Організація моніторингу режимів енергооб’єднання України та нові можливості розв’язання задач диспетчерського керування

Описано основні результати виконання інноваційного проекту впровадження комплексу засобів системи моніторингу перехідних режимів на об’єктах ОЕС України. Наведено основні технічні характеристики та показники функціонування засобів моніторингу режимів ОЕС. Показана можливість підвищення надійності си...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Наука та інновації
Date:	2009
Main Authors:	Стогній, Б.С., Кириленко, О.В., Буткевич, О.Ф., Сопель, М.Ф., Авраменко, В.М., Прихно, В.Л., Черненко, П.О.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2009
Subjects:	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28064
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Організація моніторингу режимів енергооб’єднання України та нові можливості розв’язання задач диспетчерського керування / Б.С. Стогній, О.В. Кириленко, О.Ф. Буткевич, М.Ф. Сопель, В.М. Авраменко, В.Л. Прихно, П.О. Черненко // Наука та інновації. — 2009. — Т. 5, № 6. — С. 25-35. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860023760060416000
author	Стогній, Б.С. Кириленко, О.В. Буткевич, О.Ф. Сопель, М.Ф. Авраменко, В.М. Прихно, В.Л. Черненко, П.О.
author_facet	Стогній, Б.С. Кириленко, О.В. Буткевич, О.Ф. Сопель, М.Ф. Авраменко, В.М. Прихно, В.Л. Черненко, П.О.
citation_txt	Організація моніторингу режимів енергооб’єднання України та нові можливості розв’язання задач диспетчерського керування / Б.С. Стогній, О.В. Кириленко, О.Ф. Буткевич, М.Ф. Сопель, В.М. Авраменко, В.Л. Прихно, П.О. Черненко // Наука та інновації. — 2009. — Т. 5, № 6. — С. 25-35. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.
collection	DSpace DC
container_title	Наука та інновації
description	Описано основні результати виконання інноваційного проекту впровадження комплексу засобів системи моніторингу перехідних режимів на об’єктах ОЕС України. Наведено основні технічні характеристики та показники функціонування засобів моніторингу режимів ОЕС. Показана можливість підвищення надійності системи оперативно-диспетчерського керування ОЕС України завдяки використанню вимірів фазових кутів напруги при розв’язанні задач диспетчерського керування. Визначено особливості застосування системи моніторингу перехідних режимів. Описаны основные результаты выполнения инновационного проекта внедрения комплекса средств системы мониторинга переходных режимов на объектах ОЭС Украины. Приведены основные технические характеристики и показатели функционирования средств мониторинга режимов ОЭС. Показана возможность повышения надежности системы оперативно-диспетчерского управления ОЭС Украины благодаря использованию измерений фазовых углов напряжения при решении задач диспетчерского управления. Определены особенности системы мониторинга переходных режимов. The basic results of the innovation project implementation related to the application of complex of monitoring system’s means designed to monitoring of the transitive operational conditions of Ukrainian IPS objects are described. The basic technical characteristics and parameters of means designed to IPS operational conditions’ monitoring are presented. The possibility of Ukrainian IPS dispatching system reliability increase due to the use of measurements of voltage phase angles for the purpose of dispatching problems’ solving is shown. Peculiarities of the monitoring system for transitive operational conditions are defined.
first_indexed	2025-12-07T16:48:50Z
format	Article
fulltext	25 Наука та інновації. 2009. Т. 5. № 6. С. 25—35. © Б.С. СТОГНІЙ, О.В. КИРИЛЕНКО, О.Ф. БУТКЕВИЧ, М.Ф. СОПЕЛЬ, В.М. АВРАМЕНКО, В.Л. ПРИХНО, П.О. ЧЕРНЕНКО, 2009 Б.С. Стогній, О.В. Кириленко, О.Ф. Буткевич, М.Ф. Сопель, В.М. Авраменко, В.Л. Прихно, П.О. Черненко Інститут електродинаміки НАН України, Київ ОРГАНІЗАЦІЯ МОНІТОРИНГУ РЕЖИМІВ ЕНЕРГООБ’ЄДНАННЯ УКРАЇНИ ТА НОВІ МОЖЛИВОСТІ РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ ДИСПЕТЧЕРСЬКОГО КЕРУВАННЯ Описано основні результати виконання інноваційного проекту впровадження комплексу засобів системи моніто- рингу перехідних режимів на об’єктах ОЕС України. Наведено основні технічні характеристики та показники функціо- нування засобів моніторингу режимів ОЕС. Показана можливість підвищення надійності системи оперативно-дис- петчерського керування ОЕС України завдяки використанню вимірів фазових кутів напруги при розв’язанні задач диспетчерського керування. Визначено особливості застосування системи моніторингу перехідних режимів. К л ю ч о в і с л о в а: моніторинг, перехідні режими, енергосистема, оперативно-диспетчер ське керування. Однією із основних задач, які наразі стоять перед нашою електроенергетикою, є забезпе- чення готовності об’єднаної енергетичної сис- теми (ОЕС) України до паралельної роботи з об’єднанням енергосистем європейських кра- їн (UCTE). Основним документом, який ви- значає вимоги до технічних характеристик та організації управління в енергосистемах (ЕС) синхронної зони UCTE є «Керівництво з екс- плуатації» [1]. Особлива увага у вказаному до- кументі приділяється питанням забезпечення якості регулювання частоти та перетоків по- тужності по міждержавних (міжсистемних) електричних зв’язках, що є необхідною умо- вою забезпечення надійного та ефективного функціонування всього енергооб’єднання (ЕО). Виконання поставлених задач неможливе без використання сучасних систем моніторингу нор мальних (усталених) та перехідних (зок- ре ма і аварійних) режимів ЕС. Розробка зазначених систем моніторингу пе- редбачає створення відповідних засобів збору інформації та програмних комплексів для її об- робки, які повинні забезпечити виконання ці- лої низки вимог [1]. Крім того, складовою цієї проблеми є визначення місць розташування нових пристроїв реєстрації інформації. Вико- нання зазначених завдань дасть можливість на якісно новому рівні забезпечити інформаційну підтримку оперативного персоналу ЕС та ЕО, необхідність чого стала очевидною після тяж- ких системних аварій, які мали місце в ряді енергосистем Америки та Європи в 2003 р. та 2006 р. [2—4]). СУЧАСНІ ТЕХНОЛОГІЇ ВИМІРЮВАНЬ ТА ЇХ РЕАЛІЗАЦІЯ В РЕЄСТРУЮЧОМУ ПРИЛАДІ «РЕҐІНА-Ч» Мова йде про використання нової техноло- гії векторного вимірювання режимних пара- 26 Наука та інновації. № 6, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України метрів ЕС, яка забезпечує синхронізацію ви- мірювань шляхом використання супутникової глобальної системи позиціонування (GPS), що надає оперативному персоналу якісно нову інформацію (вектори напруги) [5]. Пристрої синхронізованих вимірювань векторів напру- ги (використовується абревіатура PMU — Pha- sor Measurement Unit) надають нові можли- вості для розв’язання низки задач опера тив- но-диспетчерського та автоматичного керу- ван ня ЕС та ЕО. В системі збору даних за наявнос ті PMU використовується протокол ІЕЕЕ С37.118-2005 обміну інформацією. В Ін- ституті електродинаміки НАН України розро- блено елек тровимірювальний реєструючий при- лад (ЕВРП) «Реґіна-Ч», який за своїми тех- нічними та функціональними характеристи- ками не має аналогів в Україні і, як засвідчив досвід практичної експлуатації, нічим не по- ступається кращим закордонними аналогами, а за окремими показниками перевершує їх. Він забезпечує реєстрацію миттєвих значень стру- мів і напруги, збереження та обробку резуль- татів вимірювань; їх відображення у вигляді, найбільш інформативному для персоналу (текс- тові повідомлення, графіки, таблиці, осцило- грами та ін.), а також передачу інформації на будь-який рівень ієрархії керування з її при- в’язкою до сигналів точного часу. Декілька слів про склад системи моніто- рингу, реалізованої на базі ЕВРП «Реґіна-Ч» (див. рис. 1). Система представляє собою один чи декілька реєстраторів сигналів з ба- гатофункціональними вимірювальними пе- рет ворювача ми (БВП) (для вимірювання мит тєвих значень фазних струмів і напруги та розрахунку інших електричних параме- трів, комунікаційний сервер (забезпечує збір, реєстрацію і архівацію даних, які надходять від БВП, надання даних за запитами відда- лених споживачів в on-line та off-line режи- мах та ін.). Крім того, передбачена установ- ка монітора для оперативної візуалізації за- реєст рованих та розрахованих параметрів, блоку гарантованого електроживлення для за без пе чення роботи ЕВРП «Реґіна-Ч» під час тим часової перерви електроживлення, комп лек ту виробів (антена, пристрій синх- ронізації і т.д.) для прийому сигналів точно- го часу від GPS та передачі їх в реєстратор. Система об’єд нана в локальну обчислюва- льну мережу, яка поєднує пристрої моніто- рингу нижнього рівня та сервер збору даних (Fast Ethernet 100 Мбит/с, TCP/IP). Від да- лений комп’ютер верхнього рівня встанов- люється в диспетчерських центрах (ДЦ) ОЕС (ДП НЕК «Ук ренерго») та відповідних ЕС для одержання інформації від комунікацій- ного сервера. Використання інформації, одержуваної від ЕВРП «Реґіна-Ч», надає нові можливості для розв’язання найбільш актуальних задач сис- темного значення, частина яких без таких сис- тем моніторингу не могла бути розв’язана вза- галі, а якість результатів розв’язання іншої частини задач не завжди відповідала сучасним вимогам. Мова йде про створення системи моніторингу перехідних режимів (СМПР), а також про можливість вирішення низки за- дач (рис. 2), що розв’язуються в off-line (ви- черпний аналіз аварійних подій; верифікація моделей ЕС і ЕО та ін.) та в on-line режимах (оцінювання стану ЕС та ЕО, моніторинг ни- зькочастотних коливань режимних парамет- Рис. 1. Спрощена схема системи моніторингу перехід- них режимів ЕО 27Наука та інновації. № 6, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України лом конфігурації). В системі передбачено са- моконтроль та діагностування технічних засо- бів, можливість заміни «вмонтованого» прог- рам ного забезпечення, «при в’язку» усієї інфор- мації до сигналів точного часу, що над ходять від GPS-приймача, та виведення її для візуалі- зації у відповідності до вимог персоналу (циф- рові масиви та текстові повідомлення, графіки та таблиці). Система забезпечує передачу да- них на будь-який рівень ієрархії керування. Якщо говорити про основні метрологічні ха- рактеристики, то слід відзначити, що основна зведена похибка вимірювання і розрахунку електричних величин не перевищує ±0,5 % в діапазоні 0,2÷6 А в каналах струму та 0÷120 В у каналах напруги; похибка синхронізації ви- мірювального перетворювача від GPS не пере- вищує ±20 мкс (за наявності секундного ім- пульсу); абсолютна похибка вимірювання час- тоти не перевищує ±0,001 Гц; абсолютна по- хибка вимірювання кута вектора напруги між синусоїдою напруги мережі і синусоїдою 50 Гц, «прив’язаною» до астрономічного часу, скла- дає не більше ±0,2 градуса. Систему обладнано апаратурою для пере- дачі виміряних та розрахованих значень виді- леним або комутованим каналом зв’язку. Ре- зультати синхронізованих вимірювань та об- робки інформації записуються та передаю- ться на ви щі рівні ієрархії керування (в ДЦ рів для запобігання коливного порушення стій кості, моніторинг допустимості поточ них режимів ЕО та ін.). ЕВРП «РЕҐІНА-Ч» До основних технічних характеристик та по казників функціонування ЕВРП «Реґіна-Ч» слід віднести час відновлення всього набо ру да- них, що передаються від БВП на сервер (20 мс); інтервал розрахунку середніх значень даних БВП (від одного до 50 періодів частоти мережі з кроком в один період) та кількість аналогових входів (один перетворювач забезпечує прийом і вимірювання чотирьох струмів (у трьох фазах і нейтралі) і трьох фазних напруг). При переході на реєстрацію перехідних ре- жимів точність вимірювання частоти стано- вить 1 мГц. При цьому забезпечується можли- вість формування архівів на сервері з кроком 0,005 Гц, якщо швидкість зміни частоти (змен- шення чи збільшення) перевищує уставку 0,005÷2 Гц/с чи якщо діюче значення будь- якої з фазних напруг нижче уставки (величи- на ус тав ки береться з діапазону 0÷120 %). Три- валість архівних записів складає при записі параметрів режиму до аварії — 100 с; аварійно- го процесу — до 1 000 с відповідно. Запис ве- деться неперервно протягом 72 год в режимі самописця (циклічність і кількість записува- них параметрів в архівах налаштовується фай- Рис. 2. Перелік задач, які розв’язуються за допомогою СМПР 28 Наука та інновації. № 6, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України ЕС та ОЕС України). Аварійна експрес-ін фор- мація передається на верхні рівні ієрархії за ініціативою системи моніторингу, не чекаючи запиту. Прилад «Реґіна-Ч» не має жорстких функ- ціональних обмежень і може використовува- тись у складі інформаційно-вимірювальних та керуючих систем різного призначення. Це до- зволяє, використовуючи якісно нову інформа- цію у поєднанні з функціональними можли- востями ієрархічного оперативно-керуючого комплексу (ІОКК) автоматизованої системи диспетчерського керування (АСДК) ОЕС Ук- раї ни [6], забезпечити розв’язання широкого спектру задач оперативного керування. ВИЗНАЧЕННЯ МІСЦЬ РОЗТАШУВАННЯ PMU ТА НОВІ МОЖЛИВОСТІ РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ Визначення місць розташування PMU (ЕВРП «Реґіна-Ч») для створення СМПР з метою одер жання інформації, яка забезпечить роз- в’я зання комплексу задач оперативного керу- вання ЕО України, є самостійною задачею. Від вибору місць розташування PMU залежить як можливість виявлення випадків виникнення ано рмальних режимів, так і можливість роз- в’я зан ня задач керування режимами ЕС (ЕО). Тому крім створення системи одержання якіс- но нової інформації потребує розв’язання ос- новна задача — створення засобів (зокрема мо делей) для використання синхронізованих вимірів режимних параметрів, насамперед, век- торів напруги. Це дає можливість одержати роз в’яз ки найбільш актуальних задач (напри- клад, задачі визначення допустимості поточ- них режимів за запасом статичної стійкості). Але зазначену задачу не можна розв’язувати, не розв’я завши задачі вибору місць розташу- вання ЕВРП «Реґіна-Ч» на об’єктах ОЕС Ук- раї ни. Тому досягти максимальної ефективнос- ті від створення та використання СМПР мож- на лише за умови системного використання інформації, яка надходить від PMU, що потре- бує і відповідного (оптимального) розташу- вання таких пристроїв [7—9]. З огляду на велику різноманітність режимів та змін в топології електричної мережі, на від- мінності в інформаційних потребах задач, які наразі розв’язуються засобами ІОКК та будуть розв’язані завдяки надходженню синхронізо- ваних вимірів режимних параметрів, задачу визначення місць розташування PMU склад- но формалізувати, проте вже одержано резуль- тати, які свідчать про можливість і доцільність використання запропонованого підходу до її розв’язання [7—9]. Задачі, розв’язання яких стає можливим завдяки інформації, одержаної від засобів систем моніторингу (ЕВРП «Ре ґі- на-Ч»), можна поділити на задачі, пов’язані з аналізом подій, що відбулися в ЕС (ЕО), та за- дачі, що безпосередньо стосуються процесу ке- рування. Задачі, пов’язані з аналізом подій, що відбу- лися, виконуються в режимі off-line на базі одер жаної «синхронізованої» інформації. Зав- дяки наявності «позначок часу», що вказують на час виникнення подій (насамперед час появи дискретних сигналів функціонування пристро- їв релейного захисту та автоматики (РЗА) та комутаційних апаратів) значно спрощується аналіз послідовності подій, причин та наслідків технологічних порушень і аварій, які мали міс- це. Результати такого аналізу дають можливість встановити правильність функціонування і, від повідно, настройки пристроїв РЗА. Зареєстрована ЕВРП «Реґіна-Ч» інформа- ція надає можливість верифікації динамічних моделей як елементів ЕО, так і ЕО в цілому. Завдяки можливості визначення з високою точністю частоти та швидкості її зміни в різ- них точках ОЕС України з’являється можли- вість визначення динамічних характеристик ОЕС. З використанням інформації, яка нада- ється СМПР, можна уточнити значення кру- тизни частотної характеристики ОЕС Ук раї ни, яка є однією з найважливіших її динамічних ха- рактеристик, що безпосередньо враховується в процесі оперативного керування, ос кільки саме ця характеристика свідчить про спроможність ЕО відновлювати порушення балансу актив- 29Наука та інновації. № 6, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України ної потужності і забезпечувати утримання час- тоти в допустимих межах. Згідно вимог UCTE раптове виникнення в синхронній зоні аварій- ного небалансу активної потужності величи- ною в 3 000 МВт не повинно призводити до відхилення частоти понад 180 МГц, причому зазначене відхилення мусить бути компенсо- ване лише самим первинним регулюванням, без використання інших керуючих впливів. То му одержання інформації щодо крутизни час тотної характеристики важливе і в аспекті інтеграції ОЕС України в UCTE, оскільки дає можливість завчасно визначити рівень відпо- відності системи первинного регулювання ОЕС України вимогам UCTE (середнє значення крутизни частотної характеристики ЕО Захід- ної Європи становить 25 000 МВт/Гц). Виконання вимог щодо вимірювання часто- ти синусоїдального сигналу з абсолютною похибкою, що не перевищує ±0,001 Гц, мож- ливе лише за умови правильного і раціональ- ного вибору частоти дискретизації сигналу з пода льшою апроксимацією переходів сину- соїди че рез нуль, що забезпечує задану точ- ність вимірювань. У результаті досліджень бу- ло встановлено, що найприйнятнішою для ви мірювання частоти синусоїдального сигна- лу є частота дискретизації 5 кГц з подальшою апроксимацією переходів синусоїди через нуль степеневим поліномом третього порядку. Перед апроксимацією сигнал піддається філь- трації, в результаті чого виділяється його пер- ша гар моніка, яка і використовується. Діапа- зон частот, що нормовані для ЕВРП «Реґіна-Ч», знаходиться в межах від 45 до 55 Гц. Задачі, які безпосередньо пов’язані з опера- тивним керуванням і виконуються в режимі on-line, можна поділити на задачі моніторингу та задачі оцінювання поточних режимів. Зав- дяки можливості візуалізації інформації що- до поточного режиму ОЕС України, одержаної від систем моніторингу різних електроенерге- тичних об’єктів, диспетчерський персонал має можливість контролювати та правильно його оцінювати. Особливо важливе значення для розв’язання задач оцінювання та діагносту- вання режимів ЕС та ЕО мають синхронізова- ні виміри фазних кутів напруги, практичне одержання та використання яких із впрова- дженням ЕВРП «Реґіна-Ч» стало можливим. Однією із задач, розв’язання якої на базі сис теми проблемно-орієнтованого моніторин- гу сприяє підвищенню ефективності режимів ОЕС України, є задача забезпечення ефектив- ного використання пропускної спроможності міждержавних та внутрішніх електричних зв’яз- ків ОЕС України. Ефективність використання пропускної спроможності перетинів основної електричної мережі ОЕС України залежить від можливості реалізації режимів з максималь- ними перетоками активної потужності за умо- ви, що величини перетоків ще залишаються допустимими з точки зору порушення стійкос- ті ОЕС. Обмеження зазначених перетоків обу- мовлюється вимогами забезпечення стійкості ОЕС України у відповідності з чинними керів- ними вказівками [10], якими передбачено ви- значення максимально допустимих перетоків активної потужності в контрольованих пере- тинах, виходячи з найбільш несприятливих (в аспекті запасів стійкості) змін режимів. В ре- зультаті для кожного перетину використову- ється мінімальне з усіх значень максимально допустимих перетоків, одержаних в результаті обважніння режимів у різний спосіб [7—9, 11]. Використання СМПР разом з іншими зада- чами дозволяє також вирішити проблему мо- ніторингу низькочастотних коливань режим- них параметрів з метою унеможливлення ко- ливного порушення стійкості [7—9]. Загроза коливного порушення стійкості ЕО виникає внаслідок зростання у часі амплітуди таких ко ливань. Небезпечні низькочастотні коли- вання пов’язані з протифазними коливаннями на домінуючих власних частотах ЕО (доміну- ючі власні частоти «належать» домінуючим мо- дам) певних груп синхронних машин (СМ), які можуть виникати при появі навіть малих збурюючих сил, періодична зміна яких відбу- ватиметься з частотою, близькою до однієї із 30 Наука та інновації. № 6, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України домінуючих власних частот ЕО. «Внески» та- ких домінуючих мод в результуючі амплітуди коливань режимних параметрів ЕО будуть зна- чно більшими від «внесків» інших мод. То му сам факт об’єднання ЕС на паралельну роботу (прикладом чого є підготовка ОЕС України до паралельної роботи з UCTE) апріорі є тим чин- ником, який може призводити до зміни харак- теру проблеми стійкості, найбільш суттєво впливаючи на умови функціонування перш за все міжсистемних електричних зв’яз ків. Таким чином, були визначені основні крите- рії вибору місць розташування засобів СМПР: забезпечення спостережуваності, вирішен- ня задач візуалізації, аналізу (on-line) та оці- нювання стану ЕС та ЕО з необхідною точ- ністю та за умови достатньої обґрунтованос- ті рішень, що приймаються; можливість оцінки допустимості плинного режиму за критерієм забезпечення запасу статичної аперіодичної стійкості за актив- ною потужністю в найбільш «слабких» пе- ретинах ОЕС України; необхідність попередження небезпечного збі- льшення амплітуд низькочастотних коли- вань режимних параметрів, що призводить до коливального порушення стійкості ЕО. ІЄРАРХІЧНИЙ ОПЕРАТИВНО-КЕРУЮЧИЙ КОМПЛЕКС АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ ДИСПЕТЧЕРСЬКОГО КЕРУВАННЯ Ієрархічний оперативно-керуючий комплекс (ІОКК) АСДК призначений для комплекс- ного розв’язання задач оперативного роз ра- хун ку і оптимізації поточних режимів, у тому числі за умов неповноти та невисокої точнос ті вихідної інформації [6]. Він входить до складу АСДК ЕС та ЕО, реалізує функції керування потужними електроенергетичними об’єктами сис темного значення. На даний час ІОКК впро- ваджено у всіх ЕС (Центральна, Дніп ров сь ка, Західна, Південно-Західна, Південна, Крим ська, Донбаська, Північна) та ДП НЕК «Укренерго». В процесі оцінювання поточного режиму ІОКК дозволяє вилучати аномальні виміри і доповнювати відсутні дані за рахунок вве- дення псевдовимірів. Завдяки організації між- машинного міжрівневого обміну інформа цією і розширенню однорівневого зв’язку між су- сідніми енергосистемами, впровадженню за- собів достовіризації параметрів розрахун- кових схем та використанню інших можли- вос тей ІОКК забезпечується автоматичне ви лучення помил кових даних щодо топології і параметрів розрахункових схем. Ієрархічний оперативно-керуючий комплекс побудовано як інтегровану ієрархічно розпо- ділену (на відповідних рівнях ієрархії) лю ди- но-машинну систему, що функціонує в темпі технологічних процесів, має засоби керуван- ня, реєстрації, збору, обробки, відображення, збереження і передачі інформації. У складі ІОКК на основі єдиної інформацій- ної бази з уніфікованим графічним багатові- кон ним інтерфейсом реалізовано: моніторинг режимів роботи електроенерге- тичного обладнання; формування розрахункових схем; оцінювання стану; побудову моделі режиму для розширеної схе ми ЕС (ЕО), що містить фрагменти, спо- стережуваність яких не забезпечується; розрахунок усталених режимів та тих, що са мовстановлюються за частотою; обважніння режиму за заданими траєкторі- ями; оптимізацію режимів за активною потуж- ністю у відповідності з критеріями, які при- йняті на оптовому ринку електроенергії; оптимізацію режимів за реактивною потуж- ністю. В ІОКК широко використовуються можли- вості роботи з графічними зображеннями схем енергосистем і первинних комутацій елект рич- них станцій і підстанцій, що дозволяє прово- дити аналіз результатів одночасно на всіх трьох рівнях ієрархії. Комплекс забезпечує підвищення надійнос- ті роботи ЕС та ЕО завдяки можливості при- йняття диспетчерами ефективних рішень в нор- 31Наука та інновації. № 6, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України мальних, до- та післяаварійних ситуаціях; зменшення втрат електроенергії в електрич- ній мережі внаслідок оптимізації її режимів. Комп лекс дозволяє також підвищити ефек- тивність роботи ЕО в цілому шляхом оптимі- зації його режиму за активною потужністю. Одним із напрямків використання даних, що надходять від ЕВРП «Реґіна-Ч» в нормаль- них режимах, є покращення результатів роз- в’я зання задачі оцінювання стану ЕО завдяки використанню вимірів фазних кутів напруги (рис. 3). Оцінювання стану є базовою задачею ІОКК АСДК. В результаті її розв’язання фор- мується інформаційна модель поточного ре- жиму [6]. Впровадження в ІОКК блоку оцінювання ста- ну ЕО на основі використання даних вимірів фазних кутів напруги дало можливість значно підвищити надійність АСДК при відмовах ок- ремих каналів одержання інформації; поліп- ши ти обґрунтованість рішень в процесі «від б- ра ковки» результатів вимірів, які мають знач- ні похибки; підвищити ймовірність прийнят- тя правильних рекомендацій при перевірці стану топології мережі; підвищити стійкість обчислювального процесу за рахунок поліп- шення властивостей матриць Якобі (внаслі- док використання прямих вимірювань неза- лежних змін них). Таким чином, більш висо - ка точність додаткових вимірів спри яла одер- жанню і більш адекватної оцінки режимів в цілому. КОНТРОЛЬ ЗАВАНТАЖЕННЯ ПЕРЕТИНІВ ОЕС УКРАЇНИ ТА ОЦІНКА ПАРАМЕТРІВ НИЗЬКОЧАСТОТНИХ КОЛИВАНЬ Для дослідження режимів ЕС (ЕО) крім їх моделювання традиційно використовуються натурні експерименти — як пасивні, так і ак- тивні. До пасивних можна зарахувати і контр- ольні виміри режимних параметрів ЕО в пері- од зимового максимуму та літнього мінімуму навантажень, результати обробки яких вико- ристовуються як інформаційна основа для планування електричних режимів. Натурні експерименти завжди слугували засобом пе- ревірки адекватності моделей ЕС, їх здатнос- ті відтворювати реальну «поведінку» ЕС. Інша спра ва, не всі результати моделювання можуть бу ти перевірені шляхом безпосередніх, пря- мих натурних випробувань. Тому дослідження режимів ЕС (ЕО) шляхом поєднання матема- тичного моделювання та натурних (пасивних і активних) експериментів залишається до цьо- го часу найбільш конструктивним шляхом одер жання інформації щодо властивостей ЕС (ЕО), їхньої «поведінки» при виникненні різ- них схемно-режимних умов. Важлива роль при цьому відводиться дослідженню умов ви- никнення низькочастотних коливань режим- них параметрів, які безпосередньо пов’язані з динамічними властивостями ЕО, що проявля- Рис. 3. Графічне зображення використання фазових кутів напруги в ЕО 32 Наука та інновації. № 6, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України ються, насамперед, через домінуючі власні час- тоти ЕО. Визначення таких частот для базових схемно-режимних умов функціонування ЕО України є лише однією з низки задач, метою розв’язання яких є забезпечення ефективного демпфірування небезпечних коливань режим- них параметрів та унеможливлення коливно- го порушення стійкості ЕО. Крім того, попере- днє визначення згаданих вище груп СМ (про- тифазні коливання яких можуть відбуватися на домінуючих власних частотах) впливає і на вибір місць розташування пристроїв синхро- нізованих вимірювань режимних параметрів (перш за все — векторів напруги в різних точ- ках ЕО). Вичерпну відповідь (за винятком особли- вих випадків за О.М. Ляпуновим) щодо стій- кості «в малому» та частот власних коливань вільного руху ЕС (ЕО) за відповідного устале- ного режиму можна одержати в результаті ви- значення власних чисел характеристичної ма- триці, що відповідає запису в нормальній фор- мі лінеаризованих рівнянь збуреного руху ЕС (ЕО). Проте можливий і інший підхід, який, на відміну від зазначеного вище, крім визна- чення (off-line) власних частот ЕО передбачає також можливість використання обчислюва- ль них процедур обробки інформації (on-line) при створенні засобів контролю параметрів по- точних режимів з метою убезпечення колив- ного порушення стійкості ЕО. За реальних умов функціонування ЕО мо- ніторинг їх домінуючих власних частот (в ас- пекті виявлення загрози коливного порушен- ня стійкості ЕО) можна забезпечити шляхом спектрального аналізу вибірок даних — ре- зу ль татів «синхронізованого моніторингу» ре- жим них параметрів, що стосуються тих ліній електропередачі (ЛЕП), по різні боки яких (в різних частинах ЕО) знаходяться згадувані ви- ще групи СМ. Проте це потребує попереднього (off-line) визначення як домінуючих власних частот, так і відповідних ЛЕП ЕО. Для досягнення зазначеної мети перевірено можливість одержання інформації про доміну- ючі власні частоти ЕО та ЛЕП, що розділяють відповідні групи СМ, шляхом спектрального аналізу вибірок миттєвих значень режимних параметрів, одержаних в результаті моделю- вання електромеханічних перехідних процесів в ЕО. Зазначені процеси обумовлювалися ви- никненням малих збурень в електричній ме- режі ЕО. Одержані в результаті такого моделю- вання вибірки даних містять інформацію, яка позбавлена впливу різних чинників, що мають місце за реальних умов функціонування ЕО. Слід зазначити, що у вибірках даних, які фор- муються під час «синхронізованого мо ні то рин- гу» режимних параметрів, відтворюється вплив багатьох чинників. Це потребувало додатково- го дослідження різних методів спектрального аналізу в аспекті їх придатності для викорис- тання в on-line режимі функціонування систе- ми моніторингу. Мова йде про дослідження їх швидкодії та «розрізнюючої спроможності», необхідної в разі наявності близьких доміную- чих власних частот ЕО. На першому етапі працездатність даного під- ходу було перевірено на тестових схемах ЕС [8, 9]. Одержані результати дали цілком задо- вільну збіжність з одержаними раніше (інши- ми методами) значеннями домінуючих власних частот ЕС. При моделюванні електромеха- нічних перехідних процесів в ЕС збурення по- чаткового режиму в різних точках ЕС здійсню- валося у вигляді 3-фазних коротких замикань різної тривалості, починаючи з 0,02 с. Три ва- лість перехідних процесів становила 20 с, крок чисельного інтегрування брався рівним 0,02 с, формування вибірок режимних параметрів здійснювалося з дискретністю 0,02 с. В пода- льшому даний підхід було також застосовано для перевірки можливості визначення доміну- ючих власних частот ОЕС України [8]. Попе- редній аналіз одержаних результатів дав мож- ливість виділити окремі домінуючі власні час- тоти, які присутні в частотному спектрі коли- вань потоків активної потужності по ЛЕП, що входять до складу різних контрольованих пе- ретинів електричної мережі ОЕС України. 33Наука та інновації. № 6, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України В подальшому при виконанні більш масш- табних досліджень електромеханічних пере- хідних процесів в ОЕС України з’являються підстави для визначення перетинів основної мережі, які в першу чергу потребуватимуть ре- алізації «синхронізованого моніторингу» ре- жимних параметрів і таким чином будуть роз- ширені місця встановлення PMU. В ДП НЕК «Укренерго» за тих чи інших умов, зокрема у ремонтних режимах, найбільш на- пруженими вважають шість основних перети- нів електричної мережі ОЕС України: Захід — Вінниця, який забезпечує видачу по- тужності Хмельницької та Рівненської АЕС у дефіцитний регіон і далі на схід; Вінниця — Південно-Українська АЕС; південний перетин, який відділяє від ОЕС частину Дніпровської та Південної енерго- системи з Кримською енергосистемою; зв’язки ОЕС — Одеса з Молдовою; ОЕС — Крим; Дніпро — Донбас. В роботі проведено дослідження вибраних перетинів під кутом зору контролю їхнього завантаження за допомогою синхронізова- них ви мірів різних кутів напруги. За осно ву взято реальний режим ОЕС України [11]. Крім вищезазначених першочергових задач, розв’я зання яких стає можливим внаслідок створення і впровадження СМПР, з’являє ть- ся також можливість реалізації моніторингу (перш за все — відповідних моделей) допус- тимості поточних режимів за умови забезпе- чення динамічної стій кості і, нарешті, вже практично може ставитися питання про ство- рення якісно нових систем протиаварійної автоматики. Таким чином, перший етап масштабного впро вадження PMU в ОЕС України був підпо- рядкований розв’язанню найбільш актуальних задач оперативного керування шляхом ство- рення засобів та елементів проблемно-орієн- тованої системи моніторингу її режимів [7, 8, 11, 12]. До таких задач слід віднести оцінюван- Рис. 4. Місця впровадження СМПР в ЕО України 34 Наука та інновації. № 6, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України ня стану ЕС та ОЕС України, про що йшлося вище, визначення допустимості плинних ре- жимів ОЕС за запасами статичної стійкості та попередження зростання амплітуд небез- печних в аспекті порушення стійкості низь- ко частотних коливань режимних параметрів, обумовлених зростанням амплітуд відповід- них складових, частоти яких відповідають до- мінуючим власним частотам вільних коливань ОЕС України. У відповідності з інформаційними потреба- ми зазначених задач були визначені основні критерії вибору місць розташування засобів СМПР. На рис. 4 вказано місця розстановки PMU для першої черги СМПР. ВИСНОВКИ Впровадження в ОЕС України ЕВРП «Ре ґі- на-Ч» дало можливість створити передумови для якісного розвитку системи оперативного та автоматичного керування ОЕС України на основі організації синхронізованих високоточ- них вимірювань параметрів режимів ОЕС, зо- крема векторів напруги (модулі та фази) в різ- них «точках» ОЕС. Для синхронізації вимірю- вань використано сигнали єдиного часу, що надходять від супутникової системи навігації та визначення положення (GPS). Створено додаткові можливості для проведення вичерп- ного аналізу аварійних подій, верифікації мо- делей ЕС (ЕО), покращення результатів роз- в’я зання задачі оцінювання стану ЕО та реалі- зації моніторингу низькочастотних коливань режимних параметрів з метою завчасного уне- можливлення коливного порушення стійкості ЕО. Створено умови для подальшого розви- тку СМПР в ОЕС України. Одержання якісно нової інформації у вигляді синхронізованих вимірів фазних кутів напруги дає можливість перейти до більш надійної оцінки (в реально- му часі оперативного керування) граничного завантаження контрольованих перетинів елек- тричної мережі ОЕС України, тим самим спри- яти ефективному використанню їх пропускної спроможності. ЛІТЕРАТУРА 1. UCTE Operation Handbook. http: // www.ucte.org, UCTE, Brussels, 2004. 2. Обсуждение проблем надежности и безопасности в электроэнергетике // Энергетик. — 2005. — № 8. — С. 9—10. 3. Проблемы надежности и безопасности энергоснаб- жения в условиях либерализации и дерегулирования в электроэнергетике // Энергетик. — 2005. — № 8. — С. 2—8. 4. Гриценко А.В., Семенюк В.М., Савченко Е.В. Энерго- системы Украины и Европы. Когда и как объе ди ня- ться? // Енергетика та електрифікація. — 2007. — № 7. — С. 3—9. 5. Стогний Б.С., Ущаповський К.В., Мольков А.Н. Сопель М.Ф. Павловський В.В., Пилипенко Ю.В. Система глобаль- ного мониторинга, синхронизация и регистрация сис- темних параметров ОЕС Украины — основа нового качества автоматизированного и оперативного уп- равления // Енергетика та електрифікація. — 2006. — № 4. — С. 8—11. 6. Кириленко О.В., Прихно В.Л., Черненко П.О. Разра- ботка иерархического оперативно-управляющего ком- плекса и внедрение его в энергообъединении Украи- ны // Наука та інновації. —— 2008. — № 6. — С. 12— 25. 7. Буткевич О.Ф., Кириленко О.В. Першочергові завдан- ня проблемно-орієнтованої системи моніторингу ре- жимів ОЕС України // Вісник Національного універ- ситету «Львівська політехніка». — 2007. — № 597. — С. 129—135. 8. Стогний Б.С., Буткевич А.Ф., Зорин Е.В., Левконюк А.В., Чижевский В.В. Проблемно-ориентированный мони- торинг режимов энергообъединения // Техн. елект- ро динаміка. — 2008. — № 6. — С. 52—59. 9. Butkevych O., Kyrylenko O. Power System Operation Con- trol Based on Synchronized Phasor Measure ments // Przegląd Elektrotechniczny. — 2008. — № 4. — Р. 77—79. (Poland). 10. ГКД 34.20.575-2002. Стійкість енергосистем. Керівні вказівки. — К.: КВІЦ, 2002. — 48 с. 11. Авраменко В.М., Юнєєва Н.Т., Сангінова О.В. Вико- ристання синхронізованих віддалених вимірів нап- руги для оцінки рівня стійкості енергосистеми // Пра ці Інституту електродинаміки НАН України. Збір ник наукових праць. — Київ, 2007. — Вип. 18. — С. 47—52. 12. Черненко П.О. Оперативне уточнення граничної по- тужності, що передається високовольтними лініями енергосистеми // Матеріали науково-практичної кон- ференції за міжнародною участю “Європейські орієн- тири муніципального управління”. Київ: Видавничо- поліграфічний центр Академії муніципального управ- ління, Ч. 2. — 2008. — С. 216—219. 35Наука та інновації. № 6, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Б.С. Стогний, А.В. Кириленко, А.Ф. Буткевич, М.Ф. Сопель, В.Н. Авраменко, В.Л. Прихно, П.А. Черненко ОРГАНИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГА РЕЖИМОВ ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИЯ УКРАИНЫ И НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ Описаны основные результаты выполнения иннова- ционного проекта внедрения комплекса средств системы мониторинга переходных режимов на объектах ОЭС Ук- раины. Приведены основные технические характеристи- ки и показатели функционирования средств мониторин- га режимов ОЭС. Показана возможность повышения надежности системы оперативно-диспетчерского управ- ления ОЭС Украины благодаря использованию измере- ний фазовых углов напряжения при решении задач дис- петчерского управления. Определены особенности сис- темы мониторинга пе реходных режимов. Ключевые слова: мониторинг, переходные режимы, энергосистема, оперативно-дис петчерское управление. B.S. Stogniy, O.V.Kyrylenko, O.F. Butkevych, M.F. Sopel, V.M. Avramenko, V.L. Prihno, P.O. Chernenko MONITORING’S ORGANIZATION OF THE UKRAINIAN INTERCONNECTED POWER SYSTEM OPERATIONAL CONDITIONS AND NEW POSSIBILITIES FOR DISPATCHING PROBLEMS’ SOLVING The basic results of the innovation project implementation related to the application of complex of monitoring system’s means designed to monitoring of the transitive operational conditions of Ukrainian IPS objects are described. The basic technical characteristics and parameters of means designed to IPS operational conditions’ monitoring are presented. The possibility of Ukrainian IPS dispatching system reli- ability increase due to the use of measurements of voltage phase angles for the purpose of dispatching problems’ solv- ing is shown. Peculiarities of the monitoring system for tran- sitive operational conditions are defined. Key words: monitoring, transitive operational conditi- ons, power system, operation control. Надійшла до редакції 15.05.09.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-28064
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1815-2066
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-07T16:48:50Z
publishDate	2009
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
record_format	dspace
spelling	Стогній, Б.С. Кириленко, О.В. Буткевич, О.Ф. Сопель, М.Ф. Авраменко, В.М. Прихно, В.Л. Черненко, П.О. 2011-10-27T12:41:25Z 2011-10-27T12:41:25Z 2009 Організація моніторингу режимів енергооб’єднання України та нові можливості розв’язання задач диспетчерського керування / Б.С. Стогній, О.В. Кириленко, О.Ф. Буткевич, М.Ф. Сопель, В.М. Авраменко, В.Л. Прихно, П.О. Черненко // Наука та інновації. — 2009. — Т. 5, № 6. — С. 25-35. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. 1815-2066 DOI: doi.org/10.15407/scin5.06.025 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28064 Описано основні результати виконання інноваційного проекту впровадження комплексу засобів системи моніторингу перехідних режимів на об’єктах ОЕС України. Наведено основні технічні характеристики та показники функціонування засобів моніторингу режимів ОЕС. Показана можливість підвищення надійності системи оперативно-диспетчерського керування ОЕС України завдяки використанню вимірів фазових кутів напруги при розв’язанні задач диспетчерського керування. Визначено особливості застосування системи моніторингу перехідних режимів. Описаны основные результаты выполнения инновационного проекта внедрения комплекса средств системы мониторинга переходных режимов на объектах ОЭС Украины. Приведены основные технические характеристики и показатели функционирования средств мониторинга режимов ОЭС. Показана возможность повышения надежности системы оперативно-диспетчерского управления ОЭС Украины благодаря использованию измерений фазовых углов напряжения при решении задач диспетчерского управления. Определены особенности системы мониторинга переходных режимов. The basic results of the innovation project implementation related to the application of complex of monitoring system’s means designed to monitoring of the transitive operational conditions of Ukrainian IPS objects are described. The basic technical characteristics and parameters of means designed to IPS operational conditions’ monitoring are presented. The possibility of Ukrainian IPS dispatching system reliability increase due to the use of measurements of voltage phase angles for the purpose of dispatching problems’ solving is shown. Peculiarities of the monitoring system for transitive operational conditions are defined. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Наука та інновації Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Організація моніторингу режимів енергооб’єднання України та нові можливості розв’язання задач диспетчерського керування Организация мониторинга режимов энергообъединения Украины и новые возможности решения задач диспетчерского управления Monitoring’s organization of the Ukrainian interconnected power system operational conditions and new possibilities for dispatching problems’ solving Article published earlier
spellingShingle	Організація моніторингу режимів енергооб’єднання України та нові можливості розв’язання задач диспетчерського керування Стогній, Б.С. Кириленко, О.В. Буткевич, О.Ф. Сопель, М.Ф. Авраменко, В.М. Прихно, В.Л. Черненко, П.О. Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
title	Організація моніторингу режимів енергооб’єднання України та нові можливості розв’язання задач диспетчерського керування
title_alt	Организация мониторинга режимов энергообъединения Украины и новые возможности решения задач диспетчерского управления Monitoring’s organization of the Ukrainian interconnected power system operational conditions and new possibilities for dispatching problems’ solving
title_full	Організація моніторингу режимів енергооб’єднання України та нові можливості розв’язання задач диспетчерського керування
title_fullStr	Організація моніторингу режимів енергооб’єднання України та нові можливості розв’язання задач диспетчерського керування
title_full_unstemmed	Організація моніторингу режимів енергооб’єднання України та нові можливості розв’язання задач диспетчерського керування
title_short	Організація моніторингу режимів енергооб’єднання України та нові можливості розв’язання задач диспетчерського керування
title_sort	організація моніторингу режимів енергооб’єднання україни та нові можливості розв’язання задач диспетчерського керування
topic	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
topic_facet	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28064
work_keys_str_mv	AT stogníibs organízacíâmonítoringurežimívenergoobêdnannâukraínitanovímožlivostírozvâzannâzadačdispetčersʹkogokeruvannâ AT kirilenkoov organízacíâmonítoringurežimívenergoobêdnannâukraínitanovímožlivostírozvâzannâzadačdispetčersʹkogokeruvannâ AT butkevičof organízacíâmonítoringurežimívenergoobêdnannâukraínitanovímožlivostírozvâzannâzadačdispetčersʹkogokeruvannâ AT sopelʹmf organízacíâmonítoringurežimívenergoobêdnannâukraínitanovímožlivostírozvâzannâzadačdispetčersʹkogokeruvannâ AT avramenkovm organízacíâmonítoringurežimívenergoobêdnannâukraínitanovímožlivostírozvâzannâzadačdispetčersʹkogokeruvannâ AT prihnovl organízacíâmonítoringurežimívenergoobêdnannâukraínitanovímožlivostírozvâzannâzadačdispetčersʹkogokeruvannâ AT černenkopo organízacíâmonítoringurežimívenergoobêdnannâukraínitanovímožlivostírozvâzannâzadačdispetčersʹkogokeruvannâ AT stogníibs organizaciâmonitoringarežimovénergoobʺedineniâukrainyinovyevozmožnostirešeniâzadačdispetčerskogoupravleniâ AT kirilenkoov organizaciâmonitoringarežimovénergoobʺedineniâukrainyinovyevozmožnostirešeniâzadačdispetčerskogoupravleniâ AT butkevičof organizaciâmonitoringarežimovénergoobʺedineniâukrainyinovyevozmožnostirešeniâzadačdispetčerskogoupravleniâ AT sopelʹmf organizaciâmonitoringarežimovénergoobʺedineniâukrainyinovyevozmožnostirešeniâzadačdispetčerskogoupravleniâ AT avramenkovm organizaciâmonitoringarežimovénergoobʺedineniâukrainyinovyevozmožnostirešeniâzadačdispetčerskogoupravleniâ AT prihnovl organizaciâmonitoringarežimovénergoobʺedineniâukrainyinovyevozmožnostirešeniâzadačdispetčerskogoupravleniâ AT černenkopo organizaciâmonitoringarežimovénergoobʺedineniâukrainyinovyevozmožnostirešeniâzadačdispetčerskogoupravleniâ AT stogníibs monitoringsorganizationoftheukrainianinterconnectedpowersystemoperationalconditionsandnewpossibilitiesfordispatchingproblemssolving AT kirilenkoov monitoringsorganizationoftheukrainianinterconnectedpowersystemoperationalconditionsandnewpossibilitiesfordispatchingproblemssolving AT butkevičof monitoringsorganizationoftheukrainianinterconnectedpowersystemoperationalconditionsandnewpossibilitiesfordispatchingproblemssolving AT sopelʹmf monitoringsorganizationoftheukrainianinterconnectedpowersystemoperationalconditionsandnewpossibilitiesfordispatchingproblemssolving AT avramenkovm monitoringsorganizationoftheukrainianinterconnectedpowersystemoperationalconditionsandnewpossibilitiesfordispatchingproblemssolving AT prihnovl monitoringsorganizationoftheukrainianinterconnectedpowersystemoperationalconditionsandnewpossibilitiesfordispatchingproblemssolving AT černenkopo monitoringsorganizationoftheukrainianinterconnectedpowersystemoperationalconditionsandnewpossibilitiesfordispatchingproblemssolving

Організація моніторингу режимів енергооб’єднання України та нові можливості розв’язання задач диспетчерського керування

Institution

Similar Items