Определение допустимых перетоков мощности на основе адаптивной траектории утяжеления

Наталья [Natalya] Ленмировна [L.] Бацева [Batseva]; Василий [Vasiliy] Александрович [A.] Сухоруков [Sukhorukov]

doi:10.24160/1993-6982-2021-6-20-30

Наталья [Natalya] Ленмировна [L.] Бацева [Batseva]
Василий [Vasiliy] Александрович [A.] Сухоруков [Sukhorukov]

DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2021-6-20-30

Ключевые слова: контролируемое сечение, статическая апериодическая устойчивость, адаптивная траектория утяжеления, система мониторинга запасов устойчивости, схема энергосистемы цепочечной структуры

Аннотация

Цель исследования — создание методики поиска адаптивной траектории утяжеления для схем энергосистем цепочечной структуры и ее апробация на контролируемых сечениях системообразующей сети 500 кВ. Для разработки методики поиска адаптивной траектории утяжеления использованы теоретические сведения о цепочечных структурах энергосистем, особенностях режимов их работы. В качестве критериев контроля нарушения статической апериодической устойчивости в исследуемом контролируемом сечении взяты значения уровней напряжения в узлах системообразующей сети 500 кВ, нормированные углы по связям, входящим в исследуемое, и смежные контролируемые сечения. Особое внимание уделено загрузке по активной мощности смежных контролируемых сечений относительно исследуемого. Методика апробирована на двух контролируемых сечениях системообразующей сети 500 кВ. Результаты расчетов показали, что в некоторых схемно-режимных ситуациях предельный переток активной мощности, установленный на основании методики, больше предельного перетока, определенного с помощью вектора изменения режима, с разницей между значениями от 54 до 319 МВт, либо меньше него, с разницей между значениями от 121 до 228 МВт. Установлено, что разница между значениями обусловлена большей, либо меньшей загрузкой смежных контролируемых сеченийпо отношению к исследуемому. Выявлена схемно-режимная ситуация, в которой значения предельных перетоков, найденные с помощью методики и вектора изменения режима, практически совпадают между собой. Разница составляет 15 МВт. Последующая алгоритмизация методики и создание программного обеспечения позволят применить её к большему количеству контролируемых сечений, изучить различные схемно-режимные ситуации для накопления статистических данных. При удовлетворении требований к быстродействию программного обеспечения в режиме, близком к реальному времени, оно будет адаптировано для программно-аппаратного комплекса «Система мониторинга запасов устойчивости». В целом апробация методики для схем энергосистем цепочечной структуры позволила сделать вывод о ее работоспособности для поиска адаптивной траектории утяжеления и определении предельных по статической апериодической устойчивости перетоков активной мощности с использованием расчетной модели энергосистемы, соответствующей текущей схемно-режимной ситуации.

Сведения об авторах

Наталья [Natalya] Ленмировна [L.] Бацева [Batseva]

кандидат технических наук, доцент, доцент отделения электроэнергетики и электротехники Инженерной школы энергетики Национального исследовательского Томского политехнического университета, e-mail: batsevan@tpu.ru

Василий [Vasiliy] Александрович [A.] Сухоруков [Sukhorukov]

аспирант Инженерной школы энергетики Национального исследовательского Томского политехнического университета, e-mail: vas60005596@yandex.ru

Литература

1. Maslennikov S., Litvinov E., Vaiman M., Vaiman M. Implementation of ROSE for On-line Voltage Stability Analysis at ISO New England // Proc. IEEE PES General Meeting Conf. and Exposition. New Jersey, 2014. Pp. 1—5.
2. Malik S., Vaiman M., Vaiman M. Implementation of ROSE for Real-time Voltage Stability Analysis at WECC RC // Proc. IEEE PES T&D Conf. and Exposition. Chicago, 2014. Pp. 1—5.
3. Cepeda J.C., Argüello G.A., Verdugo P.X., De La Torre A.B. Real-time Monitoring of Steady-state and Oscillatory Stability Phenomena in the Ecuadorian Power System // Proc. IEEE PES Transmission & Distribution Conf. and Exposition. Medellin, 2014. Pp. 1—6.
4. Chen J., Mortensen T., Blevins B., Thompson C., Du Pengwei. ERCOT Experience in Using Online Stability Analysis in Real-time Operations // Proc. IEEE Power & Energy Soc. General Meeting. Denver, 2015. Pp. 1—5.
5. Zhao J. e. a. On-line Voltage Stability Monitoring and Control (VSMC) System in Fujian Power Grid // Proc. IEEE Power Eng. Soc. General Meeting. Tampa, 2007. Pp. 1—6.
6. Campeanu H.S., L'Helguen E., Assef Y., Vidal N., Savulescu S.C. Real-time Stability Monitoring at Transelectrica // Proc. IEEE PES Power Systems Conf. and Exposition. Atlanta, 2007. Pp. 1–6.
7. Zhao J. e. a. A Real-time Monitor Framework for Static Voltage Stability of Power System // Proc. IEEE Region X Conf. Melbourne, 2007. Pp. 1—4.
8. Li S., Ajjarapu V., Djukanovic M. Adaptive On-line Monitoring of Voltage Stability Margin via Local Regression // IEEE Trans. Power Systems. 2018. V. 33. Iss. 1. Pp. 701—713.
9. Dimitrovska T., Rudež U., Mihalič R. Real-time Application of an Indirect Power-system Contingency Screening Method Based on Adaptive PCA // IEEE Trans. Power Systems. 2019. V. 34. Iss. 6. Pp. 4665—4673.
10. Александров А.С., Максименко Д.М., Михайленко А.Ф., Неуймин В.Г. Развитие системы мониторинга запасов устойчивости с контролем динамической устойчивости для учета действия противоаварийной автоматики // Известия НТЦ Единой энергетической системы. 2017. № 1. С. 64—72.
11. Томалев А.А. Система мониторинга запасов устойчивости (СМЗУ). Опыт эксплуатации и перспективные направления развития СМЗУ в ОЭС Сибири // Электроэнергетика глазами молодежи: Сб. научн. тр. юбилейной X Междунар. научн.-техн. конф. Иркутск, 2019. Т. 2. С. 83—86.
12. Александров А.С., Максименко Д.М., Неуймин В.Г. Расчет максимально допустимых перетоков в системе мониторинга запасов устойчивости // Известия НТЦ Единой энергетической системы. 2014. № 1. С. 13—23.
13. Жуков А.В., Сацук Е.И. Средство от опасных перетоков // Корпоративный бюллетень АО «СО ЕЭС» 50 Гц. 2017. № 3. С. 1—3.
14. Портной М.Г., Рабинович Р.С. Управление энергосистемами для обеспечения устойчивости. Москва: Энергия, 1978.
15. Совалов С.А., Семенов В.А. Противоаварийное управление в энергосистемах. Москва: Энергоатомиздат, 1988.
16. Курмак В.В. Совершенствование методов выявления и мониторинга опасных сечений электроэнергетической системы: дис. … канд. техн. наук. Иваново: Изд-во Ивановского гос. энергетического ун-та им. В.И. Ленина, 2012.
17. Гамм А.З., Голуб И.И. Сенсоры и слабые места в электроэнергетических системах. Иркутск: СЭИ СО РАН, 1996.
18. Аржанников С.Г., Вторушин А.С., Захаркин О.В., Ландман А.К., Петров А.Э., Попова Е.Ю. Алгоритмическое обеспечение ПТК верхнего уровня ЦСПА ОЭС Сибири и перспективы развития // Известия НТЦ Единой энергетической системы. 2013. № 1. С. 91—98.
19. Крюков А.В. Предельные режимы электроэнергетических систем. Иркутск: ИрГУПС, 2012.
20. СТО 59012820.27.010.004—2020. Правила определения максимально допустимых и аварийно-допустимых перетоков активной мощности в контролируемых сечениях.
---
Для цитирования: Бацева Н.Л., Сухоруков В.А. Определение допустимых перетоков мощности на основе адаптивной траектории утяжеления // Вестник МЭИ. 2021. № 6. С. 20—30. DOI: 10.24160/1993-6982-2021-6-20-30
#
1. Maslennikov S., Litvinov E., Vaiman M., Vaiman M. Implementation of ROSE for On-line Voltage Stability Analysis at ISO New England. Proc. IEEE PES General Meeting Conf. and Exposition. New Jersey, 2014:1—5.
2. Malik S., Vaiman M., Vaiman M. Implementation of ROSE for Real-time Voltage Stability Analysis at WECC RC. Proc. IEEE PES T&D Conf. and Exposition. Chicago, 2014:1—5.
3. Cepeda J.C., Argüello G.A., Verdugo P.X., De La Torre A.B. Real-time Monitoring of Steady-state and Oscillatory Stability Phenomena in the Ecuadorian Power System. Proc. IEEE PES Transmission & Distribution Conf. and Exposition. Medellin, 2014:1—6.
4. Chen J., Mortensen T., Blevins B., Thompson C., Du Pengwei. ERCOT Experience in Using Online Stability Analysis in Real-time Operations. Proc. IEEE Power & Energy Soc. General Meeting. Denver, 2015:1—5.
5. Zhao J. e. a. On-line Voltage Stability Monitoring and Control (VSMC) System in Fujian Power Grid. Proc. IEEE Power Eng. Soc. General Meeting. Tampa, 2007:1—6.
6. Campeanu H.S., L'Helguen E., Assef Y., Vidal N., Savulescu S.C. Real-time Stability Monitoring at Transelectrica. Proc. IEEE PES Power Systems Conf. and Exposition. Atlanta, 2007:1–6.
7. Zhao J. e. a. A Real-time Monitor Framework for Static Voltage Stability of Power System. Proc. IEEE Region X Conf. Melbourne, 2007:1—4.
8. Li S., Ajjarapu V., Djukanovic M. Adaptive On-line Monitoring of Voltage Stability Margin via Local Regression. IEEE Trans. Power Systems. 2018;33;1:701—713.
9. Dimitrovska T., Rudež U., Mihalič R. Real-time Application of an Indirect Power-system Contingency Screening Method Based on Adaptive PCA. IEEE Trans. Power Systems. 2019;34;6:4665—4673.
10. Aleksandrov A.S., Maksimenko D.M., Mikhaylenko A.F., Neuymin V.G. Razvitie Sistemy Monitoringa Zapasov Ustoychivosti s Kontrolem Dinamicheskoy Ustoychivosti dlya Ucheta Deystviya Protivoavariynoy Avtomatiki. Izvestiya NTC Edinoy Energeticheskoy Sistemy. 2017;1:64—72. (in Russian).
11. Tomalev A.A. Sistema Monitoringa Zapasov Ustoychivosti (SMZU). Opyt Ekspluatacii i Perspektivnye Napravleniya Razvitiya SMZU v OES Sibiri. Elektroenergetika Glazami Molodezhi: Sb. Nauchn. Tr. Yubileynoy X Mezhdunar. Nauchn.-tekhn. Konf. Irkutsk, 2019;2:83—86. (in Russian).
12. Aleksandrov A.S., Maksimenko D.M., Neuymin V.G. Raschet Maksimal'no Dopustimykh Peretokov v Sisteme Monitoringa Zapasov Ustoychivosti. Izvestiya NTC Edinoy Energeticheskoy Sistemy. 2014;1:13—23. (in Russian).
13. Zhukov A.V., Sacuk E.I. Sredstvo ot Opasnykh Peretokov. Korporativnyy Byulleten' AO «SO EES» 50 Gtc. 2017;3:1—3. (in Russian).
14. Portnoy M.G., Rabinovich R.S. Upravlenie Energosistemami dlya Obespecheniya Ustoychivosti. Moskva: Energiya, 1978. (in Russian).
15. Sovalov S.A., Semenov V.A. Protivoavariynoe Upravlenie v Energosistemakh. Moskva: Energoatomizdat, 1988. (in Russian).
16. Kurmak V.V. Sovershenstvovanie Metodov Vyyavleniya i Monitoringa Opasnykh Secheniy Elektroenergeticheskoy Sistemy: Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. Ivanovo: Izd-vo Ivanovskogo Gos. Energeticheskogo Un-ta im. V.I. Lenina, 2012. (in Russian).
17. Gamm A.Z., Golub I.I. Sensory i Slabye Mesta v Elektroenergeticheskikh Sistemakh. Irkutsk: SEI SO RAN, 1996. (in Russian).
18. Arzhannikov S.G., Vtorushin A.S., Zakharkin O.V., Landman A.K., Petrov A.E., Popova E.Yu. Algoritmicheskoe Obespechenie PTK Verkhnego Urovnya CSPA OES Sibiri i Perspektivy Razvitiya. Izvestiya NTC Edinoy Energeticheskoy Sistemy. 2013;1:91—98. (in Russian).
19. Kryukov A.V. Predel'nye Rezhimy Elektroenergeticheskikh Sistem. Irkutsk: IrGUPS, 2012. (in Russian).
20. STO 59012820.27.010.004—2020. Pravila Opredeleniya Maksimal'no Dopustimykh i Avariyno-dopustimykh Peretokov Aktivnoy Moshchnosti v Kontroliruemykh Secheniyakh. (in Russian).
---
For citation: Batseva N.L., Sukhorukov V.A. Determination of Marginal Power Flows Based on an Adaptive Gradual Load Increase Trajectory. Bulletin of MPEI. 2021;6:20—30. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2021-6-20-30