Каскадные аварии в энергосистемах, их предотвращение и восстановление работоспособности энергосистем. Предотвращение крупномасштабного веерного отключения электроснабжения в крупных городах мегаполисах

Подождите немного. Документ загружается.

21C7C2C1.doc

Wimbledon

New Cross

Hurst

Littlebrook

72 MW

486 MW

Willesden

Beddington

& Kemsley

Northfleet

West

Beddington

Out of service for

scheduled maintenance

Supplying EDF

478 MW

Supplying EDF

359 MW

Supplying EDF

199 MW

Supplying EDF

84 MW

Рисунок 4. Схема системы передачи электроэнергии южной части Лондона.

・ Причины:

- ошибочное срабатывание резервной системы защитных реле вследствие непра-

вильной замены компонентов в 2001 году (установлены реле с неправильным номина-

лом тока - 1 ампер вместо 5 ампер).

・ Принятые меры:

- замена защитных реле на необходимые – номиналом 5 ампер;

- полная инспекция подобного оборудования в системе передачи электроэнергии

Англии и Уэльса в течение четырех недель - 41 264 реле с одним миллионом различных

индивидуальных параметров.

5.3.8. Италия, 28 сентября 2003 года

・ Масштаб отключения: 20 000 MВт, 20 часов.

・ Последовательность событий:

- в 03:01 швейцарская линия “Mettlen-Lavorgo” напряжением 380 кВ (также на-

зываемая линией “Lukmanier”) отключилась вследствие короткого замыкания из-за ка-

сания дерева. Были предприняты неоднократные попытки для автоматического восста-

новления линии, однако неудачно. Попытки ручного восстановления также были не-

удачными;

- другая швейцарская линия “Sils-Soazza” напряжением 380 кВ (также называе-

мая линией “San Bernardino”) была перегружена. Тем не менее, эти перегрузки были

приемлемыми для такой аварийной ситуации, но в соответствии с расчетами экспертов

- только в течение 15 минут;

- сокращение Италией импорта электроэнергии на 300 MВт действовало 10 ми-

нут после телефонного разговора между швейцарским координационным центром ком-

пании ETRANS в г. Лауфенбург (Laufenburg) и римским центром управления компании

TERNA, итальянского оператора систем передачи электроэнергии, который состоялся в

03:21;

- указанное сокращение импорта, наряду с некоторыми внутренними мерами

противодействия, предпринятыми в рамках швейцарской энергосистемы, оказалось не-

достаточным для снижения уровня перегрузок;

- в 03:25 линия “Sils-Soazza” также отключилась вследствие короткого замыка-

ния из-за касания дерева, вероятно, по причине перегрева и провисания проводов на

линии;

- практически одновременное и автоматическое отключение остальных межсис-

темных линий электропередачи, ведущих в сторону Италии, вследствие перегрузок

привело к изоляции итальянской энергосистемы от европейской сети через 12 секунд

после выхода из строя линии “Sils-Soazza”;

Номинальная нагрузка:

815 мегавольт-ампер

Не эксплуатируются по причине планового технического обслуживания

Уимблдон Нью-Кросс Херст Литлбрук

Уайлзден

(Willesden)

Беддингтон

(Beddington)

Беддингтон

(Beddington)

Нортфлит Уэст

(Northfleet West)

Beddington & Kemsley

Поставки компании

EDF Energy

478 МВт

Поставки компании

EDF Energy

359 МВт

Поставки компании

EDF Energy

199 МВт

Поставки компании

EDF Energy

84МВт

21C7C2C1.doc

- в течение этих 12 секунд, когда имели место очень интенсивные перегрузки, в

пострадавшей части энергосистемы возник эффект нарушения устойчивости;

- в течение около 2 минут и 30 секунд после отсоединения страны в ней имело

место практически полное отключение электроэнергии.

・ Причины:

- короткое замыкание проводов швейцарской линии электропередачи сверхвы-

сокого напряжения из-за касания дерева;

- отделение всей итальянской энергосистемы от остальной сети Европейского

союза по координации передачи электроэнергии (UCTE).

・ Меры, которые уже приняты и которые будут приняты в будущем:

- совершенствование средств эксплуатационного планирования;

- разработка индексов риска в целях установки адекватных резервов мощности, а

также информирования операторов о необходимости аварийной разгрузки энергосис-

темы;

- внедрение системы измерений параметров в рамках обширного района;

- совершенствование системы мониторинга соседних электроэнергетических се-

тей;

- разработка тренажера для подготовки операторов диспетчерских пунктов;

- модернизация автоматической системы защиты для обеспечения координации

при отсоединении гидроаккумулирующих электростанций, кратковременно отключае-

мых оператором нагрузок, бытовых нагрузок и энергоблоков;

- установка новых устройств “телетрип” (teletrip) для прямого отключения;

- подключение гидроаккумулирующих электростанций к автоматической систе-

ме защиты;

- подключение кратковременно отключаемых оператором нагрузок к автомати-

ческой системе защиты;

- внедрение программы распределения нагрузки (аварийной разгрузки);

- изучение новых методик и концепций восстановления энергосистем;

- развитие телекоммуникационных систем и систем телемеханики в целях уско-

рения процесса восстановления энергосистемы;

- проверка оборудования и систем автоматического регулирования на электро-

станциях.

5.3.9. Южная часть Швеции и восточная часть Дании, 23 сентября 2003 года

・ Масштаб отключения: 6 550 MВт, 6,5 часов.

・ Последовательность событий:

- в южной части Швеции четыре атомных энергоблока, линия электропередачи

напряжением 400 кВ и высоковольтные линии, идущие в Польшу и Германию, были

выведены из эксплуатации для проведения капитального ремонта и планового техниче-

ского обслуживания;

- в 12:30 единственный функционирующий энергоблок на атомной электростан-

ции в г. Оскаршам (Oskarshamn), Швеция, мощностью 1 250 MВт был остановлен после

срабатывания аварийной защиты вследствие проблем с клапаном регулирования вре-

менного интервала;

- в 12:35 произошло двойное короткое замыкание на шинах подстанции напря-

жением 400 кВ в г. Хорред (Horred). Данная авария привела к нарушению работы юго-

западной электросети и выходу из строя двух энергоблоков АЭС "Рингхалс" (Ringhals)

общей мощностью 1 750 MВт. Это вызвало сильное качание мощности в энергосисте-

ме, снизило напряжение до чрезвычайно низкого уровня и привело к дальнейшему ра-

дению частоты;

21C7C2C1.doc

- в 12:37 сочетание падающего напряжения и очень больших потоков мощности

в направлении с севера на юг привело к отключению реле дистанционной защиты на

линиях электропередачи, что отделило южную Швецию и восточную Данию от элек-

тросети северной и центральной Швеции, которая в результате аварии не пострадала.

・ Причины:

- очень серьезная авария произошла в сети всего через несколько минут после

более простого, но, тем не менее, очень значительного повреждения. Весь комплекс

аварийной ситуации может быть классифицирован как соответствующий, по крайней

мере, уровню N-3;

- двойное короткое замыкание между параллельными шинами подстанции в

г. Хорред (Horred), произошедшее в результате перегрева и разрушения механического

узла шинного разъединителя, несмотря на то, что токовая нагрузка на шинный изоля-

тор была гораздо ниже номинального значения.

・ Принятые меры:

- пересмотр стандартов планирования эксплуатации и эксплуатационной надеж-

ности скандинавской энергосети (уровней от N-1 до N-2);

- укрепление сети, включая увеличение пропускной способности линий электро-

передачи в направлении юга Швеции, строительство новых электростанций и ряда

крайне необходимых подстанций;

- обеспечение нагрузки для собственных нужд и возможности запуска больших

энергоблоков при перерыве подачи электроэнергии вследствие внешних аварийных си-

туаций;

- реструктуризация аппаратуры распределительного устройства на пострадав-

шей подстанции с учетом риска короткого замыкания между основными шинами ра-

бочей системы. Усиленное инспектирование и замена критических компонентов;

- пересмотр методологии и процедур, необходимых для организации удовлетво-

рительного контроля процесса технического обслуживания, переданного стороннему

исполнителю;

- проведение анализа и необходимых мероприятий для сохранения функцио-

нальных средств дистанционного управления в случае отключения электроэнергии при

проведении технического обслуживания сторонним исполнителем.

5.3.10. Москва, 24-25 мая2005 года

・ Масштаб отключения: 2 500 MВт (около 4 миллионов потребителей), 32 часа (?) в

течение веерного отключения 25 мая, перерыв меньшей продолжительности в элек-

троснабжении нефтеперерабатывающего завода, пяти московских районов и трех

заводов 24 мая.

・ Последовательность событий:

[24 мая]

- в 20:57 автомат защиты сети второй секции системы шин напряжением

110 кВ был открыт после срабатывания защитного реле в результате взрыва находя-

щегося в нем преобразователя тока;

- через шесть секунд, вследствие нанесенного ущерба и короткого замыкания,

автоматический контактный выключатель линий напряжением 110 кВ, соединяющих

AT-1 со второй секцией системы шин напряжением 110 кВ, а также первую шину на-

пряжением 500 кВ и AT-1, были отключены;

- в 21:17 в результате перегрева взорвался трансформатор 110 кВ, в результате

чего были повреждены еще четыре трансформатора и находящееся рядом оборудова-

ние. Электроснабжение напряжением 220 кВ Московского нефтеперерабатывающего

21C7C2C1.doc

завода, пяти прилегающих московских районов и трех заводов было последовательно

нарушено;

- в 21:30 обслуживание нефтеперерабатывающего завода в объеме 80 MВт было

восстановлено с использованием линии 110 кВ, в нормальном режиме связывающей

Чагино и теплоэлектростанцию № 22. Обычно подаваемое на завод напряжение со-

ставляет 220 кВ, что обусловлено мощными основными нагрузками предприятия. Ли-

ния с пропускной способностью 100 MВт подверглась значительным нагрузкам.

Legend:

Breaker Closed Breaker Open

TL DUBOVSKAYA

1,2

TL BOLYATINO

TL YUBILEINAYA

CABLE CHP-8

CABLE

NOVOCPASSKAY

CL DONETSKAYA 1,2

CL AZLK 1,2

CL CHUKHLINKA 1,2

CL KAPOTNYA 1

CL ZHULEBINO

TL ILOVAISKAYA

TL YUZHAYA

TL PAKHRA

TL CHP 22-VII

TL CHP 22IX

PAKHRA

NOGINSK

MICKHAILOV

500 kV

section

220 kV

section

CL KAPOTNYA 2

TL CHP 22X

section

110 kV

CHAGINO SUBSTATION SCHEME BEFORE BLACKOUT (STATUS AT 19:00 ON MAY 23, 2005)

Рисунок 5. Схема подстанции в Чагино.

[25 мая]

- в 05:31 вышел из строя третий трансформатор линии 110 кВ подстанции в Ча-

гино;

- поставка электроэнергии на линию 110 кВ временно осуществлялась с другого

трансформатора 500/110 кВ, однако в какой-то момент этот трансформатор также вы-

шел из строя;

- в 10:12 шесть линий 220 кВ, идущих от высоковольтной подстанции Очаково,

были отключены вследствие перегрузки и коротких замыканий из-за перегрева и про-

висания, которые происходили по мере увеличения электропотребления;

- автоматические системы защиты отключили линии напряжением 220 кВ, иду-

щие от Тулы и Калуги;

- когда вышла из строя система напряжением 220 кВ, отключение электроэнер-

гии приобрело каскадный характер, что привело к выходу из строя четырех из семи

московских электроподстанций и пяти электростанций;

- в полдень произошло веерное отключение электроэнергии, затронувшее около

четырех миллионов человек и отрезавшее четверть московского электропотребления,

а также 90% потребления электроэнергии в Тульской области и 22% - в Калужской

области. В Московской области было потеряно около 2 500 MВт электроэнергии;

- в 12:30 распространение веерного отключения электроэнергии было останов-

лено через 2 часа и 20 минут после его начала. Каскадные отключения были ограниче-

ны Москвой и прилегающей к ней областями;

- в период между 14:00 и 16:00 электроснабжение было в целом восстановлено;

СХЕМА ПОДСТАНЦИИ В ЧАГИНО ПЕРЕД ВЕЕРНЫМ ОТКЛЮЧЕНИЕМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

(ПО СОСТОЯНИЮ НА 19.00 23 МАЯ 2005 ГОДА)

21C7C2C1.doc

- в 18:00 энергетические компании восстановили электроснабжение всех важных

общественных учреждений, находящихся в Москве.

・ Причины:

- выход из строя ряда трансформаторов и линий электропередачи в Чагино, а

также трансформаторов 500 кВ /220 кВ и 500 кВ /110 кВ в результате взрыва преобра-

зователя тока, пожара, короткого замыкания и перегрузок.

・ Принятые меры:

- информация отсутствует;

- совершенствование сети и замена старого оборудования.

5.3.11. Бразилия, 11 марта 1999 года

・ Масштаб: 24 900 MВт, 4 часа 20 минут.

・ Последовательность событий:

- в 22:16 вследствие однофазного короткого замыкания шины 440 кВ на под-

станции Bauru, сработали дистанционные системы защиты линий электропередачи, так

как на указанной подстанции в тот момент не было защиты сборных шин. Межсистем-

ные связи шин оказались открытыми вследствие структуры подстанции;

- отключились шесть сетей напряжением 440 кВ, инициировав процесс качания

мощности, который завершился каскадным отключением различных элементов сосед-

них энергосистем;

- в их числе была отключена магистральная линия напряжением 750 кВ, что

привело к изоляции электростанции Itaipu от Южной энергосистемы; также были от-

ключены линии электропередачи напряжением 440 кВ, что отделило от сети гидро-

электростанции Três Irmãos, Jupiá, Porto Primavera, Capivara и Taquaruçu, при этом об-

щая потеря мощности составила 2 300 МВт; вышли из строя линии Южной энергосис-

темы напряжением 500 кВ, что вызвало включение региональной резервной системы

питания; линия электропередачи высокого напряжения на постоянном токе в районе

São Paulo также вышла из строя вследствие лавины напряжения; отключились многие

линии электропередачи напряжением 500 кВ и 345 кВ, что негативным образом сказа-

лось на поставках электроэнергии в штаты Рио-де-Жанейро и Эспирито-Санто;

- межсистемные соединения Северной и Южной энергосистем были отключены

таким же образом из-за срабатывания защиты от выпадения из синхронизма.

・ Причины:

- однофазное короткое замыкание шины 440 кВ на подстанции Bauru, в резуль-

тате которого сработали дистанционные системы защиты линий электропередачи, так

как на указанной подстанции в тот момент не было защиты сборных шин.

・ Принятые меры:

- реконструкция сборной шины подстанции Bauru. Масштаб работ распростра-

нялся на подстанции основной системы напряжением 440 кВ, а также включал пере-

становку цепей между секциями системы сборных шин;

- внедрение новой резервной системы питания.

5.3.12. Бразилия, 21 января 2002 года

・ Масштаб: 23 766 МВт, 4 часа 15 минут.

・ Последовательность событий:

- в 13:34 произошло однофазное короткое замыкание вследствие обрыва провода

в сети № 2 линии электропередачи напряжением 440 кВ на участке Ilha Solteira – Ara-

raquara, а приблизительно в 1 км от терминала подстанции Ilha Solteira также произош-

ло однофазное короткое замыкание, после чего терминал Ilha Solteira сети № 1 линии

электропередачи напряжением 440 кВ на участке Ilha Solteira – Araraquara был автома-

21C7C2C1.doc

тически отключен в результате неселективного срабатывания основной дистанционной

системы защиты. Процесс качания мощности был инициирован автоматическим разъе-

динением двух оставшихся сетей напряжения 440 кВ, которые соединяли шину Ilha

Solteira с остальной частью объединенной системы, что привело к отключению маги-

стральной линии напряжением 440 кВ.

・ Причины:

- однофазное короткое замыкание вследствие обрыва провода в сети № 2 линии

электропередачи напряжением 440 кВ на участке Ilha Solteira – Araraquara.

・ Принятые меры:

- реализация плана защиты от крупных аварийных ситуаций меньшей степени

вероятности.

Таблица 4. Обзор имевших место в прошлом каскадных отключений

электроэнергии; XXI век: после либерализации.

Дата/

Регион

Потери мощности,

продолжительность

Причины

(механизм запуска)

Критические явления

Январь 2002 года,

Бразилия

23 766 MВт,

4 часа 15

минут

- множественные отключения

ЛЭП

- качание мощности

Август 2003 года,

Север США

61 800 MВт,

42 часа

- множественные отключения

ЛЭП

- лавина напряжения

- разделение системы

Август 2003 года,

Лондон

724 MВт,

0,7 часа

- ошибочное срабатывание ре-

зервного реле

- перегрузка

Сентябрь 2003 года,

Италия

20 000 MВт,

20 часов

множественные отключения ЛЭП

сверхвысокого напряжения

- лавина напряжения

- - качание мощности

- разделение системы

Сентябрь 2003 года,

Скандинавия

6 550 MВт,

6,5 часа

- ввод из эксплуатации АЭС;

- выход из строя двойной шины

- лавина напряжения

- качание мощности

Май 2005 года,

Москва

2 500 MВт,

32 часа

- взрыв преобразователя тока;

- множественные взрывы и по-

жары на магистральных линиях

- перегрузка

5.4. Общие причины недавних каскадных отключений электроэнергии

Одной из наиболее общих причин указанных событий предположительно являлась от-

мена государственного регулирования рынка электроэнергии, что сделало его исклю-

чительно высококонкурентным.

Освобожденные от государственного регулирования рынки электроэнергии, ко-

торые начали формироваться в различных странах, в значительной степени способст-

вовали изменению правил функционирования электроэнергетических систем. Компа-

нии, производящие и распределяющие электроэнергию, в том числе новые организа-

ции, попытались оптимизировать эксплуатационные издержки и затраты на производ-

ство электроэнергии в целях сокращения общих расходов и получения более высокой

прибыли.

Кроме того, в последние годы изменилось потокораспределение электроэнергии

между взаимосвязанными странами. В частности, это произошло в силу действия ком-

мерческих факторов, которые оказывают на межсистемные электроэнергетические ли-

нии более заметное воздействие, чем в прошлом.

Произошедшие изменения привели к формированию следующих критических

факторов нестабильности и риска:

21C7C2C1.doc

§ Емкость и сложность электроэнергетических сетей.

§ Обмен мощностью между энергосистемами регионов.

§ Необходимость обработки информации.

§ Неопределённость условий эксплуатации электроэнергетических сетей.

§ Частая повторяемость неисправностей выступает в качестве провоцирующего

фактора для запуска механизма аварии.

§ Корпоративные образования (участники рынка), имеющие разнообразные

функции, оборудование и деловые интересы.

Таким образом, существующие взаимосвязанные электроэнергетические сети

стали нести повышенную нагрузку, связанную с обеспечением контрактов на поставку

электроэнергии и способную в некоторых случаях превышать максимальную пропуск-

ную способность. Кроме того, операторы крупных электрических сетей неизбежно

сталкиваются с затруднениями при выборе мер реагирования в случае возникновения

нестандартных или неожиданных ситуаций.

Deregulation of Electricity Market: Monopoly to Competition

Priority to Market

Mechanism

More Players

Less Maintenance

Delay in Network

Enhancement

Change of System

Operation Rules

Increase of Inter-regional (National)

Power Exchange

Complicated and Enlarged

Power Grid

Information to be Handled

Uncertainty in Operating Condition

Fault

Frequency

Difficulty in Responding to

Abnormal Situation

Heavier Duty in Accommodating

Electricity Transaction

<Cause>

More.

(To Operators)

(To Interconnected Power System)

Рисунок 5. Общие причины недавних каскадных отключений электроэнергии

5.5. Механизм возникновения каскадного отключения электроэнергии

Тщательный анализ недавно произошедших в мире каскадных отключений элек-

троэнергии позволил определить механизм их возникновения как последовательность

следующих событий:

а) провоцирующий фактор для запуска механизма аварии.

Каждая аварийная ситуация возникает в результате действия какого-либо прово-

цирующего фактора, такого как, например:

- неожиданно высокая нагрузка на линию (линии) электропередачи;

- внеплановое отключение генераторных мощностей;

- единичное нарушение в работе (касание дерева и т.п.);

- лесной пожар;

- сочетание вышеперечисленных событий.

Причина

Отмена государственного

регулирования

рынка электроэнергии: конкуренция мон

полий

Отдание предпочт

ния

рыночному механизму

Большее количество

участников

Изменение правил эк

с-

плуатации энергосистем

Развитие

Более крупные и сложные эле

к-

троэнергетические сети

Необходимость обработки

форм

ации

Последствия

Увеличение количества контрактов на

поставку электроэнергии

Для объединенных элекроэнергосистем

Снижение объемов техобслуживания

Замедление процессов расшир

е-

ния и модернизации сети

Развитие межрегиональных (национал

ь-

ных) обменов мощностью

Неопределенность функционального

стояния

Для операторов

Затруднения при реагировании на

чрезвычайные ситуации

Частота

аварий

21C7C2C1.doc

Большинство из указанных событий, вероятно, являются следствием либерали-

зации рынка, при которой стали обычными крупномасштабные контракты на поставку

электроэнергии для обширных районов, и владельцы электроэнергетических сетей вы-

нуждены сокращать свои расходы на передачу электроэнергии пользователям по сетям

посредников.

Другими словами, ранее находившиеся в монопольном владении электроэнергетиче-

ские сети в настоящее время сталкиваются с непредвиденными эксплуатационными

условиями, которые выходят за рамки их сферы деятельности.

Кроме того, расследование недавно имевших место случаев аварийного отключе-

ния электроэнергии выявило следующие проблемы:

- недостаточно строгое соблюдение системными операторами правил обеспечения

надежности;

- недостаточно подробное изложение спецификаций и технических требований, ко-

торые должны выполняться компаниями, производящими и распределяющими

электроэнергию;

- недостаточно строгое соблюдение компаниями, производящими и распределяю-

щими электроэнергию, своих функциональных обязанностей.

б) задержка в первоначальном реагировании.

На следующем этапе также возможны различные задержки, в том числе:

- задержка в овладении ситуацией;

- задержка в осуществлении связи с соседними операторами;

- задержка в принятии коррекционных мер.

Смягчение последствий этих задержек может иметь ключевое значение для пре-

дотвращения каскадных отключений электроэнергии. Для этого разрабатываются ука-

занные ниже коррекционные меры:

- внедрение модернизированных систем мониторинга, работающих в оперативном

режиме;

- использование анализа возникающих аварийных ситуаций в реальном масштабе

времени;

- внедрение системы индикации коррекционных мероприятий на основе анализа

возникающих аварийных ситуаций в реальном масштабе времени.

Желательной также является автоматизация данных средств и систем в целях

ускорения действий и облегчения работы оператора.

в) возникновение каскадных аварийных ситуаций.

После относительно короткого промежутка времени статус электросети может

легко трансформироваться из аварийной ситуации в чрезвычайное состояние. В итоге

начинают происходить следующие события:

- каскадные отключения линий электропередачи и трансформаторов вследствие

перегрузок;

- лавина напряжения;

- качание мощности;

- потеря синхронизации;

- снижение частоты.

21C7C2C1.doc

По достижении данного этапа указанные события развиваются достаточно быст-

ро, так как электроэнергетическая система становится весьма неустойчивой.

Вследствие этого, во избежание полного отключения электроэнергии целесооб-

разным представляется широкое внедрение автоматических систем управления чрезвы-

чайными ситуациями, таких как “Safety Net” (“Сеть безопасности”).

г) принятие защитных мер.

На завершающем этапе развития каскадной аварийной ситуации происходит

срабатывание защитных реле на различном оборудовании в целях его отключения от

сети. В результате этого система переходит в чрезвычайное состояние.

Таким образом, важным является более тщательное изучение возможностей коорди-

нации по времени между защитными реле и системами безопасности, такими как

“низкочастотная аварийная разгрузка” и “аварийная разгрузка понижением напря-

жения”.

-Unexpected heavy loading

-Unscheduled generation outage

-Single fault (tree touching etc.)

-Combination of above events

-Delay in grasping the situation

-Delay in communication with

neighboring operators

-Delay in taking mitigation action

Trigger

Delay in Initial Action

mImpact of Market Liberalization

Cost Reduction

Wide-area Heavy Power

Transaction

mInappropriate On-line Monitoring

Need for Sophisticated On-line

Monitoring System

Need for On-line Contingency

Analysis Tool

Need for Automatic Preventive

Control

-Transmission Lines

-Transformers

-Generators

Protective Action

Need for Time Coordination with

Safety Nets, such as UFLS and

UVLS

-Overloading

-Voltage Collapse

-Power Oscillation

-Loss of Synchronism

-Frequency Declining

Cascading Events: Alert to Emergency

Need for Enhancement of

Emergency Control, so called

‘Safety Net,’including ‘Islanding’

Рисунок 7. Механизм возникновения каскадного отключения

электроэнергии

ровоцирующий фактор

- неожиданно высокая нагрузка

- внеплановое отключение генераторных

мощностей

- единичное нарушение в работе (касание

дерева и т.п.)

- сочетание вышеперечисленных

событий

адержка в первоначальном реагиров

нии

- задержка в овладении ситуацией;

- задержка в осуществлении связи с со-

седними операторами;

- задержка в принятии коррекционных

мер.

аскадны

ситуаци

и: от напряженного

режима до аварии

- перегрузки;

- лавина напряжения

- качание мощности

- потеря синхронизации;

- снижение частоты.

Принятие защитных мер

- ЛЭП;

- трансформаторы;

- генераторы.

Последствия отмены государственного регу-

лирования:

- снижение затрат;

- поставка электроэнергии для обширных

районов

Неадекватный оперативный мониторинг:

- потребность в современных системах

мониторинга в реальном времени;

- потребность в средствах анализа неис-

правностей в реальном времени;

- потребность в автоматических системах

превентивного контроля.

Необходимость совершенствования системы

аварийного управления, так называемой

“Safety Net”, в том числе функции «изолиро-

вания».

Необходимость согласования временных пара-

метров с системами “Safety Net”, такими как

системы автоматической частотной разгрузки и

аварийной разгрузки понижением напряжения.

21C7C2C1.doc

5.6. Перечень актуальных и наиболее частых проблем, возникающих в

электроэнергетических системах вследствие изменений в меж-

системных потоках мощности

Расхождения между плановыми (коммерческими) обменами и физическими пото-

ками мощности в реальном масштабе времени могут создать серьезную угрозу безо-

пасности электросети вследствие недостатка координированного управления в различ-

ных системах. Это является основным опасением, выявленным на основе изучения оп-

росных листов. Соответствующие коррекционные мероприятия, перечисленные рес-

пондентами, описаны ниже по тексту.

Компании TERNA приходится решать указанные проблемы вследствие отклоне-

ния реальных потоков мощности от запланированных на межсистемных ЛЭП. Так как

балканские страны были вновь присоединены к энергосистеме UCTE, расхождение

между плановыми коммерческими обменами и физическими потоками мощности на

итальянско-словенской границе возросло, иногда даже превышая прежний уровень на

350%. Чрезвычайно мощные потоки энергии, поступающие из северо-восточной части

Европы и пересекающие Венгрию и Хорватию, приходят в Италию через границу со

Словенией. Недавнее укрепление межсистемных соединений между Италией и Швей-

царией обеспечивает более высокую, чем ранее, общую пропускную способность в на-

правлении Италии. К сожалению, это достигается за счет электроэнергии, производи-

мой и поступающей из Восточной Европы через Словению, а не из Германии и Фран-

ции через Швейцарию. Данная ситуация может привести к чрезвычайно опасным цир-

кулирующим потокам на межсистемных линиях электропередачи между Италией и

Словенией (имеются одна линия напряжением 400 кВ и одна линия напряжением 220

кВ). Компания TERNA в целях обеспечения безопасности сети с учетом описанных

выше перегрузок применяет следующие профилактические меры, перечисленные в по-

рядке очередности их осуществления:

1) координированное переключение выходных обмоток трансформаторов фазового

перехода на границе с Францией;

2) изменение топологической схемы сети;

3) внутреннее перераспределение мощности;

4) двустороннее перераспределение мощности между Италией и Словенией;

5) сокращение импорта электроэнергии в Италию (в соответствии с многосторон-

ним соглашением, заключенным с соседними странами);

6) автоматически прерываемый сброс нагрузки.

Часто возникающие проблемы компании RTE связаны с ее коммерческой дея-

тельностью, которая обусловливает изменение потоков мощности несколько раз в день.

Важные изменения планируются на определенные часы (потоки мощности до 4000

МВт, смена экспортных потоков импортными и наоборот). Это может привести к воз-

никновению неожиданных параллельных потоков без ведома пунктов производства и

потребления электроэнергии. Ограничение отклонений в различные периоды времени

невозможно, так как обмены остаются в пределах пропускной способности линий.