INSTITUT ENERGETIKI LOGO

Прогноз развития энергетики мира и России 2019

Серия исследований "Мировая энергетика"

Серия исследований "Энергетика России"

Модельно-информационный комплекс SCANER

Новое в энергетике

Базовая кафедра Системных исследований энергетических рынков

СОВЕТ по приоритетному направлению НТР РФ

Прогноз НТР развития отраслей ТЭК РФ на период до 2035 г.

Школа молодых ученых 2021 - Приоритеты НТР энергетики России

Главная » Участие в РЗА - 2021

Участие в работе Международной конференции "Релейная защита и автоматика энергосистем – 2021"


29 сентября — 01 октября 2021 г. в г. Москва состоялась Международная конференция "Релейная защита и автоматика энергосистем – 2021", в которой с докладами выступил руководитель Центра интеллектуальных электроэнергетических систем и распределенной энергетики, д.т.н. Павел Илюшин в рамках научной программы Секции 6 "Релейная защита и автоматика распределительных сетей с ВИЭ и СНЭЭ".
В докладе "Особенности режимов работы распределительных сетей в условиях массовой интеграции распределенных источников энергии" Павел Илюшин отметил, что в последнее десятилетие интерес к распределенной генерации (РГ) в России у предприятий различных отраслей промышленности возрос многократно, так как ее ввод в эксплуатацию позволяет получать более дешевые энергоресурсы для снижения себестоимости и повышения конкурентоспособности производимой продукции. В ряде случаев необходимость строительства объектов РГ на углеводородном топливе обусловлена необходимостью обеспечения надежного электроснабжения ответственных потребителей, перерывы в электроснабжении которых недопустимы. На объектах РГ в России нашли широкое применение зарубежные газотурбинные (ГТУ) и газопоршневые (ГПУ) генерирующие установки (ГУ). Однако они обладают своими особенностями, которые приводят к аварийным ситуациям, что следует учитывать при их интеграции в распределительные сети. По статистике более 50 раз в год различные энергорайоны, находящиеся в зоне централизованного электроснабжения, выделяются в островной режим. В докладе представлены результаты анализа особенностей электрических режимов в энергорайонах с распределенными источниками энергии (РИЭ) в различных схемно-режимных условиях, а именно:
- увеличение скорости протекания переходных процессов;
- трудности согласования уставок устройств РЗА и технологических защит ГУ, а также производственных линий промышленных предприятий с уставками устройств РЗА элементов прилегающей сети;
- отклонение показателей качества электроэнергии от нормируемых значений в энергорайонах в РИЭ;
- влияние РИЭ на алгоритмы работы и параметры настройки устройств автоматики энергосистем;
- перманентные изменения величин и направлений мощности в сетях, в зависимости от режимов генерации и потребления в узлах нагрузки.
На основании результатов проведенного анализа в докладе сделаны следующие выводы:
- технические характеристики РИЭ обуславливают увеличение скорости протекания переходных процессов при возникновении возмущений, особенно в островном режиме, что требует повышения быстродействия пусковых органов устройств РЗА.
- для предотвращения аварий с массовым отключением потребителей и РИЭ необходимо применять быстродействующие устройства РЗА и высоковольтные выключатели с меньшим собственным временем отключения для снижения глубины и длительности провалов напряжения.
- оценка параметров режима в устройствах РЗА должна производиться с применением методов цифровой обработки сигналов, устойчивых к существенным отклонениям показателей качества электроэнергии.
- при технологическом присоединении РИЭ необходимо в обязательном порядке проводить проверку, а, при необходимости, корректировку существующих алгоритмов работы и параметров настройки устройств автоматики энергосистем, или осуществлять их замену.
- в условиях значительных изменений режимов генерации и потребления в течение суток в сетях с РИЭ необходимо внедрение систем автоматического расчета и изменения уставок устройств РЗА в темпе процесса, что требует применения устройств РЗА, поддерживающих данную технологию.
В докладе представлены рекомендации по подходам к решению проблемных вопросов при проектировании развития распределительных сетей, а также в процессе их эксплуатации.
В докладе "Оценка параметров аварийного режима в условиях быстрых переходных процессов в сетях с распределенными источниками энергии" (соавтор д.т.н., профессор Александр Куликов) Павел Илюшин отметил особенности электрических режимов в энергорайонах с объектами распределенной генерации (РГ) обусловлены малыми значениями механических постоянных инерции генерирующих установок (ГУ), а также низкой скоростью набора нагрузки ГУ. Поэтому характерны значительные отклонения параметров токов и напряжений при внешних возмущениях, например, в результате повреждений и существенных изменений нагрузки в островном (автономном) режиме промышленных энергорайонов. Следует отметить, что режимы работы энергорайонов с объектами РГ сопровождаются значительными отклонениями показателей качества электрической энергии в широком динамическом диапазоне, что обусловлено нелинейной и изменяющейся нагрузкой, применением оборудования с элементами силовой электроники, а также стохастической выработкой электроэнергии ГУ на базе возобновляемых источников энергии. Для обеспечения корректной работы цифровых устройств релейной защиты и автоматики энергосистем, с одной стороны, требуется высокое быстродействие при сохранении достаточной их точности оценки параметров режима, а с другой стороны, целесообразно применение статистических методов обработки сигналов.
В докладе обсуждаются результаты исследования возможностей применения статистических алгоритмов в задачах оценивания параметров аварийного режима, распознавания нормальных и аварийных режимов, а также идентификации режимных областей, в энергорайонах с объектами РГ с использованием:
- метода максимального правдоподобия;
- дискриминаторных методов;
- процедур последовательного принятия решения Вальда.
Отмечено, что в условиях быстрых электромеханических переходных процессов следует переходить от измерений режимных параметров к их оценке, с сохранением точности и более высоким быстродействием. Это необходимо для выбора и реализации оптимального состава и объемов управляющих воздействий, позволяющих предотвратить отключения ГУ на объектах РГ и электроустановок потребителей устройствами релейной защиты и технологической автоматики. Использование метода максимального правдоподобия для оценки параметров аварийного режима энергорайонов с объектами РГ не требует точной информации относительно измеряемых величин и предполагает применения многоканальных устройств измерения с целью повышения быстродействия по сравнению с методами адаптации.
Обоснована целесообразность применения для оценки параметров аварийного режима энергорайонов с объектами РГ дискриминаторных методов, обладающих высокими динамическими характеристиками. Цифровая обработка сигналов при реализации дискриминаторных методов оценки параметров напряжения имеет существенные особенности, которые необходимо учитывать при построении измерительных органов устройств автоматики управления нормальными и аварийными режимами. Дискриминаторные методы оценки параметров режима и предложенные алгоритмы цифровой обработки сигналов, реализованные в разработанной структурной схеме измерителя частоты и амплитуды сигнала напряжения, могут использоваться и устройствах, где требуется обеспечение динамической устойчивости измерительных органов, в частности, релейной защиты, автоматики энергосистем, телемеханики, синхронизированных векторных измерений и др.
Целесообразно применение последовательного критерия отношения вероятностей Вальда для целей распознавания режимов и идентификации режимной области в энергорайонах с объектами РГ. Показаны преимущества применения последовательного анализа в островном (автономном) режиме работы энергорайона с объектами РГ в условиях снижения частоты, переходных процессов, несинусоидальности токов и напряжений, способствующих большим ошибкам оценки их параметров. Обоснованность выводов сопровождается результатами имитационного моделирования.
Разработанные алгоритмы оценки параметров электрических режимов и схемные решения устройств перспективны для использования в релейной защите и автоматике управления нормальными и аварийными режимами энергорайонов с объектами РГ.

Организаторы конференции: АО "Системный оператор Единой энергетической системы", ПАО "Россети ФСК ЕЭС", ПАО "РусГидро", Российский национальный комитет Международного Совета по большим электрическим системам высокого напряжения (РНК СИГРЭ), АО "Электрификация", с привлечением ОАО "ВНИИР" в качестве научно-технического партнера.
Целью конференции является анализ современного состояния систем РЗА, эксплуатируемых или внедряемых в электрических сетях ЕЭС России, обсуждение существующих и перспективных направлений развития релейной защиты, противоаварийной и режимной автоматики, в том числе архитектуры, принципов построения и алгоритмов функционирования систем РЗА, обмен международным опытом разработки, проектирования и эксплуатации цифровых систем РЗА.