Иерархический принцип построения подсистемы АПНУ

По мере усложнения режимов и схемы основной системообразующей сети ЕЭС увеличивалась протяженность децентрали­зованных комплексов АПНУ, мощность осуществляемых ими управляющих воздействий. Стали создаваться централизованные комплексы на базе управляющих ЭВМ. В настоящее время развитые и мощные децентрализованные комплексы эксплуатиру­ются на системообразующих транзитах 750 — 330 кВ — Моск­ва, 500 кВ Центр — Средняя Волга — Урал, Красноярск — Кузбасс, Волгоград — Липецк и др. Централизованные комплек­сы на базе ЭВМ введены и эксплуатируются в ОЭС Урала, на Костромской ГРЭС, на Братской и Усть-Илимской ГЭС. Работы по созданию комплексов ПА продолжаются.

Требования надежности и быстродействия подсистемы АП-НУ, снижения затрат на ее развитие и эксплуатацию ставят вопрос о технически и экономически оправданной протяженно­сти районов противоаварийного управления, охватываемых ком­плексами АПНУ, целесообразном объеме возлагаемых на них функций, их взаимодействии.

Чрезмерное расширение границ районов противоаварийного управления ведет к усложнению структурных схем комплексов, удлинению телеканалов и увеличению количества переприемов на подстанциях, ухудшению быстродействия и показателей на­дежности, утяжелению условий их эксплуатации. Очевидно, что решение задач АПНУ в ЕЭС или изолированно работающих ОЭС в рамках одного централизованного комплекса нереально. В то же время простое разделение электрической сети ЕЭС или ОЭС на несвязанные районы и комплексы противоаварийного управления не может дать удовлетворительного решения, так как не позволяет учесть взаимное режимное влияние электропе­редач, принадлежащих различным районам управления, и вто­ричное влияние управляющих воздействий в каждом из районов противоаварийного управления на режимы других районов.

Наиболее полноценное и, пожалуй, единственно приемлемое решение дает построение подсистемы АПНУ на иерархическом принципе, в соответствии с которым комплексы АПНУ различа­ются по иерархическому уровню. Если район противоаварийного управления, контролируемый некоторым комплексом, является частью более обширного района, контролируемого другим комп­лексом, то последнему соответствует более высокий уровень иерархии.

В качестве примера рассмотрим кольцевую сеть, представля­ющую собой часть системообразующей сети энергообъединения (рис. 1.6). Схема включает мощные генерирующие узлы — электростанции, из которых одна (узел 15) связана с нескольки­ми узлами кольцевой сети, две другие подключены каждая к своему узлу — непосредственно (узел 11) или через двухцеп-ную линию электропередачи (6 — 7).

Рис. 1.6. Районы противоаварийного управления

Задача сохранения устойчивости этих электростанций, а так­же остродефицитной энергосистемы, прилегающей к узлу 4, по связям с энергообъединением возлагается на узловые —комп­лексы АПНУ; границы охватываемых ими районов управления / — IV показаны на рис. 1.6. Электростанция, подключенная к узлу 13, своего узлового комплекса не имеет, так как мощность ее невелика, а узел 13 жестко связан с энергосистемой.

Допускается пересечение районов противоаварийного управ­ления. Так, общим пусковым фактором для узловых комплексов / и // служит отключение линии 5 — 15, а для комплексов / и IV — отключение линии 5 — 6.

Задача комплекса V, район противоаварийного управления которого включает всю изображенную на рис. 1.6 сложную кольцевую сеть и имеющего более высокий иерархический уро­вень, — обеспечение устойчивости в любых полных сечениях кольца (например, сечения / — 1, 2 — 2, 3 — 3), а также, при необходимости, координация алгоритмов действия узловых ком­плексов, имеющих общие пусковые факторы. В свою очередь, район V противоаварийного управления может быть частью бо­лее обширного района, контролируемого комплексом АПНУ бо­лее высокого иерархического уровня.

В иерархической структуре формируемой в ЕЭС подсистемы АПНУ можно выделить характерные уровни (рис. 1.7). Нижний, «самостоятельный» уровень подсистемы образуют уже упомяну­тые узловые комплексы АПНУ, охватывающие узлы выдачи мощности мощных электростанций, связи остродефицитных энергоузлов с энергосистемами или энергосистем с энергообъеди­нениями. Узловые комплексы осуществляют управляющие воз­действия через центральные и локальные ИУ. Заметим, что ИУ (см. рис. 1.7 ) для полноты структурной схемы, не образуют са­мостоятельного уровня иерархии, так как не выполняют само­стоятельных функций. Центральные ИУ могут отсутствовать.

Более высокий по отношению к узловым комплексам уро­вень представляют районные комплексы, осуществляющие про-тивоаварийное управление межсистемными связями, системе-образу ющими транзитами или частями регионов. Районные ком­плексы воздействуют на ИУ непосредственно или через узловые комплексы АПНУ. Районные и узловые комплексы вместе с ИУ образуют базовую, наиболее сформированную в настоящее вре­мя часть подсистемы АПНУ.

Следующий, более высокий уровень подсистемы образуют региональные комплексы. Задача региональных комплексов — координация действия районных комплексов, входящих в состав данной ОЭС. В энергообъединениях, имеющих относительно простую структуру системообразующей сети, региональные комплексы могут непосредственно осуществлять противоаварииное управление в основной системообразующей сети объединения и координацию действий узловых комплексов; районные комплек­сы могут отсутствовать.

Такова, например, иерархическая структура АПНУ в ОЭС Урала. В ОЭС Центра со сложнозамкнутой многоконтурной и протяженной системообразующей сетью формирование район­ных комплексов еще не завершено. Предполагается поэтапное формирование четырех-пяти районных комплексов и создание общерегионального комплекса, осуществляющего взаимодейст­вие районных комплексов АПНУ.

Верхний уровень иерархической структуры составляет коор­динирующий комплекс ЦДУ ЕЭС. Первая очередь этого комп­лекса уже функционирует; его задача — координация действий региональных комплексов, а там, где они пока отсутствуют,— районных комплексов АПНУ.

Основные положения иерархического принципа построения подсистемы АПНУ, определяющие взаимодействие комплексов различного уровня:

1) межуровневое взаимодействие комплексов должно осуществляться пре­имущественно между комплексами смежного иерархического уровня;

2) взаимодействие территориально смежных комплексов одного иерархиче­ского уровня может осуществляться с помощью комплекса более высокого уровня иерархии или непосредственно между ними с представлением необходимой ин­формации на более высокий уровень;

3) исполнительные команды, поступающие от комплексов более высокого уровня, в отношении объемов управляющих воздействий и их быстродействия являются обязательными для исполнения на данном уровне; распределение этих воздействий по объектам данного комплекса проводится с учетом местных ре­жимных особенностей, располагаемых объемов воздействий на объектах и техно­логических приоритетов между видами воздействий;

4) допускается ретрансляция на более низкий уровень исполнительных ко­манд, полученных «сверху», или отдача на более низкий уровень исполнитель­ных команд на реализацию управляющих воздействий в объемах, дополняющих объемы воздействий, реализованных на данном уровне;

5) комплексы АПНУ, имеющие общие пусковые факторы с комплексами смежного более высокого иерархического уровня, выполняют управляющие воз­действия самостоятельно с представлением последним информации о предвари­тельно сформированной дозировке воздействий или с передачей им сигналов о реализованных воздействиях при срабатывании соответствующих пусковых орга­нов;

6) координация управляющих воздействий для общих пусковых факторов (или общих пусковых органов) двух территориально смежных комплексов одного иерархического уровня проводится в соответствии с п. 2;

7) комплексы АПНУ любого уровня исходя из условий устойчивости конт­ролируемых ими связей или заданий, полученных от комплексов вышестоящего уровня, задают комплексам более низкого уровня максимально допустимый не­баланс мощности управляющих воздействий;

8) необходимо стремиться к такому алгоритмическому и аппаратному по­строению комплексов АПНУ, при котором отказы в действии.или выводы в ре­монт комплексов любого уровня не влекут за собой неработоспособность комплексов более низкого по отношению к ним уровня, а приводят к возможно­му ухудшению показателей их действия (таких, как увеличение объема воздей­ствий по сравнению с минимальным, обеспечивающим выполнение возложенных функций; нарушение целесообразного технологического приоритета между вида­ми воздействий или привлечение нормально не применяемых видов воздействий, например деления электрической сети вместо ее разгрузки, и др.).