Аналіз впливу характеристик потужності синхронних генераторів на пропускну здатність перетинів ОЕС України
Представлено стислий аналіз одного із основних обмежень пропускної здатності перетинів в ОЕС України. Розглянуто основні підходи до врахування характеристик потужності синхронних генераторів (СГ) при розрахунках пропускної здатності контрольованих перетинів. На прикладі показано вплив характеристик...
Збережено в:
| Дата: | 2014 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут електродинаміки НАН України
2014
|
| Назва видання: | Технічна електродинаміка |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/121881 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Аналіз впливу характеристик потужності синхронних генераторів на пропускну здатність перетинів ОЕС України / Л.М. Лук’яненко // Технічна електродинаміка. — 2014. — № 4. — С. 44-46. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-121881 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1218812017-06-22T03:02:37Z Аналіз впливу характеристик потужності синхронних генераторів на пропускну здатність перетинів ОЕС України Лук’яненко, Л.М. Електроенергетичні комплекси, системи та керування ними Представлено стислий аналіз одного із основних обмежень пропускної здатності перетинів в ОЕС України. Розглянуто основні підходи до врахування характеристик потужності синхронних генераторів (СГ) при розрахунках пропускної здатності контрольованих перетинів. На прикладі показано вплив характеристик потужності СГ з та без врахуванням їхньої залежності від напруги на величину допустимого перетоку потужності в перетині. Представлен краткий анализ одного из основных ограничений пропускной способности сечений в ОЭС Украины. Рассмотрены основные подходы к учету характеристик мощности синхронных генераторов (СГ) при расчетах пропускной способности контролируемых сечений. На примере показано влияние характеристик мощности СГ (с и без учета их зависимости от напряжения) на величину допустимого перетока мощности по сечению. In the paper, one of main limitations of total transfer capacity (TTC) of interfaces in IPS of Ukraine were briefly analysed. Also general approaches how to take into account the PQ characteristics of synchronous generators (SG) during the calculation TTC of controlled interfaces were considered. As example, the impact PQ characteristics of SG (with and without consideration them voltage dependence) on TTC of one interface was calculated. 2014 Article Аналіз впливу характеристик потужності синхронних генераторів на пропускну здатність перетинів ОЕС України / Л.М. Лук’яненко // Технічна електродинаміка. — 2014. — № 4. — С. 44-46. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 1607-7970 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/121881 621.311 uk Технічна електродинаміка Інститут електродинаміки НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Електроенергетичні комплекси, системи та керування ними Електроенергетичні комплекси, системи та керування ними |
| spellingShingle |
Електроенергетичні комплекси, системи та керування ними Електроенергетичні комплекси, системи та керування ними Лук’яненко, Л.М. Аналіз впливу характеристик потужності синхронних генераторів на пропускну здатність перетинів ОЕС України Технічна електродинаміка |
| description |
Представлено стислий аналіз одного із основних обмежень пропускної здатності перетинів в ОЕС України. Розглянуто основні підходи до врахування характеристик потужності синхронних генераторів (СГ) при розрахунках пропускної здатності контрольованих перетинів. На прикладі показано вплив характеристик потужності СГ з та без врахуванням їхньої залежності від напруги на величину допустимого перетоку потужності в перетині. |
| format |
Article |
| author |
Лук’яненко, Л.М. |
| author_facet |
Лук’яненко, Л.М. |
| author_sort |
Лук’яненко, Л.М. |
| title |
Аналіз впливу характеристик потужності синхронних генераторів на пропускну здатність перетинів ОЕС України |
| title_short |
Аналіз впливу характеристик потужності синхронних генераторів на пропускну здатність перетинів ОЕС України |
| title_full |
Аналіз впливу характеристик потужності синхронних генераторів на пропускну здатність перетинів ОЕС України |
| title_fullStr |
Аналіз впливу характеристик потужності синхронних генераторів на пропускну здатність перетинів ОЕС України |
| title_full_unstemmed |
Аналіз впливу характеристик потужності синхронних генераторів на пропускну здатність перетинів ОЕС України |
| title_sort |
аналіз впливу характеристик потужності синхронних генераторів на пропускну здатність перетинів оес україни |
| publisher |
Інститут електродинаміки НАН України |
| publishDate |
2014 |
| topic_facet |
Електроенергетичні комплекси, системи та керування ними |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/121881 |
| citation_txt |
Аналіз впливу характеристик потужності синхронних генераторів на пропускну здатність перетинів ОЕС України / Л.М. Лук’яненко // Технічна електродинаміка. — 2014. — № 4. — С. 44-46. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| series |
Технічна електродинаміка |
| work_keys_str_mv |
AT lukânenkolm analízvplivuharakteristikpotužnostísinhronnihgeneratorívnapropusknuzdatnístʹperetinívoesukraíni |
| first_indexed |
2025-07-08T20:43:40Z |
| last_indexed |
2025-07-08T20:43:40Z |
| _version_ |
1837112936028438528 |
| fulltext |
44 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 4
УДК 621.311
АНАЛІЗ ВПЛИВУ ХАРАКТЕРИСТИК ПОТУЖНОСТІ СИНХРОННИХ ГЕНЕРАТОРІВ
НА ПРОПУСКНУ ЗДАТНІСТЬ ПЕРЕТИНІВ ОЕС УКРАЇНИ
Л.М.Лук’яненко, канд.техн.наук
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна,
е-mail: lukianenko.lukian@gmail.com
Представлено стислий аналіз одного із основних обмежень пропускної здатності перетинів в ОЕС України.
Розглянуто основні підходи до врахування характеристик потужності синхронних генераторів (СГ) при роз-
рахунках пропускної здатності контрольованих перетинів. На прикладі показано вплив характеристик поту-
жності СГ з та без врахуванням їхньої залежності від напруги на величину допустимого перетоку потужно-
сті в перетині. Бібл. 4, рис. 1.
Ключові слова: енергосистема, стійкість за напругою, перетоки потужності, запаси зі статичної стійкості.
Дослідження умов втрати стійкості за напругою є найбільш актуальною задачею для електроенергетич-
них систем (ЕЕС) більшості країн, зокрема, і для об’єднаної енергосистеми (ОЕС) України. Для останньої хара-
ктерною ознакою є обмеження пропускної здатності ліній/перетинів через неможливість забезпечення задові-
льних рівнів напруги та достатніх резервів за реактивною потужністю. На сьогодні, для ОЕС України основним
чинником щодо обмеження пропускної здатності перетинів ОЕС України в аспекті забезпечення статичної стій-
кості є стійкість за напругою [2] (питання обмеження пропускної здатності перетинів за умовами втрати дина-
мічної стійкості в даній роботі не розглядалися).
Основною причиною неконтрольованого зменшення напруги та втрати стійкості за напругою є нездат-
ність ЕЕС підтримувати в кожний момент часу баланс реактивних потужностей на окремій системі шин (СШ)
або в окремій зоні ЕЕС після виникнення збурення. З цієї точки зору питання забезпечення стійкості за напру-
гою передбачає вирішення таких задач:
– забезпечення достатніх резервів реактивної потужності;
– забезпечення допустимих рівнів напруги;
– підтримка нормативних запасів зі статичної стійкості за напругою.
На даний час основні засоби генерування реактивної потужності та підтримання необхідних резервів в
ОЕС України за відсутності мережевих засобів компенсації сконцентровані на електростанціях [3]. При цьому
слід мати на увазі, що ТЕЦ переважно працюють з фіксованим коефіцієнтом потужності і, таким чином, не мо-
жуть бути регульованим джерелом реактивної потужності. Також, в ОЕС України більшість ЛЕП експлуату-
ються в режимах, що мають величину потужності меншу від натуральної, тобто вони є джерелами реактивної
потужності. Проте їх також не можна вважати надійними і головне регульованими джерелами реактивної по-
тужності. Кількість батарей статичних конденсаторів, які, як правило, регулюють cosφ, а не напругу та працю-
ючих синхронних компенсаторах в ОЕС України надто мала. Таким чином, на сьогодні єдиним регульованим
джерелом реактивної потужності в ОЕС України є синхронні генератори (СГ). При цьому величина зони регу-
лювання реактивної потужності визначається їхніми експлуатаційними характеристиками.
Враховуючи сказане, можна стверджувати, що точне і адекватне моделювання режимів роботи синхро-
нних генераторів є необхідною умовою визначення реалістичних значень пропускної здатності більшості пере-
тинів. Мова йде про адекватне врахування діапазонів роботи СГ за реактивною потужністю. Тому питання ви-
користання коректних моделей СГ, особливо з урахуванням їхніх залежностей від поточного завантаження за
активною потужністю та напруги на генераторних шинах, набуває особливої актуальності при дослідженні об-
ласті існування режимів. Все це дозволить уточнити значення пропускної здатності ліній/перетинів, а розраху-
нки наблизити до реальних значень з урахуванням обмежень за станом існуючого обладнання та його режима-
ми роботи. З іншого боку, про врахування вказаних характеристик потужності СГ йде мова і у нових вимогах
щодо визначення стійкості енергосистем [4], зокрема у п. 9.2.2 . На жаль, більшість вітчизняних програмних
комплексів, що застосовуються для розрахунку граничних перетоків, не враховують вказані залежності при ви-
конанні обважнення режимів роботи ЕЕС.
У цілому, існує декілька способів врахування обмежень щодо реактивної потужності СГ при моделю-
ванні [1]. Одним із найбільш поширених на практиці є підхід, пов'язаний із заданням СГ за допомогою характе-
ристик min max уст, ,Q Q U (мінімальна, максимальна реактивні потужності та уставка за напругою на контрольних
СШ). Цей спосіб використовується в більшості вітчизняних програм розрахунку усталених режимів (УР) та ста-
тичної стійкості. Основним недоліком такого способу є припущення, що min max,Q Q не залежать ні від активної
потужності генератора, ні від СШU (напруги на шинах генератора). Проте, це не в повній мірі відповідає дійс-
© Лук'яненко Л.М., 2014
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 4 45
ності і їхнє використання може суттєво впливати на результати розрахунку. На рисунку представлено типову
характеристику СГ з нанесеними обмеженнями щодо величини доступної реактивної потужності.
‐0,10
0,10
0,30
0,50
0,70
0,90
1,10
1,30
‐0,72 ‐0,52 ‐0,32 ‐0,12 0,08 0,28 0,48 0,68 0,88 1,08 1,28 1,48 1,68
Обмеження
за ОМЗ
Обмеження за
струмом статору
Обмеження за
струмом ротора
P=Pnom
Аналіз цих залежностей дозволяє зробити висновок, що maxQ досить суттєво залежить від завантажен-
ня СГ за активною потужністю і від напруги на генераторних шинах. Залежність minQ від напруги проявляється
досить слабо, тому неврахування цієї залежності при розв’язанні даної задачі, як правило, не призводить до
суттєвого зменшення точності розрахунку.
Іншим важливим аспектом коректного моделювання СГ є врахування дії захистів, зокрема, величини
уставки щодо обмеження мінімального збудження (ОМЗ) генератора. При досягненні заданої уставки захист
виводить з роботи (блокує) систему автоматичного регулювання збудження (АРЗ) та стабілізує струм збуджен-
ня на мінімальному рівні. Як видно з рисунку, ОМЗ накладає більш жорсткі обмеження на споживання реактив-
ної потужності СГ ніж інші чинники. Таким чином, наявний резерв регулювання реактивної потужності на СГ і
його точне врахування має виключне значення для розрахунку пропускної здатності перетинів.
З урахуванням наведеного підходу, як приклад, було проведено розрахункові дослідження граничних
режимів роботи перетину «Южноукраїнська АЕС–Вінниця» в різних комбінаціях (див. таблицю):
1. Базовий режим, що відповідає поточній практиці розрахунку пропускної здатності перетинів.
2. Режим з враховуванням PQ характеристик СГ (без врахування їхньої залежності від напруги).
3. Режим з врахуванням залежностей PQ характеристик СГ від напруги.
Слід зазначити, що початковий перетік потужності (до обважнення) в нормальній схемі становив
3149 МВт, а в ремонтній схемі − 3229 МВт.
Нормальна схема роботи ЕС Ремонтна схема (вимкнення ПЛ 330 кВ
«Аджалик-Усатого») Комбінації умов
врахування ха-
рактеристик СГ Граничний
перетік, МВт
МДП
(зап. 20%)
МВт
Зміна Pгр.
перетину
від баз.
реж., МВт
Граничний
перетік, МВт
АДП
(зап. 8%)
МВт
Зміна P
перетину
від баз.
реж., МВт
Базовий режим 4669 3735 - 3688 3393 -
PQ(P) 4620 3696 -49 3465 3188 -223
PQ(P,U) 4619 3695 -50 3497 3217 -191
Всі розрахунки виконувались в ПЗ PowerFactory.
Так, на підставі аналізу пропускної здатності обраного перетину (таблиця) для нормальної схеми ЕЕС
можна зробити висновок, що PQ-характеристики (з/без урахуванням їхніх залежностей від напруги) мають не-
46 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 4
значний вплив на пропускну здатність перетину, оскільки СГ ще не вийшли на межу регулювання реактивної
потужності. Аналіз ремонтної схеми показав, що вплив PQ-характеристик СГ у даному випадку носить визна-
чальний характер, бо саме в ремонтних схемах найчастіше виникає значний дефіцит реактивної потужності і
може порушуватись стійкість за напругою.
Представлені результати показали, що різниця між величиною аварійно допустимої потужності
(3393 МВт) та поточним перетоком (3229 МВт) для ремонтної схеми при використанні «традиційних» підходів
складає 129 МВт. Розрахунок цього ж ремонтного режиму, але уже з врахуванням PQ-характеристик показав,
що режим виходить за межі аварійно допустимого значення, і існує ймовірність втрати стійкості системи. В той
же час оперативний персонал (який керується «спрощеними» розрахунками) цього не зможе визначити.
Висновки. Стійкість за напругою є основним обмеженням пропускної здатності більшості перетинів в
ОЕС України. При цьому, враховуючи, що синхронні генератори є основними регульованими джерелами реак-
тивної потужності в ОЕС України, для коректного визначення пропускної здатності перетинів необхідно при
моделюванні використовувати максимально точне представлення їхніх характеристик, зокрема, щодо резервів
за реактивною потужністю. Неврахування PQ-характеристик та їхніх залежностей від напруги можуть призвес-
ти до ситуації, коли оперативний персонал буде хибно представляти плинну ситуацію і може виникнути небез-
пека втрати стійкості при керуванні режимами ОЕС України.
1. Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е., Окин А.А. Расчет устойчивости и противоаварийной автоматики в энергосистемах. –
М.: Энергоатомиздат, 1990. – 390 с.
2. Кириленко О.В., Павловський В.В., Лук’яненко Л.М., Зорін Є.В. Аналіз стійкості енергетичних систем за напру-
гою // Технічна електродинаміка. – 2010. – №3. – C. 59–66.
3. Кириленко О.В., Павловський В.В., Лук’яненко Л.М. Оцінка резервів реактивної потужності в ОЕС України з ура-
хуванням проблеми забезпечення стійкості за напругою // Техн. електродинаміка. Тем. випуск. Проблеми сучасної електро-
техніки. – 2010. – Ч. 3. – c. 53-56.
4. Розрахунок граничних режимів роботи енергосистем з урахуванням вимог СОУ-Н МЕВ 40.1-00100227-68:2012
«Стійкість енергосистем. Керівні вказівки».
УДК 621.311.
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК МОЩНОСТИ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ НА ПРОПУСКНУЮ
СПОСОБНОСТЬ СЕЧЕНИЙ ОЭС УКРАИНЫ
Л.Н.Лукьяненко, канд.техн.наук
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина.
E-mail: lukianenko.lukian@gmail.com
Представлен краткий анализ одного из основных ограничений пропускной способности сечений в ОЭС Украины.
Рассмотрены основные подходы к учету характеристик мощности синхронных генераторов (СГ) при расчетах
пропускной способности контролируемых сечений. На примере показано влияние характеристик мощности СГ (с и
без учета их зависимости от напряжения) на величину допустимого перетока мощности по сечению. Библ. 4, рис. 1.
Ключевые слова: энергосистема, устойчивость по напряжению, перетоки мощности, запасы по статической устой-
чивости.
ANALYSIS OF IMPACT PQ CHARACTERISTICS OF SYNCHRONOUS GENERATORS ON TOTAL TRANSFER
CAPACITY OF INTERFACES IN IPS OF UKRAINE
L.Lukianenko
Institute of Electrodynamics National Academy of Science of Ukraine,
pr. Peremohy, 56, Kyiv-57, 03680, Ukraine.
E-mail: lukianenko.lukian@gmail.com
In the paper, one of main limitations of total transfer capacity (TTC) of interfaces in IPS of Ukraine were briefly ana-
lysed. Also general approaches how to take into account the PQ characteristics of synchronous generators (SG) during
the calculation TTC of controlled interfaces were considered. As example, the impact PQ characteristics of SG (with
and without consideration them voltage dependence) on TTC of one interface was calculated. References 4, figure 1.
Keywords: power system, voltage stability, loadflows, total transfer capacity.
1. Gurevych Ju., Libova L., Okin A. Calculating Stability and Emergency Automation in power systems. – Мoskva: Energoatomizdat,
1990. – 390 p. (Rus)
2. Kyrylenko O., Pavlovsky V., Lukianenko L., Zorin Ye. Analysis of voltage stability of power systems // Tekhnichna Elektrody-
namika. – 2010. – №3. – Pp. 59–66. (Ukr)
3 Kyrylenko O., Pavlovsky V., Lukianenko L. Evaluation of reactive power reserves in IPS of Ukraine considering the problem of
voltage stability // Tekhnichna Elektrodynamika. Tematychnyi vypusk "Problemy suchasnoi elektrotekhniky". – 2010. –Vol. 3. – Pp.
53−56. (Ukr)
4. Industry Guidance Documents СОУ-Н МЕВ 40.1-00100227-68:2012. Power system Stability. The guidelines. – Kyiv. (Ukr)
Надійшла 17.02.2014
|