Системный оператор единой энергетической системы. Система мониторинга запасов устойчивости

1.

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
«СИСТЕМНЫЙ ОПЕРАТОР
ЕДИНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ»
СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ЗАПАСОВ
УСТОЙЧИВОСТИ
Зуев Иван Михайлович
Начальник службы электрических режимов
Филиала АО «СО ЕЭС» ОДУ Северо-Запада

2.

Общая информация
2
ПАК СМЗУ с динамикой введен в промышленную эксплуатацию в Филиале
АО «СО ЕЭС» ОДУ Северо-Запада Приказом от 16.12.2016 №320.
Версия основных серверов СМЗУ – 3.3.5 hf2.
Модуль оценки состояния – Rastr.win, алгоритм расчета МДП – «Урал».
КАЭС – Княжегубская
Кондопога – Онда Онда – Кондопога
Борей – Онда
Кола – Карелия
Княжегубская
Восточная
ЭС
Финляндии
Кондопога
Петрозаводск Кондопога
Путкинская
ГЭС
Ржевская
Ондская
ГЭС
Кондопога –
Петрозаводск
Петрозаводск
Ленинград –
Карелия
Тихвин
Парнас
Каменногорская
Зеленогорск
Кам.Бор
Лоухи
Кольская АЭС
Северо-Западная
ТЭЦ
Северная
Выборгская
Борей
Василеостровская
Завод
Ильич
Волхов-Северная
(Выборгская ТЭЦ)
Октябрьская
(Правобережная
ТЭЦ)
Карелия –
Ленинград
Кириши – Сясь
Свирское -2
Киришская
ГРЭС
Сясь Свирское -1
Новая
Колпино
Сосновый Бор
Южная ТЭЦ Невское
Пулковское
Ленинградская
Западная
Пулковская
Центральная
АЭС
Ленинградская
Окуловская
Северо -Запад – Центр
Бологое
Центр – Северо -Запад
Калининская
АЭС
Южная
Софийское
Копорская
Кингисеппская
Гатчинская
АТ
Ленинградская
ЮгоЗападная
Чудово Новгородская Новгородская ТЭЦ
Ленинградское ремонтное
Белозерская
Старорусская

3.

Расчётные сечения ПАК СМЗУ
3
СМЗУ ОЭС Северо-Запада
выполняет расчёты допустимых
перетоков в сечениях:
- Контролируемых ОДУ СевероЗапада и регулируемых РДУ
(10 сечений транзита 220-330 кВ
ЭС Мурманской области – ЭС
Республики Карелия – ЭС СПб и
Ленинградской области);
- Регулируемых ОДУ СевероЗапада (5 сечений на связях
ОЭС Северо-Запада с ОЭС
Центра, 5 сечений в ЭС СПб и
Ленинградской области).
До конца 2023 года запланирован
ввод в эксплуатацию расчётов
СМЗУ ещё для двух
контролируемых сечений,
регулируемых ОДУ Северо-Запада.

4.

Характеристики расчетной модели СМЗУ
ОДУ Северо-Запада
Параметр
Значение параметра
2311
293
3172
55 (34)
47 (21)
199 (148)
Количество узлов
Количество генераторов
Количество ветвей
Количество устройств ПА
Количество траекторий утяжеления
Количество нормативных возмущений
в том числе:
по статической устойчивости
по динамической устойчивости
Количество используемой телеметрической информации
в том числе:
Телеизмерения (ТИ)
Телесигналы (ТС)
Специальные параметры (СП)
Время расчетного цикла:
Максимальное
Минимальное
Среднее
в том числе:
Импорт телеметрии
Оценка
Расчет после оценки
Расчет МДП
Запись в ОИК
182 (141)
17 (7)
9725 (9671)
6574 (6542)
2940 (3004)
211 (125)
334 (144,7)
205 (124,2)
235 (132,1)
4 (4,7)
8,4 (6,9)
0,9 (1,5)
230 (117,3)
2 (2,1)
4

5.

Структурная схема ПАК СМЗУ с динамикой
5
АРМ технолога
ПАК СМЗУ
ОИК «СК-2007»
Кольского РДУ
Ретрансляция расчетных
значений МДП
Ретрансляция ТИ, ТС, ОТС,
положения переключателей
«Использование данных
СМЗУ в КПОС».
ОИК «СК-2007»
Карельского РДУ
Основной сервер
ПАК СМЗУ
Запись расчетных
значений МДП
ОИК «СК-2007»
Получение
ТИ, ТС, ОТС
Полигонный
сервер ПАК СМЗУ
Сервер
разработчиков
ПАК СМЗУ
Разработчики
ПАК СМЗУ

6.

Исходная информация для ПАК СМЗУ с
динамикой
Расчетная модель энергосистемы.
Значения ТИ, ТС, ОТС из ОИК «СК-2007», привязанные к
расчетной модели.
Требуемые для проведения оценки режима ограничения по
максимальным и минимальным значениям генерации и нагрузки в
узлах расчетной модели.
Данные по генерирующему оборудованию (внешние параметры
генераторов, инерционные постоянные времени, PQ-диаграммы,
параметры АРВ, систем возбуждения, форсировок возбуждения).
Перечень нормативных возмущений.
Модели устройств ПА (логика ПА, уставки КПР, виды и объемы
УВ).
Траектория утяжеления.
Требуемые для поиска допустимых перетоков мощности
ограничения в расчетной модели (по изменению загрузки
генерирующего оборудования, величин потребления в узлах
расчетной модели и т.д.).
6

7.

Принципы использования ПАК СМЗУ с
динамикой
МДП, АДП СМЗУ – максимально допустимый и аварийно
допустимый переток активной мощности в контролируемом
сечении, полученный в результате расчетного цикла ПАК СМЗУ с
динамикой.
МДП, АДП ПУР – максимально допустимый и аварийно
допустимый переток активной мощности в контролируемом
сечении, определенный в соответствии с Приложением 6 к ПУР.
При
управлении
режимом
используются
значения
МДП, АДП СМЗУ.
Текущее значение МДП СМЗУ также используется в качестве
уставки автоматики ограничения перетока (АОП) активной
мощности в ЦС АРЧМ.
При планировании режима используются:
- МДП СМЗУ для планирования, рассчитываемых с
использованием ЛСА БАРС-МДП (с технологией СМЗУ для
планирования) для 8 сечений;
- значения МДП ПУР для остальных сечений.
7

8.

Использование СМЗУ при управлении
режимом в ОДУ Северо-Запада
Результаты расчетов допустимых перетоков (ДП) СМЗУ передаются в ОИК,
отображаются и обрабатываются на формах: «Таблица 403. Результаты работы СМЗУ с
динамикой: направление Кол-Кар-Лен», «Таблица 404. Результаты работы СМЗУ с динамикой:
направление Лен-Кар-Кол» и «Таблица 405. Результаты работы СМЗУ с динамикой: Сечения г.
СПб и Ленинградской обл.»
Достоверные значения ДП СМЗУ заносятся в КПОС, МДП СМЗУ используются в
качестве уставки автоматики ограничения перетока (АОП) в ЦС АРЧМ ОЭС Северо-Запада.
Для разрешения использования результатов расчетов СМЗУ при управлении режимом
предусмотрены переключатели «Использование данных СМЗУ в КПОС», состояние которых
определяется диспетчером ДЦ, осуществляющего регулирование перетока мощности в
сечении.
8

9.

Использование СМЗУ при управлении
режимом в ОДУ Северо-Запада
СМЗУ выполняет расчет МДП+НК и АДП в контролируемом сечении. Определение МДП
(вычитание НК) осуществляется в ОИК с учетом фактического состояния ЦС АРЧМ ОЭС
Северо-Запада и АОП в контролируемых сечениях.
МДП СМЗУ попадая в ОИК дополнительно ограничиваются по дополнительному
(частотному) критерию, а также по условию исключения срабатывания АРПМ в исходной
схеме.
В специализированном ЛСА «Арбитр» осуществляется достоверизация ДП СМЗУ по
следующим факторам:
Изменение состояния сетевых элементов, генерирующего оборудования, влияющего
на ДП СМЗУ.
Изменение величин объемов УВ от устройств (функций) ПА.
Изменения ДП СМЗУ, рассчитанных на текущем расчетном цикле, более, чем на 10%, от
рассчитанных на предыдущем расчетном цикле.
Времени обновления информации по результатам расчетов СМЗУ.
9

10.

ЛСА «Арбитр СМЗУ»
10
Достоверизация результатов расчётов ДП СМЗУ и
автоматизация перехода в КПОС между ДП СМЗУ и ДП ПУР
реализованы в ЛСА «Арбитр СМЗУ».

11.

Описание критериев достоверизации ДП СМЗУ
в ЛСА Арбитр
11
1. использования ДП СМЗУ при управлении режимом:
- При
фиксации
изменения
топологии
электрической
сети,
оказывающей влияние на значение МДП;
- При фиксации изменения объемов УВ ПА на величину более
заданной
1.1. Запускается ускоренный расчетный цикл расчета ДП СМЗУ:
■ только по критерию обеспечения 20 % запаса статической
апериодической устойчивости (МДП СМЗУ 20%) и АДП СМЗУ
■ последующий запуск нового расчетного цикла с расчетом ДП
СМЗУ по всем критериям
1.2. До завершения расчета МДП СМЗУ по всем критериям
определения МДП в КПОС передаются значения:
■ МДП, соответствующее МДП СМЗУ 20%;
■ АДП, соответствующее АДП СМЗУ.

12.

Описание критериев достоверизации ДП СМЗУ
в ЛСА Арбитр
12
2. При фиксации изменения МДП СМЗУ на текущем расчетном
цикле относительно МДП СМЗУ на предыдущем расчетном цикле
или от последнего переданного в КПОС значения МДП СМЗУ на
величину более заданной при отсутствии фиксации изменения:
топологии электрической сети, оказывающей влияние на
величину МДП в контролируемом сечении,
объемов УВ ПА на величину более заданной.
Рассчитанные на текущем расчетном цикле значения
ДП СМЗУ в КПОС не передаются (используются
значения ДП СМЗУ предыдущего расчётного цикла).
При фиксации изменения состояния сетевых элементов,
генерирующего оборудования или объёмов УВ ПА, влияющих на
ДП СМЗУ, для исключения блокировки передачи в КПОС значения
МДП СМЗУ, рассчитанного по всем критериям определения МДП
после расчета МДП СМЗУ 20%, указанный принцип не
учитывается в течение двух расчетных циклов СМЗУ.

13.

Работа ЛСА «Арбитр СМЗУ»
13
Форма Арбитра СМЗУ и Таблицы 403 после скачка МДП без ПА более,
чем на 10%. На форме Арбитра СМЗУ записаны результаты МДП без ПА,
МДП с ПА, АДП с предыдущего расчетного цикла, в столбце
«dпред/след_изменение» значение в ячейке «Да» и ячейка подсвечена
красным цветом.

14.

Критерии перехода на ДП ПУР
в ЛСА «Арбитр СМЗУ»
14
3. Переход на ДП ПУР по критерию отсутствия изменения номера
расчетного цикла СМЗУ.
4. Переход на ДП ПУР по критерию отсутствия передачи ДП СМЗУ
или отсутствию изменения расчетного значения ДП СМЗУ.

15.

Блокировка АРЧМ при переходе на ДП ПУР
в ЛСА Арбитр
5. При наличии в КС СМЗУ АОП (АРП), при автоматическом
переходе в КС СМЗУ на ДП ПУР осуществляется блокировка
действия АОП (АРП) в КС СМЗУ и всех зависимых КС (кроме
случаев отсутствия превышения фактическим перетоком
активной мощности в КС СМЗУ величин ДП ПУР) на время, не
превышающее 20 минут за вычетом максимального времени
разгрузки КС СМЗУ действием АОП (АРП).
15

16.

Настройки критериев перехода на ДП ПУР для
ЛСА Арбитр через ОИК
16
Возможность оперативного изменения параметров
достоверизации результатов расчетов ПАК СМЗУ с динамикой с
использование отдельной формы ОИК.

17.

Статистика расчетных сбоев СМЗУ
17
Ошибочные циклы
Месяц
Оценка
Расчет МДП
Импорт ТМИ
Успешные циклы
Сервер №1: Кола - Карелия, Онда - Кондопога, Кондопога - Петрозаводск, Карелия - Ленинград,
Свирское-1, Свирское-2, Кириши - Сясь, Ленинград - Карелия, Петрозаводск - Кондопога, Кондопога - Онда
Июнь
14
3
78
7687
Июль
7
-
160
11672
Август
5
113
172
10487
Сентябрь
16
-
321
9037
Октябрь
5
-
452
10524
Ноябрь
1
-
288
10283
Итог:
48
116
1471
59690
Сервер №2: Северо-Запад – Центр, Центр – Северо-Запад, АТ Ленинградская, АТ Ленинградская и ЛАЭС, Ленинградское ремонтное,
Невское, Пулковское, Софийское, Сосновый Бор
Июнь
-
-
1170
9278
Июль
1
-
811
12557
Август
3
-
1168
13418
Сентябрь
2
-
807
12728
Октябрь
-
-
1119
12199
Ноябрь
-
-
565
12730
Итог:
6
-
5640
72910
2,67%
97,33%
Сервер №1
Ошибочные циклы
Успешные циклы
Сервер №2
4,15%
95,85%

18.

Эксплуатация ПАК СМЗУ
18
ПАК СМЗУ – объект диспетчеризации тех ДЦ, которые
осуществляют регулирование или контроль КС СМЗУ.
Работы с серверами ПАК СМЗУ
должны проводиться по
диспетчерской заявке.
Все ТИ и ТС в ОИК, влияющие
на расчёт ДП СМЗУ, должны
иметь автодубли, а при их
отсутствии –
актуализироваться ручным
вводом либо вывод СМЗУ.

19.

Пропускная способность транзита Кола - Карелия
19
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
КИУМмдп [КК]
КИУМмдп+нк [КК]
КИУМмдп [ОК]
КИУМмдп+нк [ОК]
май
апрель
март
февраль
явнварь
декабрь
ноябрь
октябрь
сентябрь
август
июль
июнь
0

20.

Пропускная способность с учётом использования СМЗУ
20
Интегральные показатели ПАК СМЗУ с динамикой для контролируемых
сечений «Кола - Карелия» и «Онда - Кондопога»

21.

Развитие технологии СМЗУ:
ПК «ЕРМАК»
21
1. Единая расчетная модель с реализацией функций СМЗУ и
ЦСПА на одном дублированном сервере (ПК ЕРМАК)
Проблема:
Необходимость сопровождения различных расчетных моделей:
ПАК СМЗУ (модели для разных серверов), ПТК ЦСПА.
Решение:
Отдельный сервер с единой расчётной моделью, который будет
непосредственно решать задачи:
- оценки состояния на общей модели,
- индивидуального эквивалентирования отдельно для СМЗУ и
отдельно для ЦСПА (на каждом расчётном цикле);
- Выполнение функций СМЗУ + Арбитр и ЦСПА.
2. Пройден второй этап тестирования ПК ЕРМАК в ОЭС СевероЗапада в 3 квартале 2023 года. Да конца 2023 года планируется
ввод в ОЭ.

22.

Технология БАРС МДП (СМЗУ для планирования)
22
Постановка:
1. При краткосрочном планировании выполняется загрузка наиболее
экономичных электростанций с учётом ограничений пропускной
способности электрической сети (МДП ПУР).
2. МДП СМЗУ позволяет белее широко использовать пропускную
способность контролируемых сечений
3. Целесообразно расширение технологии СМЗУ для определения МДП на
этапе краткосрочного планирования (на сутки вперёд)
Решение:
Ввод технологии БАРС МДП (СМЗУ для планирования) для определения
МДП на этапе РСВ.
С 01.08.2022 в ОДУ Северо-Запада введено в промышленную
эксплуатацию ПО определения МДП с использованием технологии СМЗУ
для планирования (БАРС МДП) на этапе РСВ для 2 сечений.
С декабря 2022 число КС, рассчитываемых СМЗУ для планирования
с использованием БАРС МДП, увеличено до 4.
С августа 2023 – до 8 сечений.

23.

Технология БАРС МДП
23
Традиционная технология
Исходные данные:
-
генерация
потребление
внешние перетоки
состояние сетевых
элементов
сетевые
ограничения (ПУР)
Диспетчерский
график в формате
МТ
Барс
Оптимизационный расчет
Актуализация МТ
Технология СМЗУ
Барс
-
генерация
потребление
внешние перетоки
топология
Дополнительная
информация для
определения МДП
(состояние ПА, Тнв и др.)
БарсМДП
Актуализация МТ
Расчет МДП СМЗУ
Сетевые
ограничения
(СМЗУ)
в формате
CSV-файла
Барс

24.

Общий алгоритм работы БАРС МДП
24
1. Формирование исходной МТ Барс-МДП на основе данных СМЗУ
предшествующих суток
2. Актуализация исходной МТ Барс-МДП данными МТ Барс
Формирование актуальной МТ Барс-МДП
3. Актуализация дополнительных параметров (ПА, ТНВ, ДТН и т.п.)
актуальной МТ Барс-МДП. Получение итоговой МТ Барс-МДП
4. Расчет МДП в КС с использованием итоговой МТ Барс-МДП и
технологии СМЗУ
5. Выдача результатов в формате csv-файла для загрузки в Барс и/или
MODES-Terminal

25.

Планы по расширению использования СМЗУ
в ОДУ Северо-Запада
25
В июне 2023 выполнен перевод СМЗУ, Арбитра и ЦСПА на
использование ТМИ из ОИК СК-11
До конца 2023 планируется увеличение числа КС, ДП в
которых рассчитываются СМЗУ для использования при
управлении режимом:
В ОДУ Северо-Запада (на 3 сечения),
В Кольском РДУ (на 3 сечения),
В Коми РДУ (на 4 сечения).
Ввод в опытную эксплуатацию СМЗУ (для использования
при управлении режимом) в филиалах АО «СО ЕЭС» РДУ:
в Ленинградском РДУ (в двух сечениях),
в Архангельском РДУ (в двух сечениях).
Увеличение
числа
КС,
планирование
в
которых
осуществляется с использованием ПАК Барс-МДП (СМЗУ для
планирования) в ОДУ Северо-Запада (выполнено на 4 сечения).
Ввод в опытную эксплуатацию ПК ЕРМАК (Единая расчетная
модель для ПАК СМЗУ и ПТК ЦСПА) в ОДУ Северо-Запада

26.

Функции, которые целесообразно реализовать
на базе расчётной модели СМЗУ:
ЛСА «Система анализа режимов» (САР)
26
1. Анализ допустимых перетоков:
Проверка нахождения текущего режима в области допустимых
значений с учётом фактически набранных УВ ПА;
Расчёт МДП для заданных диспетчерским персоналом условий;
Расчёт ДП ВР для заданных диспетчерским персоналом условий;
Поиск неинструктивных опасных сечений и расчёт МДП в них;
Расчёт
коэффициентов
эффектирности
мероприятий,
направленных на разгрузку контролируемых сечений (на
снижение токовой загрузки сетевых элементов) для фактических
схемно-режимных условий (вместо Приложения 9 ПУР для
диспетчера)
Определение возможности увеличения МДП за счет:
увеличения объемов ПА;
изменения топологии сети;
изменения состава СКРМ

27.

Функции, которые целесообразно реализовать
на базе расчётной модели СМЗУ:
ЛСА «Система анализа режимов» (САР)
27
2. На время переключений:
Расчёт
МДП на время операций по отключению элементов
электрической сети и на время операций с отдельными
выключателями и разъединителями;
проверка допустимости параметров режима в выбранной
исходной схеме сети и для создаваемой ремонтной схемы с
балансовыми условиями на интересующий час суток (на основе
данных ДГ);
Информирование о необходимости выполнения операций с ПА
при выводе в ремонт (ввода в работу) ЛЭП, электросетевого,
генерирующего оборудования и устройств ПА (из Приложения 24
ПУР)

28.

Функции, которые целесообразно реализовать
на базе расчётной модели СМЗУ:
ЛСА «Система анализа режимов» (САР)
28
3. Расчёт требуемых третичных резервов активной мощности на
загрузку (разгрузку) на основании расчёта МДП в исходной схеме
и МДП в возможных послеаварийных схемах, с учётом:
Потребления предстоящего максимума (минимума) нагрузок;
Планируемого изменения состава генерирующего оборудования;
Планируемого изменения схемы сети;
Планируемого изменения влияющих факторов (состояния ПА,
объёмов УВ и др.)

29.

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
«СИСТЕМНЫЙ ОПЕРАТОР
ЕДИНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ»
www.so-ups.ru
Оперативная информация о работе ЕЭС России
Спасибо за внимание
Зуев Иван Михайлович
[email protected], (651) 23-40