РОЗДІЛ 2
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РОБОТИ ЕНЕРГОСИСТЕМИ ТА СИСТЕМИ АРЧП
2.1 Розробка математичної моделі електроенергетичного об’єднання ОЕС України –
ЄЕС Росії
Сучасний етап розвитку систем регулювання частоти та активної потужності в
електроенергетичних системах безпосередньо пов'язаний з широким впровадженням
нових методів та засобів автоматичного управління.
Удосконалення існуючих систем регулювання частоти та активної потужності
потребує дослідження особливостей їх роботи в різних, в тому числі граничних
режимах, проведення структурного та параметричного синтезу. Найкращою основою
даних досліджень є математичне моделювання, котре неможливе без моделей, які
адекватно відображають процеси в елементах системи [52].
Дослідженню систем АРЧП присвячено ряд робіт, в яких або докладно
розглядаються характеристики окремої електростанції, яка приймає участь в
регулюванні частоти [31,53,54] при спрощеному аналізі окремої частини
енергосистеми, або розглядається режим регулювання частоти та перетока активної
потужності в електроенергетичному об'єднанні, до складу якого входять дві
енергосистеми [40], при спрощеному аналізі окремих енергосистем.
Впровадження удосконалених алгоритмів роботи групових регуляторів активної
потужності на регулюючих ГЕС ОЕС України та нових інформаційних технологій
також пред’являє додаткові вимоги по дослідженню роботи системи АРЧП.
З урахуванням вищевикладеного, розроблено модель ОЕС України в режимі
паралельної роботи з ЄЕС Росії, в якій, на відміну від існуючих, враховано
алгоритми роботи станційних регуляторів активної потужності на регулюючих ГЕС
ОЕС України, що дозволить дослідити та удосконалити роботу існуючої системи
АРЧП ОЕС України.
Блок-схема моделі паралельної роботи електроенергетичних об’єднань ОЕС України
та ЄЕС Росії з відповідними системами АРЧП наведена на рис. 2.1. На блок-схемі
прийнято наступні позначення:
ЕГ – еквівалентний генератор;
ЕН – еквівалентне навантаження;
БМПП – блок моделювання перетока потужності (в моделі прийнято, що ОЕС України
зв’язана з ЄЕС Росії однією еквівалентною міжсистемною лінією зв’язку);
ПКПД – прямий канал передачі даних, по якому передається величина зміни
перетока потужності еквівалентною міжсистемною лінією зв’язку;
ЦР – центральний регулятор (система SCADA/AGC та ЦКС);
ЗКПДi – зворотні канали передачі даних, по яким передаються керуючі дії та
задані уставки позапланової потужності на і-регулюючу гідроелектростанцію;
- зміна потужності генерації і-гідроелектростанціі;
, - небаланси активної потужності в ОЕС України та ЄЕС Росії, відповідно;
, - зміна перетока активної потужності еквівалентною лінією зв’язку між ОЕС
України та ЄЕС Росії;
, - сумарні зміни активної потужності в ОЕС України та ЄЕС Росії, відповідно;
- відхилення частоти в ОЕС України від номінальної величини;
- відхилення частоти в ЄЕС Росії від номінальної величини;
, - масштабні коефіцієнти, які визначають частку максимальної потужності
передачі еквівалентною лінією зв’язку від потужностей споживання ОЕС України та
ЄЕС Росії, відповідно;
U –величина керуючої дії системи АРЧП;
Ps –величина уставки позапланової потужності системи АРЧП;
ui – величина керуючої дії на і-гідроелектростанцію;
Psi – величина позапланової потужності на і-гідроелектростанцію.
Рис. 2.1 Блок-схема електроенергетичного об’єднання ОЕС України та ЄЕС Росії
Виходячи з того, що робота двох електроенергетичних об’єднань розглядається при
малих відхиленнях частоти та перетоків активної потужності від їх уставок, при
дослідженні роботи системи АРЧП можуть бути прийняті наступні припущення
[54,55]:
вся множина генераторів представлена у вигляді одного еквівалентного
генератора;
навантаження прикладено безпосередньо до валу генератора.
В регулюванні режиму за частотою та активною потужністю в ОЕС України приймають
участь наступні регулюючі ГЕС: Київська, Кременчуцька, Дніпродзержинська,
Дніпровська ГЕС-1, Каховська та Дністровська ГЕС; в ЄЕС Росії – Волгоградська
ГЕС [17,57].
Система АРЧП SCADA/AGC ОЕС України працює в режимі автоматичного регулювання
перетока з корекцією за частотою, центральна координуюча система АРЧП ЄЕС Росії
– в режимі автоматичного регулювання частоти.
Виникнення небалансу активної потужності в одній із енергосистем приводить до
відхилення частоти від номінальної величини та перетока активної потужності від
заданого значення.
Відхилення частоти Дf на виході ланки ЕГ визначається сумарною зміною активної
потужності генерації ГЕС ДРГЕС, перетоком активної потужності еквівалентною
лінією зв’язку ДРпер, величиною небалансу активної потужності в енергосистемі
ДРнб та зміною потужності еквівалентного навантаження. Величина зміни перетока
активної потужності ДРпер еквівалентною лінією зв’язку в БМПП визначається
різницею відхилень частот в ОЕС України та ЄЕС Росії.
В моделі ОЕС України на вхід центрального регулятора подаються величини
відхилень частоти Дf1 та перетока активної потужності (в моделі ЄЕС Росії –
тільки відхилення частоти Дf2). При передачі сигналу про величину перетока
активної потужності еквівалентною міжсистемною лінією зв’язку від датчиків
активної потужності, виконано моделювання каналів передачі даних (КПД), що
дозволяє дослідити вплив зміни періоду телевимірювання та часу затримки
передачі інформації в КПД на якість регулювання частоти та активної потужності
системою АРЧП.
В залежності від величин відхилень Дf1 та в моделі системи АРЧП ОЕС України
окремо визначаються величини керуючих дій ui та уставки позапланових
потужностей , які використовуються при перевірці умов на завантаження або
розвантаження гідротурбін, у відповідності з коефіцієнтами часткової участі
регулюючих ГЕС
- Київ+380960830922