Системный оператор совершенствует централизованную систему противоаварийной автоматики в ОЭС Урала
В Филиале АО «СО ЕЭС» «Объединенное диспетчерское управление энергосистемой Урала» (ОДУ Урала) введен в промышленную эксплуатацию программно-технический комплекс верхнего уровня Централизованной системы противоаварийной автоматики (ЦСПА) Объединенной энергосистемы (ОЭС) Урала третьего поколения (ПТК ВУ ЦСПА-3). Новый комплекс использует классический метод расчета устойчивости и обладает расширенным по сравнению с предыдущей системой функционалом, позволяющим проводить расчеты одновременно для всех заданных аварийных возмущений, а не последовательно, как это делалось ранее, а также моделировать работу автоматики ограничения перегрузки оборудования (АОПО) и автоматики ограничения снижения напряжения (АОСН).
ЦСПА представляет собой комплекс технических и программных средств, образующий двухуровневую систему противоаварийного управления. ПТК ВУ ЦСПА-3 в режиме реального времени циклически осуществляет получение информации из ОИК и с интервалом в 30 секунд производит расчет управляющих воздействий для заданных аварийных возмущений. Выбранные по результатам расчетов управляющие воздействия передаются с верхнего уровня ЦСПА по цифровым каналам связи на нижний уровень – в устройство локальной автоматики предотвращения нарушения устойчивости (ЛАПНУ), которое осуществляет непосредственное противоаварийное управление при возникновении аварийного возмущения в сети 500 кВ ОЭС Урала.
Работа по созданию нового поколения ПТК ВУ ЦСПА началась в 2011 году – сразу после завершения внедрения предыдущего поколения. В реализации проекта в ОЭС Урала принимали участие специалисты ОДУ Урала, исполнительного аппарата АО «СО ЕЭС», филиала ПАО «Россети ФСК ЕЭС» — МЭС Урала, компании «Прософт-Системы» и АО «НТЦ ЕЭС».
В результате совместной работы АО «СО ЕЭС» и АО «НТЦ ЕЭС» система получила новые алгоритмы расчета статической устойчивости и выбора управляющих воздействий по условиям обеспечения статической устойчивости энергосистемы, токовых ограничений и допустимых уровней напряжений и расширенный функционал, включающий возможность проведения расчетов для всех заданных аварийных возмущений одновременно, а также возможность моделирования работы АОПО и АОСН.
Одним из важных этапов масштабной работы по переходу ОЭС Урала на алгоритм ПТК ВУ ЦСПА-3 стал ввод в эксплуатацию модернизированного низового устройства ЦСПА на одной из системообразующих подстанции ОЭС Урала — подстанции 500 кВ Южная — удаленного контроллера противоаварийной автоматики на цифровых связях (УКПА ЦС). Выполненный на базе микропроцессорного устройства отечественного производства УКПА ЦС обладает расширенными возможностями обработки аварийных сигналов противоаварийной автоматики. Раньше возможности системы были ограничены количеством дискретных входов — прежний УКПА имел 63 пусковых органа. Новая система позволяет использовать значительно больше — 212 пусковых органов и 194 управляющих воздействия.
В основу работы цифрового комплекса был заложен новый алгоритм оценивания состояния электроэнергетического режима энергосистемы, что значительно повысило степень точности расчетов ПТК ВУ ЦСПА-3. При этом, расширяя область допустимых режимов, система обеспечивает возможность дополнительной загрузки экономически эффективного генерирующего оборудования, тем самым улучшая экономические показатели работы энергосистемы, и позволяя существенно снизить риски необходимости ввода ограничений потребителей.
В ходе реализации проекта было разработано техническое задание на модификацию технологического алгоритма. Специалисты ОДУ Урала обеспечивали формирование расчетной модели ПТК ВУ ЦСПА-3 ОЭС Урала, тестирование и проведение автономных и комплексных испытаний модулей ПТК ЦСПА-3, режимные условия для подключения цепей УКПА ЦС к устройствам релейной защиты и автоматики, разработку программы и проведение комплексных испытаний.
Совершенствование ЦСПА как неотъемлемого элемента современной модели управления энергосистемам, является для Системного оператора одной из приоритетных задач наряду с внедрением систем мониторинга запасов устойчивости (СМЗУ) и дистанционного управления оборудованием и энергообъектами ЕЭС России. Использование в электроэнергетике передовых технологий позволяет получить значительный системный эффект за счет построения на их базе более эффективных моделей управления технологическими процессами.
Информация о ЦСПА
Централизованная система противоаварийной автоматики (ЦСПА) предназначена для предотвращения нарушения устойчивости энергосистемы и обеспечения допустимых параметров электроэнергетического режима. Этот комплекс в реальном времени с учетом текущей схемно-режимной ситуации в энергосистеме осуществляет расчет электроэнергетических режимов, производит анализ допустимости параметров послеаварийного режима и при необходимости выбирает управляющие воздействия.
ЦСПА играет важную роль в обеспечении надежности работы электроэнергетических систем, оптимизирует управляющие воздействия противоаварийной автоматики и расширяет область допустимых режимов работы энергосистемы. ЦСПА имеет двухуровневую структуру: программно-технический комплекс верхнего уровня устанавливается в диспетчерском центре АО «СО ЕЭС», и «низовые» устройства – на объектах электроэнергетики.
Надежность и эффективность ЦСПА доказана многолетней успешной эксплуатацией. Первые опыты по созданию ЦСПА проводились в Объединенной энергосистеме Урала в 1970-х годах. В 1980–1990-е годы в энергообъединениях ЕЭС России были внедрены ЦСПА первого поколения. Успешный опыт внедрения унифицированной цифровой ЦСПА второго поколения в ОЭС Урала в 2005 году и в энергосистеме Тюменской области, Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов в 2007 году был распространен на другие энергосистемы страны. В 2010 году ЦСПА второго поколения была внедрена в ОЭС Средней Волги и ОЭС Юга.
ЦСПА третьего поколения уже функционируют в ОЭС Востока, ОЭС Северо-Запада, ОЭС Юга, ОЭС Средней Волги и энергосистеме Тюменской области, Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов.
