering. - 2021. - P. 1399-1404.

7. Носов С.О. Современное состояние и развитие малой гидроэнергетики в Карелии / С.О. Носов, Д.Е. Петрушин // Материалы 72-й Всероссийской (с международным участием) научной конференции обучающихся и молодых ученых. - 2020. - С. 375-378.

8. Egorov A.O. The Research of Mini-Hydro Power Plants Quantity and Installed Capacity in Russia / A.O. Egorov., V.S. Kulikova, D.E. Petrushin, M.A. Sadokhina // Proceedings of the 2021 IEEE conference of Russian young researchers in electrical and electronic engineering. - 2021. - P. 1405-1408.

9. Сысоева Ю.И. Исследование численного состава и установленной мощности малых ГЭС России / Ю.И. Сысоева, А.О. Егоров, Д.Е. Петрушин // Журнал «Энергоэксперт». - 2021. -№1. - С. 60-63.

10. Носов С.О. Современное состояние и перспективы развития малой гидроэнергетики в Республике Карелия / С.О. Носов, Д.Е. Петрушин, Д.А. Ивановский // Журнал «Энергоэксперт». - 2021. - №2. - С. 68-72.

11. Казакевич Е.В. Определение рационального состава разнородных альтернативных источников энергии в гибридных системах электроснабжения узлов связи / Е.В. Казакевич, Д.Д.

Корякин, Д.Е. Петрушин, Д.О. Федосеев // Труды учебных заведений связи. - 2016. - Т.2, № 1. -С. 63-67.

12. Казакевич Е.В. Математическая модель солнечной фотоэлектрической установки / Е.В. Казакевич, Д.Д. Корякин, Д.Е. Петрушин // 71-я всероссийская научно-техническая конференция, посвященная дню радио. Труды конференции. - 2016. - С. 275-277.

13. Корякин Д.Д. Энергоснабжение удаленных потребителей на основе гибридных систем с использованием возобновляемых источников энергии / Д.Д. Корякин, И.Д. Нешин, Д.Е. Петрушин [и др.] // Сборник научных трудов заочной Международной научно-практической конференции «Инновационные разработки для АПК». - 2016. - С. 148-153.

14. Казакевич Е.В. К вопросу о возобновляемых источниках энергии в системах электроснабжения нетяговых потребителей железнодорожного транспорта / Е.В. Казакевич, Д.Е. Петрушин // 72-я всероссийская научно-техническая конференция, посвященная дню радио. Труды конференции. - 2017. - С. 256-258.

15. Системный оператор обеспечил выход Кольского ветропарка на проектную мощность [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.so-ups.ru/odu-northwest/news/odu-northwest-news-view/news/21684/ (дата обращения 19.01.2023)

16. Smirnova S.V. Key Aspects and Trends of Distributed Generation and Energy Decentralization in Russia / S.V. Smirnova, P.V. Bolotov, D.E. Petrushin, M.G. Popov, M.V. Matrosova // 2020 IOP Conference Series Materials Science and Engineering. - 2020. - V. 976. - P. 012028.

17. Смирнова С.В. Тренд времени - распределённая генерация: как он реализуется в России, и как влияет на отрасль / С.В. Смирнова, П.В. Болотов, Д.Е. Петрушин [и др.] // Научно-технический журнал «Вопросы электротехнологии». - 2020. - №2. - С. 20-28.

18. Kulikov A. WSPRT Methods for Improving Power System Automation Devices in the Conditions of Distributed Generation Sources Operation / A. Kulikov, P. Ilyushin, A. Loskutov, K. Suslov, S. Filippov. - Energies, 2022. - 15(22). - P. 8448.

19. Фишов А.Г. Синхронизация частей электрических сетей с распределёнными источниками энергии после аварийного или противоаварийного разделения / А.Г. Фишов, А.А. Осинцев, А.Х. Гуломзода // Электрические станции. - 2022. - № 11(1096). - С. 21-29.

20. Энергокластер «Кола» [Электронный ресурс] // АО «НТЦ ФСК ЕЭС»: М., 2006-2021. - Режим доступа: http://www.ntc-power.ru/ies-aas/pilot_projects/energoclaster_cola/ (дата обращения: 19.05.2021).

21. ГОСТ Р 58670-2019 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Планирование развития энергосистем. Расчеты электроэнергетических режимов и определение технических решений при перспективном развитии энергосистем. Нормы и требования. - М.: Стандартинформ, 2019. - 14 с.

22. Петрушин Д.Е. Методика выявления определяющих ограничений передаваемой активной мощности / Д.Е. Петрушин, М.Г. Попов, И.Г. Выборных // Материалы юбилейной X Международной молодёжной научно-технической конференции «Электроэнергетика глазами молодёжи». - 2019. - Т.1. - С. 124-127.

23. Petrushin D.E. Development of Dispatch Control Facilities: A Technique for Identifying the Current Limitation Factor of Transmitted Active Power / D.E. Petrushin, N.S. Chumakov, D.I. Kalinin // Proceedings - 2022 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2022, Sochi, 16-20 мая 2022 года. - Sochi, 2022. - P. 97-101.

24. Системный оператор обеспечил ввод в работу второй цепи Кольско-Карельского транзита [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.so-ups.ru/odu-northwest/news/odu-northwest-news-view/news/17655/ (дата обращения: 19.05.2021).

25. Петрушин Д.Е. К вопросу о повышении энергосбережения и энергоэффективности на объектах ОАО «РЖД» / Д. Е. Петрушин // 73-я всероссийская научно-техническая конференция, посвященная дню радио. Труды конференции. - 2018.

26. Информация о результатах функционирования устройств РЗА в ЕЭС России в 2022 году [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.so-ups.ru/functioning/tech-base/rza/rza-account-analys/rza-results-info/2022/ (дата обращения 19.01.2023).

27. РД 34.35.516-89 Инструкция по учету и оценке работы релейной защиты и автоматики электрической части энергосистем. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1990. - 27 с.

28. Павлов Н.С. Сравнительный обзор устройств АЛАР и способов выявления асинхронных режимов / Н.С. Павлов // Энергобезопасность и энергосбережение. - 2022. - № 4. -С. 49-52.

29. Гуревич Ю.Е. Расчеты устойчивости и противоаварийной автоматики в энергосистемах / Ю.Е. Гуревич, Л.Е. Либова, А.А. Окин. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 391 с.

30. Меркурьев Г.В., Шаргин Ю.М. Устойчивость энергосистем. [Электронный ресурс] / Г.В. Меркурьев, Ю.М. Шаргин // Расчеты: Монография. - СПб.: НОУ «Центр подготовки кадров энергетики", 2006. - 300с. - Режим доступа: http://www.cpk-energo.ru/metod/u2/MerkShar_5.pdf (дата обращения: 19.05.2021).

31. Применение аналоговых вычислительных машин в энергетических системах. Методы исследования переходных процессов; под ред. Н.И. Соколова. - М.: Энергия, 1970. - 400 с.

32. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. Л.: Энергия, 1980.

- 256 с.

33. Egorov A.O. The Overview of the Park of Hydro Turbines of Mini-Hydro Power Plants in Russia / A.O. Egorov, Y.I. Sysoeva, M.A. Sadokhina, D.E. Petrushin // Proceedings of the 2022

Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, ElConRus 2022, St. Petersburg, 25-28 января 2022 года. - St. Petersburg, 2022. - P. 608-612.

34. Беляков Ю.С. Электромеханические переходные процессы и устойчивость электроэнергетических систем (Краткий курс): учебное пособие / Ю.С. Беляков. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2011. - 103 с.

35. Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е. Применение математических моделей электрической нагрузки в расчетах устойчивости энергосистем и надежности электроснабжения промышленных потребителей. - М.: ЭЛЕКС-КМ, 2008. - 248 с.

36. Технический отчет по научно-исследовательской работе «Определение статических характеристик нагрузки по напряжению для потребителей АО «Карельский окатыш» энергосистемы Республики Карелия на основании натурных испытаний». - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2017. - 110 с.

37. Неуймин В.Г. Руководство пользователя Программного комплекса «RastrWin3» / В.Г. Неуймин, Е.В. Машалов, А.С. Александров, А.А. Багрянцев.

38. Петрушин Д.Е. Исследование статических характеристик нагрузки по напряжению / Д.Е. Петрушин, В.В. Вессарт // Материалы IX Международной молодёжной научно-технической конференции «Электроэнергетика глазами молодёжи». - 2018. - Т.1. - С. 176-179.

39. ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014. - 19 с.

40. Kondrashov M.A. Development of a cluster analysis method for solving the problem of identifying static Voltage Load Characteristics / M.A. Kondrashov, M.G. Popov, D.S. Bukharov, D.E. Petrushin // Journal Of Physics: Conference Series. - 2020. - V.1546 - P.012085.

41. Приказ Минэнерго России от 13.02.2019 № 101 Об утверждении требований к оснащению линий электропередачи и оборудования объектов электроэнергетики классом напряжения 110 кВ и выше устройствами и комплексами релейной защиты и автоматики, а также к принципам функционирования устройств и комплексов релейной защиты и автоматики [Электронный ресурс]. - М.: Официальный интернет-портал правовой информации, 2019. Режим доступа: publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001201904260038 (дата обращения: 19.05.2021).

42. ГОСТ Р 55105-2019 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Автоматическое противоаварийное управление режимами энергосистем. Противоаварийная автоматика энергосистем. Нормы и требования. - М.: Стандартинформ, 2020. - 24 с.

43. Указ Президента Российской Федерации от 7 мая 2018 года № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» - М., 2018. - 19 с.

44. СТО 59012820.29.020.001-2019 Релейная защита и автоматика. Система мониторинга переходных режимов. Нормы и требования. - М.: 2019. - 26 c.

45. Ragozin A.A., Popov M.G. An analysis of effectiveness of using controllable shunting reactors in system-forming networks of power pools / А.А. Ragozin, M.G. Popov // Elektrichestvo. -2002. - I. 2, P. 26-28.

46. Myakushin M.Y., Popov M.G. Determination of places of short circuits at high-voltage power lines / M Y. Myakushin, M.G. Popov // Energetik. - 2002. - I.10, P. 44-45.

47. Popov M.G. Determination of places of short circuits at high-voltage power lines / M.G. Popov // Energetik. - 2004. - I. 2, P. 44-46.

48. Popov M.G. Adaptive correction of current longitudinal differential protection of power equipment / M.G. Popov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2019. - V. 552. - I.1. - P. 012017.

49. Abounekirah S.S., Refaat A.I. A modified restraint method to enhance the performance of differential protection for overhead transmission lines / S.S. Abounekirah, A.I. Refaat // 2019 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). - 2019. - V. 8656690, P. 634-638.

50. Vanin V.K. Increasing the Reliablity of the Measuring Circuits of Protection Relays" / V.K. Vanin, T.D. Ambrosovskaya [and oth.] // Power Technology and Engineering. - 2016. - V. 50. -I.1. - P. 87-92.

51. Попов М.Г. Стационарный регистратор типа «ПАРМА РК 3.02» для учета качества электроэнергии / М.Г. Попов // Энергетик. - 2003. - № 12. - С. 44-45.

52. Попов М.Г. Стационарный регистратор типа «ПАРМА РК 3.02'» для учета качества электроэнергии / М.Г. Попов // Энергетик. - 2005. - № 10. - С. 44-48.

53. Vanin V.K. About influence of non-sinusoidal currents and voltages on the amount of the electric energy / V.K. Vanin, A.V. Bulychov. [and oth.] // MATEC Web of Conf. - 2018. - V. 245, I. 06009.

54. Vanin V.K. Measurement of currents and voltages non-sinusoidal parameters in power supply systems with rectifier load / V.K. Vanin, A.V. Bulychov. [and oth.] // MATEC Web of Conf.. -2018. - V. 245, I. 06007.

55. Zelenin A.S. Development and implementation experience of microprocessor emulators for cyber-physical AVR testing complexes / A.S. Zelenin // Proceedings of the 2019 IEEE conference of Russian young researchers in electrical and electronic engineering. - 2019, I. 8657237. - P. 752-756.

56. Попов М.Г. Современные средства противоаварийного управления объединенными энергосистемами: автореф. дис. ... д-ра техн. наук: 05.14.02 / Попов Максим Георгиевич. - Санкт-Петербург, 2018. - 41 с.: ил. - Библиогр.: С. 39-41.

57. Зеленин А.С. Цифровые средства реального времени для испытаний устройств автоматики энергосистем на цифро-аналого-физическом комплексе : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.02 / Зеленин Александр Сергеевич; [Место защиты: АО «Научно-технический центр Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы»]. - Санкт-Петербург, 2019. - 174 с. : ил.

58. Popov M.G. Analytical Signals Using for the Power Systems Non-Stationary Modes Analysis / M.G. Popov, D.E. Petrushin // Proceedings of the 2020 IEEE conference of Russian young researchers in electrical and electronic engineering. - 2020. - P. 830-834.

59. Приказ Минэнерго России от 06.12.2022 N 1286 «Об утверждении Методических указаний по проектированию развития энергосистем и о внесении изменений в приказ Минэнерго России от 28 декабря 2020 г. N 1195» (Зарегистрировано в Минюсте России 30.12.2022 N 71920). - М., 2020. - 183 с.

60. Методы и инструментарий прогнозирования развития электроэнергетики / Ф. В. Веселов, Е. А. Волкова, А. Е. Курилов [и др.] // Известия Российской академии наук. Энергетика. - 2010. - № 4. - С. 82-94.

61. Петрушин Д.Е. Повышение эффективности системных средств противоаварийного управления энергосистем Мурманской области и Республики Карелия / Д.Е. Петрушин, М.Г. Попов // Материалы XI всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике». - 2018. - С. 283-288.

62. Popov M.G. Increasing the Emergency Control Systems Efficiency in Kola's and Karelia's Power Systems / M.G. Popov, D.E. Petrushin, N.S. Efimov // Proceedings of the 2019 IEEE conference of Russian young researchers in electrical and electronic engineering. - 2019. - P. 1040-1043.

63. Курмак В.В. Совершенствование методов выявления и мониторинга опасных сечений электроэнергетической системы: автореф. дисс... канд. техн. наук: 05.14.02 / Курмак Валерия Владимировна. - Иваново, 2012. - 20 с.

64. Ефремова И.Ю. Разработка и исследование алгоритмов адаптивного пускового органа автоматики разгрузки при статической перегрузке сечения электрической сети: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.14.02 / Ефремова Ирина Юрьевна. - Москва, 2018. - 20 с.

65. Петрушин Д.Е. Контроль сечения «Сумма по сечениям Кола - Карелия и Онда -Кондопога» при управлении режимом энергосистемы Республики Карелия / Д.Е. Петрушин // Материалы VIII Международной молодёжной научно-технической конференции «Электроэнергетика глазами молодёжи». - 2017. - Т.2. - С. 205-208.

66. Петрушин Д.Е. Контроль сечения «Сумма по сечениям Кола - Карелия и Онда -Кондопога» при управлении режимом энергосистемы Республики Карелия / Д.Е. Петрушин, М.Г. Попов // Неделя науки СПбПУ. Материалы научной конференции с международным участием. - 2017. - С. 31-34.

67. Положение по управлению режимами работы энергосистемы в операционной зоне Филиала АО «СО ЕЭС» Карельское РДУ, утв. 06.04.2017. - Петрозаводск, 2017.

68. Попов М.Г. Повышение пропускной способности межсистемных ЛЭП Кольской, Карельской и Ленинградской энергосистем // М.Г. Попов, Д.Е. Петрушин, О.А. Васильева // Релейная защита и автоматизация. - 2023. - № 5. - С. 60-67.

69. Положение по режимам работы транзита 110 кВ Медвежьегорск - Белоусово между операционными зонами Филиалов АО «СО ЕЭС» Карельское РДУ и Вологодское РДУ.

70. Положение по режимам работы транзитов 110 кВ между операционными зонами Филиалов АО «СО ЕЭС» Карельское РДУ и Ленинградское РДУ.

71. Вершинин В.С. Исследование путей повышения надёжности и качества электроснабжения потребителей энергорайона Западной Карелии / В.С. Вершинин, А.А. Тихомиров, Д.Е. Петрушин // Материалы 70-й Всероссийской (с международным участием) научной конференции обучающихся и молодых ученых. - 2018. - С. 589-590.

72. Приказ Минэнерго РФ от 12 июля 2018 года N 548 Об утверждении требований к обеспечению надежности электроэнергетических систем, надежности и безопасности объектов электроэнергетики и энергопринимающих установок «Правила предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима электрической части энергосистем и объектов электроэнергетики» [Электронный ресурс]. - Москва, 2018. - 63 с. - Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/542629629_(дата обращения 19.01.2023)

73. Выборных И.Г. Способы увеличения передаваемой мощности в транзитных энергосистемах на примере электропередачи Кола - Карелия // И.Г. Выборных, Д.Е. Петрушин, М.Г. Попов // Известия НТЦ Единой электроэнергетической системы. - 2023. - № 1 (88). -С. 90-100.

74. Popov M.G. Modern Automatics for Elimination of Asynchronous Operation / M.G. Popov, N.G. Pavlov, D.E. Petrushin // Proceedings - 2019 international Ural conference on electrical power engineering. - 2019. - P. 75-80.

75. ГОСТ 7746-2015 Трансформаторы тока. Общие технические условия. - М.: Стандартинформ, 2016. - 43 с.

76. МЭК 60353: 1989 «ВЧ заградители для линий переменного тока» (с изм. от 04.2002). - 1989. - 82 с.

77. Постановление Правительства Российской Федерации от 13.08.2018 № 937 «Об утверждении Правил технологического функционирования электроэнергетических систем и о

внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации» (с изменениями на 30 января 2021 года).

78. Стандарт организации ПАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.240.55.143-2013 Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям сохранения механической прочности проводов и допустимых габаритов воздушных линий. - 2013. - 67 с.

79. Правила устройства электроустановок. Седьмое издание, утв. Приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 08.07.2002 № 204. - 2003. - 121 с.

80. Серебряков А.С., Осокин В.Л., Семенов Д.А., Жужин М.С. Техника высоких напряжений. Изоляция электрических установок высокого напряжения / А.С. Серебряков, В.Л. Осокин, Д.А. Семенов, М.С. Жужин; под общ. ред. А.С. Серебрякова // Старый Оскол: ООО «Тонкие наукоемкие технологии», 2021. - 448 с.

81. ГОСТ Р 52719-2007. Трансформаторы силовые. Общие технические условия (с Поправкой, с Изменением № 1). - М.: Стандартинформ, 2007. - 42 с.

82. ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1986. - 38 с.

83. Безъязычный В.С., Костинский С.С., Троицкий А.И. Исследование режимов работы силовых двухобмоточных трансформаторов распределительных сетей методом условно постоянных коэффициентов в зависимости от их нагрузки / В.С. Безъязычный, С.С. Костинский, А.И. Троицкий // Кибернетика энергетических систем: сб. материалов XLI Междунар. науч.-техн. конф. (15-17 октября 2019 г.). - Новочеркасск: Изд-во ЮРГПУ (НПИ). - 2020. - С. 89-93.

84. Ванин В.К., Горячевский К.С., Забоин В.Н. Идентификация параметров силовых транс-форматоров в адаптивных средствах их защиты и автоматики / В.К. Ванин, К.С. Горячевский, В.Н. Забоин // Известия НТЦ Единой энергети-ческой системы. - 2018. - № 2(79).

- С. 118-130.

85. Ермаков В.Ф. Блок-схема интеллектуальных микропроцессорных систем сбора данных для проведения энергоаудита в электрических сетях систем электроснабжения / В.Ф. Ермаков // Результаты исследований - 2017: материалы III Национальной конф. профессорско-преподавательского состава и научных работников (25-26 мая 2017 г.). - Новочеркасск: Изд-во ЮРГПУ (НПИ), 2017. - С. 56-58.

86. Засыпкин А.С. Повышение технического совершенства релейной защиты мощных трансформаторов энергосистем: дис. ... д-ра техн. наук: 05.14.02 / Засыпкин Александр Сергеевич. - Новочеркасск, 1983. - 223 с.

87. Засыпкин А.С. Сопротивления трансформаторов, регулируемых под нагрузкой / А.С. Засыпкин // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2020. - Т. 63. - № 4.

- С. 63-69.

88. Ивакин В.Н., Ковалев В.Д., Магницкий А.А. Нормирование энергоэффективности распределительных трансформаторов / В.Н. Ивакин, В.Д. Ковалев, А.А. Магницкий // Энергия единой сети. - 2017. - № 5. - С. 20-29.

89. Могиленко А.В. Новые требования к трансформаторам / А.В. Могиленко // Энергетика и промышленность России. - 2015. - № 12(272). - С. 37.

90. Меркурьев Г.В., Цирель Я.А. Расчеты режимов работы трансформаторов: учеб. пособие / Г.В. Меркурьев, Я.А. Цирель // Центр подготовки кадров энергетики. СПб., 2004. - 38 с.

91. Попов М.Г., Ванин В.К., Забоин В.Н., Гуревич Э.И. Идентификация параметров силового электрооборудования в адаптивных средствах защиты и противоаварийной автоматики / М.Г. Попов, В.К. Ванин, В.Н. Забоин, Э.И. Гуревич // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2018. - Т. 61. - № 6. - С. 68-76.

92. Комплектующие и запчасти к силовым трансформаторам. ООО «Лидер-энерго» [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://lider-energo.ru (дата обращения: 25.01.2023).

93. СТО 56947007-29.180.02.140-2012 Методические указания по проведению расчетов для выбора типа, параметров и мест установки устройств компенсации реактивной мощности в ЕНЭС. - ОАО «ФСК ЕЭС», 2012. - 16 c.

94. Popov M.G., Bocharov Y.N. Dynamic methods of identification of electromagnetic parameters of power transformers in non-stationary mode / M.G. Popov, Y.N. Bocharov // E3S Web of Conf. - 2019. - V. 91. - I.01002.

95. Popov M.G. Identification of Equivalent Electromagnetic and Electromechanical Parameters in Nonstationary Modes / M.G. Popov, D.E. Petrushin, M.V. Matrosova [and oth.] // Proceedings of the 2021 IEEE conference of Russian young researchers in electrical and electronic engineering. - 2021. - P. 1525-1528.

96. Осипов Д.С. Учет нагрева токоведущих частей в расчетах потерь мощности и электроэнергии при несинусоидальных режимах систем электроснабжения: дис. . канд. техн. наук: 05.14.02 / Осипов Дмитрий Сергеевич. - Омск, 2005. - 152 с.

97. Ананичева С.С. Шелюг С.Н. Электроэнергетические системы и сети / С.С. Ананичева, С.Н. Шелюг. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2019. - 296 с.

98. Попов М.Г. Повышение энергоэффективности силовых автотрансформаторов // М.Г. Попов, Д.Е. Петрушин, О.А. Васильева // Вестник Чувашского университета. - 2023. - № 2 - С. 23-36.

99. Петрушин Д.Е., Савельев Р.К., Корякин Д.Д. Определение оптимального режима работы системы охлаждения силового автотрансформатора / Д.Е. Петрушин, Р.К. Савельев, Д.Д. Корякин // Завалишинские чтения '16. Молодежная секция. - СПб.: Изд-во ГУАП, 2016. - С. 121125.

100. Петрушин Д.Е., Савченко Н.Н., Беляков Ю.С. Расчет потерь в силовом автотрансформаторе, определение оптимального режима работы / Д.Е. Петрушин, Н.Н. Савченко, Ю.С. Беляков // Материалы 66-й Всерос. (с междунар. участием) науч. конф. обучающихся и молодых ученых. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2014. - С. 464-465.

101. Богданов С.Н. Холодильная техника. Кон-диционирование воздуха. Свойства веществ / С.Н. Богданов, С.И. Бурцев, О.П. Иванов, А.В. Куприянова; под ред. С.Н. Богданова // Справочник. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: СПбГАХПТ, 1999. - 320 с.

102. Попов М.Г. Снижение эксплуатационных затрат в системах охлаждения автотрансформаторов для повышения их энергоэффективности // М.Г. Попов, Д.Е. Петрушин, Е Е. Фомин, К С. Климов // Энергетик, 2023. - №5 - С. 19-21.

103. Петрушин Д.Е. Совершенствование алгоритмов автоматического регулирования частоты и мощности в энергосистемах / Д.Е. Петрушин, С.О. Носов, А.В. Кузнецов, М.Г. Попов // Электроэнергетика глазами молодежи: Материалы XII Международной научно-технической конференции, Нижний Новгород, 16-19 мая 2022 года. - Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2022. -Т.1. - С. 106-109.

104. Bonchuk I. Operational prediction of power consumption in isolated power systems with a predominance of utility and household loads / I. Bonchuk, A. Shaposhnikov, D. Petrushin, M. Popov // Proceedings - 2021 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2021, Sochi, 17-21 мая 2021 года. - Sochi, 2021. - P. 36-41.

105. Павлов Е.С. Система мониторинга запасов устойчивости / Е.С. Павлов, Д.И. Калинин, Д.Е. Петрушин, М.Г. Попов // Материалы XII всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике». - 2020. -С. 22-25.

106. Попов М.Г. Развитие методов и программного обеспечения исследований динамических свойств электроэнергетических систем: дис. ... канд. техн. наук: 05.14.02 / Попов Максим Георгиевич - СПб., 2001. - 168 с.

107. Кузнецов, А. В. Моделирование изменения частоты во времени в расчетных послеаварийных режимах и использование результатов при планировании и управлении режимами / А. В. Кузнецов // Оперативное управление в электроэнергетике: подготовка персонала и поддержание его квалификации - № 2 (77), - 2019 - С. 10-15.

108. Проект стандарта организации АО «СО ЕЭС» СТО АО «СО ЕЭС» Правила выбора логики действия и настройки устройств автоматики ограничения перегрузки оборудования.

109. Приказ Министерства энергетики РФ от 03.08.2018 N 630 «Об утверждении требований к обеспечению надежности электроэнергетических систем, надежности и безопасности объектов электроэнергетики и энергопринимающих установок «Методические указания по устойчивости энергосистем». - Москва, 2018. - 25 с.

110. Бончук И.А. Определение нерегулярных отклонений мощности и динамической погрешности регулирования баланса активной мощности в небольших изолированных электроэнергетических системах / И.А. Бончук, А.П. Шапошников, М.А. Созинов [и др.] // Журнал «Промышленная энергетика». - 2021. - №2. - С. 2-11.

111. Стандарт ПАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.240.30.010-2008 Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35-750 кВ. Типовые решения ГОСТ Р 59371-2021. - 2007. - 132 с.

112. ГОСТ 34045-2017. Межгосударственный стандарт. Электроэнергетические системы. Оперативно-диспетчерское управление. Автоматическое противоаварийное управление режимами энергосистем. Противоаварийная автоматика энергосистем. Нормы и требования» (введен в действие Приказом Росстандарта от 09.03.2017 N 103-ст). - М.: Стандартинформ, 2017. - 20 с.

113. Стандарт АО «СО ЕЭС» СТО 59012820.29.020.001-2020 Релейная защита и автоматика. Автоматическое противоаварийное управление режимами энергосистем. Устройства локальной автоматики предотвращения нарушения устойчивости. Нормы и требования. - М., 2020. - 137 с.

114. Dautov A.A. Improvement and Testing of Upgraded Power Lines Unloading Automatics by Power Overload with Correction of Tripping Characteristics / A.A. Dautov, M.G. Popov, K.S. Goryachevskiy [and others] // Proceedings of the 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, ElConRus 2021, Moscow, 26-28 января 2021 года. -Moscow, 2021. - P. 833-838.

115. Горячевский К.С. Результаты испытаний системы координированной работы АРПМ и СМЗУ / К.С. Горячевский, А.А. Даутов, Е.Е. Мархаев, И.В. Синянский // Известия НТЦ Единой энергетической системы. - 2022. - № 2(87). - С. 59-65.

116. Русина А.Г. Прогнозирование суточного графика электропотребления рабочих дней с учетом метеофакторов для центральной энергосистемы Монголии / А.Г. Русина, О. Тувшин, П.В. Матренин, Н.С. Попов // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. -2022. - Т. 24, № 2. - С. 97-106.

117. Петрушин Д.Е. Нормативно-правовые основы и особенности функционирования объектов распределённой генерации в России / Д.Е. Петрушин, Н.Н. Савченко, М.Г. Попов // Материалы юбилейной XI Международной молодёжной научно-технической конференции «Электроэнергетика глазами молодёжи». - 2020. - Т.2. - С. 129-132.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Акты внедрения результатов диссертационной работы

«РОССЕТИ

СЕВЕРО-ЗАПАД

Карельснмй фиЛ№Л публичного ак.^рнр; о6:Ц£ства оМеюрегионапьнан рапрвделит^льнзя сетгаан компания Освера-Западэс

Ул. Кироеа д г, Пчфмаюдсн Республика Карелии 165035 тлу.кэсе^пр'доппг^ k5CM7ap.ru

тел.: [phone] фанг: +7(БВД74-59-95 е-гшЬ ^екп^каг^епегдо.ги

На №

Председателю диссертационного совета

У ,2.4,3,47 СПбПУ профессору,

доктору технических наук Тнткову В.В.

Уважаемый Василий Васильевич!

Карельский филиал ПАО «Россети Северо-Запад» подтверждает, что результаты диссертации Петрушина Дениса Евгеньевича, представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по теме «Развитие методов исследований и функциональных алгоритмов противоаварийной автоматики межсистемных линий электропередачи», а именно:

— параметры настройки устройств автоматики ограничения перегрузки оборудования;

- увеличение пропускной способности сети за счёт применения организационно-технических мероприятий по уточнению величин до пусти мьгх токовых нагрузок ЛЭП и элекгросетевого оборудования;

— технологический эффект замыкания ранее разомкнутых связей 110 кВ;

- повышение надёжности электроснабжения потребителей вследствие выбора селективных, параметров срабатывания устройств нротивоавармйпой автоматики (АОПО, А ОСИ);

внедрены в производственную деятельность и оказывают влияние на показатели функционирования электрических сетей 110 кВ Карельского филиала ПАО «Россети Северо-Запад».

И.А, Чулков

Рисунок А.1 - Акт внедрения Карельского филиала ПАО «Россети Северо-Запад»

<t

АКЦИОНЕР! юг объест во «СИСТЕМНЫЙ ОПЕРАТОР ЕДИНОЙ 3HEFJI Е ГИЧЕСКСЙ СИСТЕМЫ»

ФИЛИАЛ АО «(СО ЕЭС» ^СЬЪЕД/П О ¡1 ЮГ ДИСПЕТЧЕРСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ СРГОСИСТЕМЫ С ЕБЕРО-ЗАПАД^

АКТ

внедрений практических результатов диссертационного исследования Петру шина Дениса Евгеньевича «Развитие методов исследований и функциональных алгоритмов противоаварийной автоматики межсистемных линий электропередачи»

Пстругиин Денис Евгеньевич в период подготовки диссертации в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого с 01.10,2017 по настоящее время решал актуальные прикладные задачи в области диспетчерского управления энергосистемой. Результаты исследования используются в Филиалах АО «СО ЕЭС», а также учитываются субъектами электроэнергетики в работе.

1. Организационные н технические мероприятия но повышению пропускной способности сети

По результатам комплексного анализа возможности увеличения пропускной способности системообразующей сети, проведенного автором, в Филиале АО «СО ЕЭС» Карельское РДУ был разработан и совместно с Карельским филиалом МАО «Россети Северо-Запад», Филиалом ПЛО «Россеш» Карельское ПМЭС, Филиалом «Карельский» ПАО «ТГК-1». ЛО «Кондопожский ЦБК», ООО «ЕвроСибЭнсрго - тепловая энергия» и Филиалом ОАО «РЖД» «Трзнсэнерго» «Октябрьская дирекция по энергообеспечению» реализован перечень малозатратных технические мероприятия (учет разрешенной перегрузки ТТ и В43; перевод ТТ па керны с большим коэффициентом трансформации, точечная замена ТТ, ВЧЗ и т.п.). позволивших увеличить пропускную способность связен 11 0-220 кВ энергосистемы Республики Карелия на величину от 6 до 28%.

В ходе рассмотрения и согласования проектной документации по титулу строительства РП 220 кВ Белый Порог автором сформировано предложение о возможности работы двух AT ПС 220 кВ Костомукша на одну линию 220 кВ. Реализация указанного технического мероприятия позволила снизить величину ограничений потребления активной мощности ПС 220 кВ Костомукша (¡1С 52) в ремонтных с*емах.

2. Совершенствование принципов протнвоавэрнн и ого управления

Результаты исследования вопроса выбора оптимальных параметров

настройки и функциональных алгоритмов противоаварийной автоматики, а

также результаты статистической обработки объёмов доступных управляющих воздействий (далее У В) использованы при парамегрировании новых и актуализации настроек существующих устройств проти воаварийной автоматики па объектах электроэнергетики в "ЗС Республики Карелия (АППУ. ЛОПО, AOniJf АОСН, AUFI4).

3. Иссл ед о в л ы ие о б j i я сти д опусти м ы к п еретоков акти вной мощности

11од руководством коллег из Филиала AÜ «СО ЕЭС» ОДУ Северо-Запада автором проведены работы по уточнению подходов к определению максимально допустимых перетоков активной мощности (МДП) в контролируемых сечениях транзитной сети 330-220 кВ ЭС Мурманской области - ЭС Республики Карелия на этапе ввода второй цепи 330 кВ. Их внедрение привело к повышению точности определения МДП и позволило исключить из контроля сечение «Сумма по сечениям Кола - Карелия и Он да -Кондопогз». Внедрены новые контролируемые сечения в операционных зонах Филиала АО «СО ЕЭС» Карельское РДУ и Филиала АО «СО ЕЭС» Ленинградское РДУ: «Карелия - Ленинград», «Свирское-1», «Свирскос-2», «Кондопога - Петрозаводск», «Дефицит ККГЭС», «Выг», «Дефицит Петрозаводска».

В диспетчерском центре Филиала АО «СО ЕЭС» Карельское РДУ внедрены предложенные автором принципы контроля объемов У В на ОГ в автоматике раз1рузки станций (АРС).

4, Совершенствование информационно-управляющих систем

Используются разработанные автором предложения по

совершенствованию принципов применения результатов расчёта ПАК «Система мониторинга запасов устойчивости» при управлении режимом: исключён учет величины нерегулярных колебаний активной мощности в расчётном цикле СМЗУ (учёт выполняется непосредственно в О ПК), учтены дополнительные критерии по длительно допустимой токовой нагрузке электросетевых элементов в исходной схеме сети («для планирования») при отсутствии телеметрии и невозможности контроля средствами мониторинга токовых нагрузок. Приняты в работу обоснования технического эффекта от использования результатов расчёта АДП СМЗУ для выбора уставок АРПМ РПЗЗО кВ Каменный Бор.

С.В, Васильев 22.05.23

Рисунок А.2 - Акт внедрения Филиала АО «СО ЕЭС» ОДУ Северо-Запада

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет»

КТГТарасов

Тг-

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов диссертационной работы «Развитие методов исследований и функциональных алгоритмов противоаварийной автоматики межсистемных линий электропередачи» Петрушина Дениса Евгеньевича

В Петрозаводском государственном университете (ПетрГУ) на кафедре энергообеспечения предприятий и энергосбережения (ЭПиЭ) Физико-технического института Петрушин Д.Е. (являющийся по совместительству старшим преподавателем кафедры) проводит научно-исследовательскую работу по исследованию режимов работы энергосистем, возможностей повышения пропускной способности сети, настроек устройств противоаварийной автоматики. Работа проводится в соответствии с планами НИР ПетрГУ и направлена на внедрение её результатов в электроэнергетику и в учебный процесс.

Результаты исследований Петрушина Д.Е., вошедшие в его диссертационную работу, используются в учебном процессе на кафедре ЭПиЭ при подготовке бакалавров по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» при изучении дисциплин «Введение в профессиональную деятельность», «Проектирование электрических сетей» и в научно-исследовательской работе.

Директор Физико-технического института к.ф.-м.н., доцент

Заведующий кафедрой ЭПиЭ, к.ф.-м.н., доцент

Рисунок А.3 - Акт внедрения ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет

Приложение Б. Свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ

Рисунок Б.1 - Свидетельство №1640 «Математическая модель солнечной фотоэлектрической

установки»

ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ

КОМИССИЯ ПО РЕГИСТРАЦИИ ПРОГРАММ ЛАЯ >ВЫ II нлчуьлнмых

Математическая модель ветроэлектрической установки

ППШООГ.ЛАЛЛТКЛ! ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ

АВТОР 1ЛОТОРЫ1-

ГШТРУШИ11 Денис Евгеньевич САВЕЛЬЕВ Роман Константинович КАЗАКЕВИЧ Р. лена Владимировна КОРЯКИН Денис Дмитриевич

СВИДЕТЕЛЬСТВО

ОБ ОФИЦИЛЛЫЮЙ РЕГИСТРАЦИ1 ПРОГРАММЫ ДЛЯ ЭВМ

N',1672

<Т|И Г и^с'щМ а * ■■

30.03.2016 г

I гМДО^П.^'.и'НЛ'фДШИКА 1Ю1-И] 11*1

/и мим спя I11 »¡»СНОП РАБОТУ.

Е. ХАРЧ1НКО

05 „ апреля 20г.

Рисунок Б.2 - Свидетельство №1672 «Математическая модель ветроэлектрической установки»

**************************★*★★★★******

* ★ ★ ★ * * * ★ ★ * * * * ★ * * * * ★ * ★ * * * ★ ★ ★ * ★ * ★ * ★ ★ ★ ★ ★

■к *

★ * * ★ * * ★ ★ * * ★ * * ★ ★ ★ ★ * *

ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ

КОМИССИЯ ПО РЕГИСТРАЦИИ ПРОГРАММ ДЛЯ ЭВМ И БАЗ ДАННЫХ

СВИДЕТЕЛЬСТВО

ОБ ОФИЦИАЛЬНОЙ РЕГИСТРАЦИИ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ЭВМ

№16177

Эмулятор работы системы управления и мониторинга автономного электроснабжения учла связи с применением альтернативных источников электроэнергии

правообладатель: ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ

АВТОР (АВТОРЫ):

11ЕТРУШИН Денис Евгеньевич COJIOBOR Андрей Владимирович KOJ1IIAKOB Алексей Геннадиевич БОЧАРОВ Сергей Сергеевич ПОНОМАРЁВ Константин Дмитриевич MAI 1ЯШИ11 Дени^.Апск'Ссс^влч

Зарегнггрнрована в Реестре программ для ЭВМ и баз данных:

2(1.06.21)16 I

ЗАМЕСТИТЕЛЬ НАЧАЛЬНИКА ВОЕННОЙ,

по учебной;

«29 »

ПОНЯ

20'

г.

ЕМИИ СВЯЗИ УЧНОЙ РАБОТЕ

ХАРЧЕНКО

★ ★

★ * ★ ★ ★ ★ ★ * * * * * * * * * * * * * * * * * * ★ * * ★ ★ ★ ★ ★ ★ * ★ * ★ ★ * ★ ★ * ★ ★ * ★ ★ ★ * ★ * ★ * * * * * * *

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★А************************

Рисунок Б.3 - Свидетельство №16177 «Эмулятор работы системы управления и мониторинга автономного электроснабжения узла связи с применением альтернативных источников

электроэнергии»

Приложение В. Результаты исследований переходных режимов при существующей структуре противоаварийной автоматики ограничения повышения частоты

В.1. Исследование нестационарного режима при режимно-балансовых условиях, соответствующих совмещённому минимуму потребления активной мощности исследуемых энергосистем в летний период (рисунок В.1, таблица В.1).

Выведена в ремонт Л233, величина перетока мощности в сечении «Онда - Кондопога» составляет 495 МВт (МДП+НК);

Объёмы противоаварийных управляющих на ОГ:

- Работа УДВ Л390 на Ондской ГЭС в объёме 80 МВт (ОГ на ГЭС ЭС Мурманской области и ЭС Республики Карелия, минимальный объём, позволяющий обеспечить допустимость режима на уровне МДП+НК по критерию АДТН Л214 в послеаварийном режиме (ПАР) с отключением ВЛ 330 кВ Кондопога - Петрозаводск (Л392));

- Работа АОПЧ 50,5 Гц несовм. в объёме 150 МВт;

- Работа АОПЧ 50,8 Гц в объёме 80 МВт (характерный объём).

^ с

— Частота, Гц -АОПЧ 50,5 Гц -----АОПЧ 50,8 Гц

-----АОПЧ 51,5 Гц -----АПНУ о 50,5 Гц

Рисунок В.1 - Характеристика изменения частоты при аварийном разделении энергосистем в условиях совмещённого минимума потребления активной мощности

Таблица В.1 - Режимно-балансовые условия работы исследуемых энергосистем и результаты анализа нестационарного послеаварийного режима, соответствующего совмещённому минимуму потребления активной мощности

Генерация района, в том числе: 1835 МВт

АЭС 645 МВт

ГЭС 1190 МВт

Потребление района 1340 МВт

Доаварийный переток в сечении 495 МВт

Исходное отношение избытка мощности к нагрузке выделяемого района 37 %

Скорость изменения частоты с момента:

начала увеличения частоты до срабатывания АПНУ 0.71 Гц/с

срабатывания АПНУ до срабатывания первой ступени АОПЧ 0.18 Гц/с

начала увеличения частоты до срабатывания первой ступени АОПЧ 0.23 Гц/с

Мощность генерирующего оборудования, отключаемого устройствами ПА, в том числе: 310 МВт

АПНУ 80 МВт

АОПЧ 50,5 Гц (несовм. с АПНУ) 150 МВт

АОПЧ 50,8 Гц 80 МВт

АОПЧ 51,5 Гц - МВт

Отношение избытка генерирующей мощности к нагрузке выделяемого района после действия всех сработавших устройств ПА 14 %

Наибольшая единовременная продолжительность превышения 50,5 Гц 14.4 с

В.2. Исследование нестационарного режима при аварийном разделении энергосистем по сечению «Путкинская ГЭС - Онда» (рисунок В.2, таблица В.2).

В сечении «Путкинская ГЭС - Онда» в работе только Л391. Величина перетока мощности в сечении - 420 МВт (ниже 7 ст. (440 МВт) УДВ Л391).

Объёмы противоаварийных управляющих на ОГ:

- Работа УДВ Л390 на Ондской ГЭС в объёме 105 МВт (на уровне минимального объёма от 4 ст. (200 МВт) УДВ Л391).

- Работа АОПЧ 50,5 Гц несовм. в объёме 60 МВт;

- Работа АОПЧ 50,8 Гц в объёме 40 МВт (на уровне минимального объёма);

- Условия для работы АОПЧ 51,5 Гц отсутствуют.

^ с

— Частота, Гц -АОПЧ 50,5 Гц-----АОПЧ 50,8 Гц-----АОПЧ 51,5 Гц-----АПНУ

Рисунок В.2 - Характеристика изменения частоты при аварийном разделении энергосистем по

сечению «Путкинская ГЭС - Онда»

Таблица В.2 - Режимно-балансовые условия работы исследуемых энергосистем и результаты анализа нестационарного послеаварийного режима при аварийном разделении энергосистем по

сечению «Путкинская ГЭС - Онда»

Генерация района, в том числе: 1640 МВт

АЭС 645 МВт

ГЭС 995 МВт

Потребление района 1220 МВт

Доаварийный переток в сечении 420 МВт

Исходное отношение избытка мощности к нагрузке выделяемого района 34 %

Скорость изменения частоты с момента:

начала увеличения частоты до срабатывания АПНУ 0,97 Гц/с

срабатывания АПНУ до срабатывания первой ступени АОПЧ 0,29 Гц/с

начала увеличения частоты до срабатывания первой ступени АОПЧ 0,40 Гц/с

Мощность генерирующего оборудования, отключаемого устройствами ПА, в том числе: 205 МВт

АПНУ 105 МВт

АОПЧ 50,5 Гц (несовм. с АПНУ) 60 МВт

АОПЧ 50,8 Гц 40 МВт

АОПЧ 51,5 Гц - МВт

Отношение избытка генерирующей мощности к нагрузке выделяемого района после действия всех сработавших устройств ПА 18 %

В.3. Исследование нестационарного режима при разделении по сечению «Онда -Кондопога» и работе только одной из ступеней противоаварийной автоматики (рисунок В.3, таблица В.3).

Выведена в ремонт Л233, величина перетока мощности в сечении «Онда - Кондопога» составляет 495 МВт (МДП+НК);

Объёмы противоаварийных управляющих на ОГ:

- Работа УДВ Л390 на Ондской ГЭС в объёме 210 МВт;

- или работа АОПЧ 50,5 Гц в объёме 210 МВт;

- или работа АОПЧ 50,8 Гц в объёме 210 МВт.

51,3

Г Гц

51,1 51

0

Частота, Гц АОПЧ 50,5 Гц

5 10

-----АОПЧ 50,8 Гц

Частота, Гц

15

-----АПНУ

о 50,5 Гц

20

25 30

^ с

Частота, Гц

Рисунок В.3 - Характеристика изменения частоты при разделении по сечению «Онда -Кондопога» и работе только одной из ступеней противоаварийной автоматики

Таблица В.3 - Режимно-балансовые условия работы исследуемых энергосистем и результаты анализа нестационарного послеаварийного режима при разделении по сечению «Онда -Кондопога» и работе только одной из ступеней противоаварийной автоматики

Генерация района, в том числе: 2855 МВт

АЭС 1240 МВт

ГЭС 1615 МВт

Потребление района 2360 МВт

Доаварийный переток в сечении 495 МВт

Исходное отношение избытка мощности к нагрузке выделяемого района 21 %

Скорость изменения частоты с момента:

начала увеличения частоты до срабатывания АПНУ 0.40 Гц/с

срабатывания АПНУ до срабатывания первой ступени АОПЧ - Гц/с

начала увеличения частоты до срабатывания первой ступени АОПЧ 0.26 / 0.30 Гц/с

Мощность генерирующего оборудования, отключаемого устройствами ПА, в том числе: 150 МВт

АПНУ 150 МВт

АОПЧ 50,5 Гц МВт

АОПЧ 50,8 Гц МВт

АОПЧ 51,5 Гц - МВт

Отношение избытка генерирующей мощности к нагрузке выделяемого района после действия всех сработавших устройств ПА 15 %

Наибольшая единовременная продолжительность превышения 50,5 Гц 15.7 / 15.2 / 14.6 с

В.4. Исследование нестационарного режима при разделении по сечению «Онда -Кондопога» со сниженной величиной доаварийной обменной мощности (рисунок В.4, таблица В.4).

Выведена в ремонт Л233, величина перетока мощности в сечении «Онда - Кондопога» составляет 240 МВт;

Объёмы противоаварийных управляющих на ОГ:

- Работа УДВ Л390 на Ондской ГЭС отсутствует (ремонт);

- Работа АОПЧ 50,5 Гц и АОПЧ 50,8 Гц не моделируется.

50,9

^ Гц

50.8 50,7 50,6 50,5 50,4 50,3 50,2 50,1

50

49.9

0 5 10 15 20 25 30

^ с

— Частота, Гц -АОПЧ 50,5 Гц-----АОПЧ 50,8 Гц-----АОПЧ 51,5 Гц-----АПНУ

Рисунок В.4 - Характеристика изменения частоты при разделении по сечению «Онда -Кондопога» со сниженной величиной доаварийной обменной мощности

Таблица В.4 - Режимно-балансовые условия работы исследуемых энергосистем и результаты анализа нестационарного послеаварийного режима при разделении по сечению «Онда -Кондопога» со сниженной величиной доаварийной обменной мощности

Генерация района, в том числе: 2600 МВт

АЭС 1240 МВт

ГЭС 1360 МВт

Потребление района 2360 МВт

Доаварийный переток в сечении 240 МВт

Исходное отношение избытка мощности к нагрузке выделяемого района 10 %

Скорость изменения частоты с момента:

начала увеличения частоты до срабатывания АПНУ - Гц/с

срабатывания АПНУ до срабатывания первой ступени АОПЧ - Гц/с

начала увеличения частоты до срабатывания первой ступени АОПЧ - Гц/с

Мощность генерирующего оборудования, отключаемого устройствами ПА, в том числе: - МВт

АПНУ - МВт

АОПЧ 50,5 Гц - МВт

АОПЧ 50,8 Гц - МВт

АОПЧ 51,5 Гц - МВт

Отношение избытка генерирующей мощности к нагрузке выделяемого района после действия всех сработавших устройств ПА 10 %

В.5. Исследование нестационарного режима при разделении по сечению «Путкинская ГЭС - Онда» со сниженной величиной доаварийной обменной мощности (рисунок В.5, таблица В.5).

В сечении «Путкинская ГЭС - Онда» в работе только Л391. Величина перетока мощности в сечении - 199 МВт (ниже 4 ступени КПР УДВ Л391 200 МВт) (рисунок В.5, таблица В.5); Объёмы противоаварийных управляющих на ОГ:

- Работа УДВ Л391 на Ондской ГЭС в объёме 50 МВт;

- Работа АОПЧ 50,5 Гц в объёме 40 МВт;

- Работа АОПЧ 50,8 Гц в объёме 210 МВт.

51

Г Гц

50,5

50

49,5

49

48,5

10

15

20 25

30

1 с

АОПЧ 50,5 Гц -----АОПЧ 50,8 Гц -----АОПЧ 51,5 Гц -----АПНУ

0

5

Рисунок В.5 - Характеристика изменения частоты при аварийном разделении энергосистем по сечению «Путкинская ГЭС - Онда» со сниженной величиной доаварийной обменной мощности

Таблица В.5 - Режимно-балансовые условия работы исследуемых энергосистем и результаты анализа нестационарного послеаварийного режима при аварийном разделении энергосистем по сечению «Путкинская ГЭС - Онда» со сниженной величиной доаварийной обменной мощности

Генерация района, в том числе: 1419 МВт

АЭС 645 МВт

ГЭС 774 МВт

Потребление района 1220 МВт

Доаварийный переток в сечении 199 МВт

Исходное отношение избытка мощности к нагрузке выделяемого района 16 %

Скорость изменения частоты с момента:

начала увеличения частоты до срабатывания АПНУ 0.46 Гц/с

срабатывания АПНУ до срабатывания первой ступени АОПЧ 0.21 Гц/с

начала увеличения частоты до срабатывания первой ступени АОПЧ 0.24 Гц/с

Мощность генерирующего оборудования, отключаемого устройствами ПА, в том числе: 300 МВт

АПНУ 50 МВт

АОПЧ 50,5 Гц 40 МВт

АОПЧ 50,8 Гц 210 МВт

АОПЧ 51,5 Гц - МВт

Отношение избытка генерирующей мощности к нагрузке выделяемого района после действия всех сработавших устройств ПА -8 %

В.6. Исследование нестационарного режима при разделении по сечению «Онда -Кондопога» и сниженном объёме АОПЧ ГЭС (рисунок В.6, таблица В.6).

Выведена в ремонт Л233, величина перетока мощности в сечении «Онда - Кондопога» составляет 495 МВт (МДП+НК);

Объёмы противоаварийных управляющих на ОГ:

- Работа УДВ Л390 на Ондской ГЭС отсутствует (отказ УДВ);

- Работа АОПЧ 50,5 Гц в объёме 50 МВт;

- Работа АОПЧ 50,8 Гц в объёме 40 МВт (характерный минимальный объём);

- Работа АОПЧ 51,5 Гц в объёме 220 МВт (средняя величина).

Г Гц

51,7 51,5 51,3 51,1 50,9 50,7 50,5 50,3 50,1 49,9 49,7

Частота, Гц