Вплив автоматик енергоблоків АЕС на стійкість за частотою при поділі ОЕС України на два ізольовано працюючих острови

Розглянуто зміну частоти в об’єднаній енергосистемі (ОЕС) України. Проведено аналіз роботи частотних автоматик енергоблоків атомних електростанцій при виникненні аварійних режимів. Запропоновано методологію проведення розрахункових досліджень для різних схемно-режимних умов ОЕС України при її поді...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2016
1. Verfasser:	Стелюк, А.О.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Інститут електродинаміки НАН України 2016
Schriftenreihe:	Технічна електродинаміка
Schlagworte:	Електроенергетичні системи та устаткування
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134808
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Вплив автоматик енергоблоків АЕС на стійкість за частотою при поділі ОЕС України на два ізольовано працюючих острови / А.О. Стелюк // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 3. — С. 73-75. — Бібліогр.: 3 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-134808
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1348082018-06-15T03:05:33Z Вплив автоматик енергоблоків АЕС на стійкість за частотою при поділі ОЕС України на два ізольовано працюючих острови Стелюк, А.О. Електроенергетичні системи та устаткування Розглянуто зміну частоти в об’єднаній енергосистемі (ОЕС) України. Проведено аналіз роботи частотних автоматик енергоблоків атомних електростанцій при виникненні аварійних режимів. Запропоновано методологію проведення розрахункових досліджень для різних схемно-режимних умов ОЕС України при її поділі на два ізольовано працюючих острови по перетину «Захід-Вінниця». Наведено результати моделювання з урахуванням дії пристроїв автоматичного частотного розвантаження та частотних автоматик енергоблоків при виникненні такого збурення. Рассмотрено изменение частоты в объединенной энергосистеме (ОЭС) Украины. Проведен анализ работы частотных автоматик энергоблоков атомных электростанций при возникновении аварийных режимов. Предложена методология проведения расчётных исследований для разных схемно-режимных условий ОЭС Украины при ее делении на два изолированно работающих острова по сечению «Запад-Винница». Приведены результаты моделирования с учетом действия устройств автоматической частотной разгрузки и частотной автоматики энергоблоков при возникновении такого возмущения. The frequency change has been considered in the event of the parallel and isolated operation of the interconnected power system (IPS) of Ukraine. The frequency automatics operation of the nuclear power plant generators is analyzed in case of the emergency. The methodology has been proposed for the different operation conditions considering IPS of Ukraine separation into two islands at “Zakhid-Vinnytsa” interface. The simulation results considering frequency load shedding and frequency automatics of the power units are shown for such disturbance. 2016 Article Вплив автоматик енергоблоків АЕС на стійкість за частотою при поділі ОЕС України на два ізольовано працюючих острови / А.О. Стелюк // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 3. — С. 73-75. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. 1607-7970 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134808 621.316.726 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 системи та устаткування Електроенергетичні системи та устаткування
spellingShingle	Електроенергетичні системи та устаткування Електроенергетичні системи та устаткування Стелюк, А.О. Вплив автоматик енергоблоків АЕС на стійкість за частотою при поділі ОЕС України на два ізольовано працюючих острови Технічна електродинаміка
description	Розглянуто зміну частоти в об’єднаній енергосистемі (ОЕС) України. Проведено аналіз роботи частотних автоматик енергоблоків атомних електростанцій при виникненні аварійних режимів. Запропоновано методологію проведення розрахункових досліджень для різних схемно-режимних умов ОЕС України при її поділі на два ізольовано працюючих острови по перетину «Захід-Вінниця». Наведено результати моделювання з урахуванням дії пристроїв автоматичного частотного розвантаження та частотних автоматик енергоблоків при виникненні такого збурення.
format	Article
author	Стелюк, А.О.
author_facet	Стелюк, А.О.
author_sort	Стелюк, А.О.
title	Вплив автоматик енергоблоків АЕС на стійкість за частотою при поділі ОЕС України на два ізольовано працюючих острови
title_short	Вплив автоматик енергоблоків АЕС на стійкість за частотою при поділі ОЕС України на два ізольовано працюючих острови
title_full	Вплив автоматик енергоблоків АЕС на стійкість за частотою при поділі ОЕС України на два ізольовано працюючих острови
title_fullStr	Вплив автоматик енергоблоків АЕС на стійкість за частотою при поділі ОЕС України на два ізольовано працюючих острови
title_full_unstemmed	Вплив автоматик енергоблоків АЕС на стійкість за частотою при поділі ОЕС України на два ізольовано працюючих острови
title_sort	вплив автоматик енергоблоків аес на стійкість за частотою при поділі оес україни на два ізольовано працюючих острови
publisher	Інститут електродинаміки НАН України
publishDate	2016
topic_facet	Електроенергетичні системи та устаткування
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134808
citation_txt	Вплив автоматик енергоблоків АЕС на стійкість за частотою при поділі ОЕС України на два ізольовано працюючих острови / А.О. Стелюк // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 3. — С. 73-75. — Бібліогр.: 3 назв. — укр.
series	Технічна електродинаміка
work_keys_str_mv	AT stelûkao vplivavtomatikenergoblokívaesnastíjkístʹzačastotoûpripodílíoesukraíninadvaízolʹovanopracûûčihostrovi
first_indexed	2025-07-09T22:08:24Z
last_indexed	2025-07-09T22:08:24Z
_version_	1837208861734338560
fulltext	ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 3 73 Рис. 1 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.65 0.7 0.75 0.8 49.69 49.7 49.71 49.72 49.73 49.74 49.75 49.76 Обертовий резерв 3D графік відхилення частоти Частка блоків ПРЧ В ід хи ле нн я ча ст от и Рис. 2 УДК 621.316.726 ВПЛИВ АВТОМАТИК ЕНЕРГОБЛОКІВ АЕС НА СТІЙКІСТЬ ЗА ЧАСТОТОЮ ПРИ ПОДІЛІ ОЕС УКРАЇНИ НА ДВА ІЗОЛЬОВАНО ПРАЦЮЮЧИХ ОСТРОВИ А.О.Стелюк, канд.техн.наук Інститут електродинаміки НАН України, пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна. e-mail: astelyuk@gmail.com Розглянуто зміну частоти в об’єднаній енергосистемі (ОЕС) України. Проведено аналіз роботи частотних автоматик енергоблоків атомних електростанцій при виникненні аварійних режимів. Запропоновано методо- логію проведення розрахункових досліджень для різних схемно-режимних умов ОЕС України при її поділі на два ізольовано працюючих острови по перетину «Захід-Вінниця». Наведено результати моделювання з урахуванням дії пристроїв автоматичного частотного розвантаження та частотних автоматик енергоблоків при виник- ненні такого збурення. Бібл. 3, рис. 4. Ключові слова: частота, системна аварія, частотна автоматика енергоблоку, атомна електростанція, ізольована робота, стійкість за частотою, острів. Підключення об’єднаної енергосистеми (ОЕС) України на паралельну роботу з енергооб’єднанням кра- їн Центральної та Західної Європи ENTSO-E (European Network Transmission System Operators for Electricity – Європейська мережа операторів систем передачі електроенергії) висуває низку вимог, зокрема в час- тині забезпечення стійкої роботи вітчизняної ОЕС в ізольованому режимі. Одним з основних показників, який визначає надійність режимів та якість електричної енергії, є частота змінного струму. На поточний час паралель- на робота ОЕС України з енергосистемами країн СНД дозволяє підтримувати допустимі рівні відхи- лення частоти навіть при відключенні енергоблоку (ЕБ) атомної електростанції (АЕС) номінальною по- тужністю 1000 МВт. При цьому, як відомо, відхи- лення частоти в ОЕС визначається величиною неба- лансу потужності, що виник, а також статичними частотними характеристиками ОЕС та енергооб’єд- нання в цілому [2, 3]. Так, на основі даних моніто- рингу частоти та перетоків активної потужності, що здійснюється вітчизняною системою SCADA/AGC/ EMS, для випадку відключення ЕБ АЕС визначена статична частотна характеристика ОЕС України (рис. 1), коефіцієнт крутизни якої складає 3150 МВт/Гц. Це дозволяє виконати оцінку режимів вітчизняної ОЕС у вигляді реакції генераторів та навантаження на зміну частоти в енергооб’єднанні, а також визначити відхи- лення частоти в ОЕС для відомих величин коефіцієн- та обертаючого резерву та частки агрегатів, що беруть участь у первинному регулюванні частоти (рис. 2). Представлення відхилення частоти у тривимірному просторі дозволяє побудувати сімейство таких прос- торових залежностей для декількох збурень різної по- тужності з метою візуалізації ситуації щодо можли- вого максимального відхилення частоти для забезпе- чення більш надійного (з точки зору стійкості за час- тотою) складання графіків покриття та визначення складу генеруючого обладнання на етапі планування режимів роботи ОЕС України. © Стелюк А.О., 2016 74 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 3 Рис. 3 Рис. 4 Метою роботи є визначення ефективності функціонування систем протиаварійного керування при ви- никненні збурень, що супроводжуються значним зниженням частоти. Перехід ОЕС України на ізольований ре- жим роботи, що є однією з вимог ENTSO-E, буде визначатися більш «жорсткими» режимними умовами, зокре- ма в частині забезпечення стійкості за частотою. В таких умовах виникнення системних аварій є небезпечним в аспекті порушення стійкої роботи вітчизняної ОЕС. Однією із запорук забезпечення живучості ОЕС України є надійна робота систем регулювання частоти, а також систем протиаварійного керування, насамперед пристроїв автоматичного частотного розвантаження (АЧР). Це дозволить попередити спрацювання частотних автоматик енергоблоків вітчизняних АЕС при підвищенні (зниженні) частоти та розвиток особливої аварії, наслідком якої є повне знеструмлення власних потреб багатьох вітчизняних тепло- вих та атомних електростанцій. Як випливає з наведеного, обсяг навантаження, що обмежується дією АЧР, повинен бути таким, щоб час виходу частоти із зони спрацювання частотної автоматики не перевищував допустимої уставки за часом відповідної черги [1]. Графічне пояснення процесів зміни частоти в таких аварійних режи- мах представлено на рис. 3, де наведено криві зміни частоти в ОЕС, які відповідають різним величинам небалансів активної потужності, що виникають. Так, у першому випадку (крива 1) резерви первинно- го та вторинного регулювання, що моделюються у цьому досліджен- ні, є достатніми для утримання допустимого відхилення частоти, яке є безпечним в аспекті порушення стійкості ОЕС України за часто- тою. У другому випадку (крива 2) спостерігається значне відхилення частоти від номінального значення. З метою попередження «вход- ження» частоти в область спрацювання частотних захистів АЕС починають спрацьовувати пристрої спеціальної та захисної черг АЧР першої категорії, які виробляють керуючі дії на обмеження потужності споживання. За- стосування таких превентивних заходів дозволяє підвищити частоту в ОЕС (рис. 3) і, як наслідок – попередити спрацювання першої черги частотної автоматики АЕС, яка визначається областю А. Виникнення ще більшого небалансу активної потужності в масштабах ОЕС призводить до глибокого відхилення частоти (крива 3), коли частота «входить» в область спрацювання А першої черги частотної автома- тики АЕС. Проте дія пристроїв АЧР другої категорії (суміщеної та несуміщеної) дозволяє підвищити частоту в ОЕС і забезпечити її вихід за межі області спрацювання А. Зміни частоти, що відповідають кривим 4 та 5, при- зводять до відключення ЕБ АЕС від мережі з подальшим переходом до особливої системної аварії. Так, обсяги спрацювання АЧР є недостатніми для виходу частоти (крива 4) за межі допустимої області Б. При більш глибо- кому зниженні частоти (крива 5) допустимий час роботи ЕБ АЕС значно зменшується; при перевищенні часу знаходження частоти в області В здійснюється відключення ЕБ від мережі. Такий розвиток системної аварії також призводить до виникнення особливої системної аварії, яка супроводжується повним знеструмленням ОЕС із втратою власних потреб вітчизняних електростанцій. Дослідження роботи систем протиаварійного керування, а також частотних автоматик ЕБ АЕС у рам- ках роботи виконано для випадку поділу ОЕС України на два ізольовано працюючих острови по перетину «За- хід-Вінниця» відповідно до розробленої методології розрахункових досліджень, яка враховує режими роботи ОЕС («зима-максимум» та «літо-мінімум»), стан первинного регулювання частоти (автоматичні регулятори швидкості в роботі або виведені з роботи), режими робо- ти частотних автоматик ЕБ АЕС (введені в роботу або виведені), а також характеристику навантаження (статич- на або динамічна). З урахуванням вищезазначеного, на базі запропонованої методології сформовано 16 розра- хункових сценаріїв, що дозволяють провести комплексні дослідження режимів за частотою у двох островах, що утворилися при поділі ОЕС України. Як свідчать отримані результати досліджень, для «східного острова» стійкість за частотою зберігається для всіх розглянутих розрахункових сценаріїв моделю- вання (рис. 4). Дефіцит потужності генерації, що утво- рився у цьому острові, компенсується мобілізацією пер- винних резервів (у рамках відповідних сценаріїв), а та- кож за рахунок дії пристроїв АЧР першої (спеціальної, захисної та основної черг спрацювання) та АЧР другої (несуміщеної) категорій, що свідчить про достатність об- сягів потужності споживання, що обмежуються дією цих пристроїв. У той самий час, як свідчать результати моде- лювання, для «західного острова» стійкість за частотою ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 3 75 не забезпечується для жодного розрахункового сценарію моделювання. Серед іншого, це обумовлено виник- ненням значного небалансу активної потужності, який визначається доаварійним перетоком по перетину «За- хід-Вінниця». Крім того, у цьому острові відсутні первинні резерви активної потужності в напрямку розванта- ження регулюючих енергоблоків при підвищенні частоти. Це обумовлено тим, що в острові генерація активної потужності здійснюється переважно енергоблоками Хмельницької та Рівненської АЕС, потужність яких в умо- вах збільшення частоти не змінюється. Проте навіть за умови участі блоків цих станцій у первинному регулю- ванні частоти їхній регулюючий діапазон є недостатнім для утримання частоти у допустимих межах. Таким чином, відповідно до результатів моделювання існуючі обсяги навантаження, що обмежуються дією пристроїв АЧР, є достатніми для забезпечення стійкості за частотою у «східному острові» ОЕС України, що працює в ізольованому режимі у випадку її поділу по перетину «Захід-Вінниця» з небалансом активної по- тужності 2400 МВт. Одним із варіантів забезпечення стійкості за частотою у «західному острові» є удоскона- лення системи протиаварійного керування при підвищенні частоти в частині створення адаптивних частотних автоматик енергоблоків АЕС з контролем окремих режимних параметрів, що дозволить підтримувати відхи- лення частоти в межах допустимих значень. 1. Павловський В.В., Стелюк А.О. Оцінка впливу частотних автоматик енергоблоків атомних електростанцій на живучість та стійкість ОЕС України за частотою // Технічна електродинаміка. – 2015. – № 6. – С. 53-58. 2. Сидоров А.Ф. Об определении коэффициента жесткости энергосистемы по частоте // Новини енергетики. – 2004. – № 3. – С. 40-45. 3. Machowski J., Bialek J., Bumby J. Power system dynamics. Stability and Control. – John Wiley & Sons, 2008. – 611 p. УДК 621.316.726 ВЛИЯНИЕ АВТОМАТИК ЭНЕРГОБЛОКОВ АЭС НА УСТОЙЧИВОСТЬ ПО ЧАСТОТЕ ПРИ ДЕЛЕНИИ ОЭС УКРАИНЫ НА ДВА ИЗОЛИРОВАННО РАБОТАЮЩИХ ОСТРОВА А.О.Стелюк, канд.техн.наук Институт электродинамики НАН Украины, пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина. e-mail: astelyuk@gmail.com Рассмотрено изменение частоты в объединенной энергосистеме (ОЭС) Украины. Проведен анализ работы частотных автоматик энергоблоков атомных электростанций при возникновении аварийных режимов. Пред- ложена методология проведения расчётных исследований для разных схемно-режимных условий ОЭС Украины при ее делении на два изолированно работающих острова по сечению «Запад-Винница». Приведены результа- ты моделирования с учетом действия устройств автоматической частотной разгрузки и частотной авто- матики энергоблоков при возникновении такого возмущения. Библ. 3, рис. 4. Ключевые слова: частота, системная авария, частотная автоматика энергоблока, атомная электростанция, изо- лированная работа, устойчивость по частоте, остров. AUTOMATICS IMPACT OF THE NUCLEAR POWER PLANT GENERATING UNITS ON FREQUENCY STABILITY IN CASE OF IРS OF UKRAINE SEPARATION IN TWO ISOLATED ISLАNDS A.O. Steliuk Institute of Electrodynamics National Academy of Science of Ukraine, рr. Peremohy, 56, Kyiv-57, 03680, Ukraine. e-mail: astelyuk@gmail.com The frequency change has been considered in the event of the parallel and isolated operation of the interconnected power system (IPS) of Ukraine. The frequency automatics operation of the nuclear power plant generators is analyzed in case of the emergency. The methodology has been proposed for the different operation conditions considering IPS of Ukraine separation into two islands at “Zakhid-Vinnytsa” interface. The simulation results considering frequency load shedding and frequency automatics of the power units are shown for such disturbance. References 3, figures 4. Key words: frequency, emergency, frequency automatics of the generating unit, nuclear power plant, isolated operation, frequency stability, island. 1. Pavlovsky V., Steliuk A. Influence estimation of the frequency protection of nuclear power plant units on system survivability and frequency stability of Ukrainian power system // Tekhnichna Elektrodynamika. – 2015. – No 6. – Pр. 53-58. (Ukr) 2. Sidorov A. About evaluation of the frequency stiffness coefficient // Novyny Enerhetyky. – 2004. – No 3. – Pp. 40-45. (Rus) 3. Machowski J., Bialek J., Bumby J. Power system dynamics. Stability and Control. – John Wiley & Sons, 2008. – 611 p. Надійшла 05.02.2016 Остаточний варіант 05.04.2016

Вплив автоматик енергоблоків АЕС на стійкість за частотою при поділі ОЕС України на два ізольовано працюючих острови

Institution

Ähnliche Einträge