RU2547224C1 - System for monitoring stability margin of electrical power system - Google Patents

System for monitoring stability margin of electrical power system Download PDF

Info

Publication number
RU2547224C1
RU2547224C1 RU2013142113/08A RU2013142113A RU2547224C1 RU 2547224 C1 RU2547224 C1 RU 2547224C1 RU 2013142113/08 A RU2013142113/08 A RU 2013142113/08A RU 2013142113 A RU2013142113 A RU 2013142113A RU 2547224 C1 RU2547224 C1 RU 2547224C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power system
unit
group
determining
electrical power
Prior art date
Application number
RU2013142113/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013142113A (en
Inventor
Андрей Васильевич Жуков
Алексей Вячеславович Данилин
Пинкус Янкелевич Кац
Юрий Алексеевич Куликов
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы"
Priority to RU2013142113/08A priority Critical patent/RU2547224C1/en
Publication of RU2013142113A publication Critical patent/RU2013142113A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2547224C1 publication Critical patent/RU2547224C1/en

Links

Landscapes

  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

FIELD: physics, computer engineering.
SUBSTANCE: invention relates to information-measurement and computer engineering and can be used to generate solutions during real-time operational control of power system modes, based on selecting critical sections and determining maximum allowed overflows on parameters of the current mode of the electrical power system. The system for monitoring the stability margins of an electrical power system comprises a group of random access memory devices, a group of digital sensors, a storage device, a data collection and processing unit, a unit for evaluating the state of the electrical power system, as well as series-connected unit for determining limiting modes, unit for determining critical sections and unit for determining maximum allowed and emergency allowed overflows.
EFFECT: simple design.
1 dwg

Description

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для выработки решений при оперативно-диспетчерском управлении режимами энергосистем, основываясь на выборе опасных сечений и определении максимально-допустимых перетоков по параметрам текущего режима электроэнергетической системы.The invention relates to information-measuring and computing equipment and can be used to develop solutions for operational dispatch control of power system modes, based on the selection of dangerous sections and determining the maximum allowable flows by the parameters of the current mode of the electric power system.

В процессе оперативно-диспетчерского управления режимами электроэнергетической системы (ЭЭС) учитываются ограничения перетоков мощности, определяемые пропускной способностью электрической сети. При планировании режимов допустимые перетоки рассчитываются с помощью традиционных методов и, как правило, определяются величинами, полученными для наиболее неблагоприятных расчетных условий. Это приводит к необоснованным ограничениям перетоков мощности, отступлению от оптимальных условий ведения режима и, в результате, к снижению экономических показателей энергосистем. Проблема осложняется еще и тем, что для всего многообразия схемно-режимных ситуаций невозможно заранее определить ограничения перетоков мощности. Одним из путей решения этой проблемы является их вычисление в условиях реального времени с помощью устройства для определения опасных сечений в системообразующей сети и их пропускной способности при адаптивной реакции на изменения схемы и режима электроэнергетической системы. Задачей, на решение которой направлена предложенная полезная модель, является его разработка.In the process of operational dispatch control of the modes of the electric power system (EES), the limitations of power flows determined by the capacity of the electric network are taken into account. When planning modes, permissible flows are calculated using traditional methods and, as a rule, are determined by the values obtained for the most unfavorable design conditions. This leads to unreasonable restrictions on power flows, a deviation from the optimal conditions for maintaining the regime and, as a result, to a decrease in the economic indicators of energy systems. The problem is further complicated by the fact that for the whole variety of circuit-mode situations it is impossible to determine in advance the limitations of power flows. One way to solve this problem is to calculate them in real time using a device for determining dangerous sections in a backbone network and their throughput with an adaptive reaction to changes in the circuit and mode of the electric power system. The task to which the proposed utility model is directed is its development.

Известно устройство для регистрации параметров переходных процессов изменения напряжения и тока в электрических сетях при авариях, содержащее группу аналоговых датчиков, группу цифровых датчиков, многоканальные первый аналоговый и второй цифровой коммутаторы, формирователь модуля, нуль-орган, источник опорных напряжений, дешифратор, первое, второе и третье оперативные запоминающие устройства, постоянное запоминающее устройство, микроконтроллер, таймер, первый-четвертый одноканальные аналоговые коммутаторы, аналого-цифровой преобразователь, первый и второй аналоговые компараторы, регистр, первый-пятый счетчики, первый-третий триггеры, элемент И-НЕ, первый-пятый элементы И, первый-четвертый элементы ИЛИ, первый-шестнадцатый одновибраторы, числовой компаратор и генератор тактовых импульсов [RU 2376625, C1, G06F 17/40, 20.12.2009].A device is known for recording transient parameters of voltage and current changes in electrical networks during emergencies, comprising a group of analog sensors, a group of digital sensors, multichannel first analog and second digital switches, module driver, zero-organ, voltage reference, decoder, first, second and third random access memory, read-only memory, microcontroller, timer, first to fourth single-channel analog switches, analog-to-digital conversion caller, first and second analog comparators, register, first-fifth counters, first-third triggers, AND element, first-fifth elements AND, first-fourth elements OR, first-sixteenth one-shots, numerical comparator and clock generator [RU 2376625, C1, G06F 17/40, 12.20.2009].

Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности.The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality.

Известно также устройство дистанционного контроля за параметрами тока и напряжения в высоковольтной части электроэнергетических систем, включая контроль за переходными процессами в этих системах, содержащее подключенный к высоковольтной сети высоковольтный измерительный модуль, включающий в себя магнитно-связанный с высоковольтной сетью пассивный преобразователь сетевого тока и/или электрически связанный с высоковольтной сетью пассивный преобразователь сетевого напряжения, причем высоковольтный измерительный модуль содержит блок вторичного электропитания, подключенные к блоку вторичного электропитания, магнитно-связанный с высоковольтной сетью низковольтный питающий трансформатор тока и/или электрически связанный с высоковольтной сетью и включенный в цепь пассивного преобразователя сетевого напряжения низковольтный питающий трансформатор напряжения с фильтрующим конденсатором, шунтирующим первичную обмотку, и параллельным ему демпфирующим резистором, активный преобразователь сигналов измерительной информации, соединенный с пассивным преобразователем сетевого тока и/или пассивным преобразователем сетевого напряжения и блоком вторичного электропитания и имеющий радиочастотный и/или оптический выходы для преобразованных сигналов измерительной информации, а пассивный преобразователь сетевого напряжения выполнен в виде последовательно соединенных высоковольтного опорного конденсатора и низковольтного плеча, причем, все элементы высоковольтного измерительного модуля, кроме высоковольтного опорного конденсатора, помещены в электрический экран, соединенный с сетевым проводом через дроссель и параллельный ему демпфирующий резистор [RU 2143165, C1, H02J 13/00, 20.12.1999].There is also known a device for remote monitoring of current and voltage parameters in the high-voltage part of electric power systems, including transient monitoring in these systems, comprising a high-voltage measuring module connected to a high-voltage network, including a passive mains transducer magnetically coupled to the high-voltage network and / or electrically connected to a high-voltage network, a passive network voltage converter, and the high-voltage measuring module contains ok secondary power supply, connected to the secondary power supply unit, magnetically connected to the high-voltage network, a low-voltage current transformer and / or electrically connected to the high-voltage network and included in the passive converter circuit of the mains voltage, a low-voltage voltage transformer with a filter capacitor, shunting the primary winding, and parallel him a damping resistor, an active transducer of measurement information signals connected to a passive transducer a network current terminal and / or a passive network voltage converter and a secondary power supply unit and having radio-frequency and / or optical outputs for the converted measurement information signals, and a passive network voltage converter is made in the form of series-connected high voltage reference capacitor and low voltage arm, moreover, all elements of a high voltage the measuring module, in addition to the high-voltage reference capacitor, is placed in an electric shield connected to the mains cable Erez choke and a damping resistor parallel to it [RU 2143165, C1, H02J 13/00, 20.12.1999].

Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности.The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее группу аналоговых датчиков, группу цифровых датчиков, аналоговый и цифровой коммутаторы, первый-четвертый счетчики, группу оперативных запоминающих устройств, постоянное запоминающее устройство, микроконтроллер, таймер, регистр, аналого-цифровой преобразователь, генератор тактовых импульсов, D-триггеры, первый-четвертый одновибраторы [RU 2402067, C1, G06F 17/40, 20.10.2010].The closest in technical essence to the proposed one is a device containing a group of analog sensors, a group of digital sensors, analog and digital switches, first to fourth counters, a group of random access memory devices, read-only memory, a microcontroller, timer, register, analog-to-digital converter, generator clock pulses, D-flip-flops, the first and fourth single vibrators [RU 2402067, C1, G06F 17/40, 10.20.2010].

Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности, поскольку при регистрации параметров переходных процессов в системах электроснабжения оно не позволяет, в частности, определить и максимальные, и аварийно допустимые перетоки в опасных сечениях электроэнергетических систем.The disadvantage of the device is its relatively narrow functionality, because when registering the parameters of transients in power supply systems, it does not allow, in particular, to determine the maximum and emergency allowable flows in dangerous sections of electric power systems.

Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей известного технического решения путем обеспечении возможности наряду с выполнением других функций, выполнение также функции определения максимальных и аварийно допустимых перетоков в опасных сечениях электроэнергетических систем.The problem to which the invention is directed is to expand the functionality of the known technical solution by providing the possibility, along with performing other functions, also to determine the maximum and emergency allowable flows in dangerous sections of electric power systems.

Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства путем использования дополнительного арсенала технических средств, обеспечивающих наряду с выполнением функций регистрации параметров переходных процессов в системах электроснабжения выполнение и дополнительных функций, в частности, определения максимальных и аварийно допустимых перетоков в опасных сечениях электроэнергетических систем.The required technical result is to expand the functionality of the device by using an additional arsenal of technical means that, along with performing the functions of registering transient parameters in power supply systems, provide additional functions, in particular, determining the maximum and emergency allowable flows in dangerous sections of electric power systems.

Требуемый технический результат достигается тем, что в систему, содержащую группу оперативных запоминающих устройств, группу цифровых датчиков и запоминающее устройство, согласно предложенному изобретению, введены блок сбора и обработки данных, входы которого соединены с выходами оперативных запоминающих устройств группы, блок оценки состояния электроэнергетической системы, входы которого соединены с выходом блока сбора и обработки данных и с выходами цифровых датчиков группы, являющимися датчиками системы телеизмерений, а также последовательно соединенные блок определения предельных режимов, вход которого соединен с выходом блока оценки состояния электроэнергетической системы, блок определения опасных сечений и блок определения максимально допустимых и аварийно допустимых перетоков, выход которого соединен с входом запоминающего устройства.The required technical result is achieved by the fact that in the system containing a group of random access memory devices, a group of digital sensors and a memory device, according to the proposed invention, a data collection and processing unit is introduced, the inputs of which are connected to the outputs of the random access memory devices of the group, an evaluation unit for the state of the electric power system, the inputs of which are connected to the output of the data acquisition and processing unit and to the outputs of the digital sensors of the group, which are sensors of the telemetry system, as well as therefore, the connected unit for determining the limit modes, the input of which is connected to the output of the unit for assessing the state of the electric power system, the unit for determining dangerous sections and the unit for determining the maximum allowable and emergency allowable flows, the output of which is connected to the input of the storage device.

На чертеже представлена функциональная схема системы мониторинга запасов устойчивости электроэнергетической системы.The drawing shows a functional diagram of a system for monitoring the reserves of stability of the electric power system.

Система мониторинга запасов устойчивости электроэнергетической системы содержит группу 1-1…1-n оперативных запоминающих устройств, группу 2-1…2-n цифровых датчиков телеметрии и запоминающее устройство 3.The system for monitoring the stability of the electric power system contains a group of 1-1 ... 1-n random access memory, a group 2-1 ... 2-n digital telemetry sensors and a memory device 3.

Кроме того, система мониторинга запасов устойчивости электроэнергетической системы содержит также блок 4 сбора и обработки данных, входы которого соединены с выходами оперативных запоминающих устройств 1-1…1-n группы, блок 5 оценки состояния электроэнергетической системы, входы которого соединены с выходом блока 4 сбора и обработки данных и с выходами цифровых датчиков 2-1…2-n группы, являющихся датчиками системы телеизмерений, а также последовательно соединенные блок 6 определения предельных режимов, вход которого соединен с выходом блока оценки состояния электроэнергетической системы, блок 7 определения опасных сечений и блок 8 определения максимально допустимых и аварийно допустимых перетоков, выход которого соединен с входом запоминающего устройства 3.In addition, the stability monitoring system of the stability of the electric power system also includes a data collection and processing unit 4, the inputs of which are connected to the outputs of the group 1-1 ... 1-n random access memory, an electric power system condition assessment unit 5, whose inputs are connected to the output of the collection unit 4 and data processing and with the outputs of digital sensors 2-1 ... 2-n of the group, which are sensors of the television measurement system, as well as series-connected block 6 determining the limit modes, the input of which is connected to the output unit assessing the state of the power system unit 7 for identifying hazardous sections and block 8 the max and emergency allowable flows whose output is connected to the input of the memory device 3.

Предложенное техническое решение содержит в себе элементы, охарактеризованные на функциональном уровне, и описываемая форма реализации предполагает использование программируемого (настраиваемого) многофункционального средства, поэтому ниже при описании его работы представляются сведения, подтверждающие возможность выполнения таким средством конкретной предписываемой ему в составе данного технического решения функции, в частности, алгоритмы и соответствующие математические выражения.The proposed technical solution contains elements characterized at the functional level, and the described form of implementation involves the use of a programmable (customizable) multifunctional tool, therefore, below when describing its work, information is presented that confirms the possibility of such a tool performing the specific function prescribed to it as part of this technical solution, in particular, algorithms and corresponding mathematical expressions.

Система мониторинга запасов устойчивости электроэнергетической системы работает следующим образом.The system for monitoring the reserves of stability of the electric power system works as follows.

В настоящее время на объектах энергообъединений установлены цифровые регистраторы параметров электрического режима, результаты измерений которых, как правило, синхронизированы по времени с помощью спутниковой системы глобального позиционирования (GPS) и объединены, в частности, в систему мониторинга переходных режимов (СМПР). В связи с внедрением СМПР появилась возможность использования в оценивании состояния электроэнергетической системы (ЭЭС), осуществляемого блоком 5, результатов измерений разностей фаз напряжений между объектами, на которых эти устройства установлены. Предлагаемая система мониторинга запасов устойчивости электроэнергетической системы позволяет определять опасные сечения в текущей схеме основной сети, определять максимальные и аварийные допустимые перетоки в опасных сечениях по условиям статической устойчивости и прогнозировать пропускную способность опасных сечений в различных схемно-режимных ситуациях.At present, electric power mode digital recorders are installed at the power facilities, the measurement results of which, as a rule, are synchronized in time using a satellite-based global positioning system (GPS) and integrated, in particular, into a transitional monitoring system (SMR). In connection with the introduction of SMPR, it became possible to use the results of measurements of voltage phase differences between the objects on which these devices are installed in assessing the state of the electric power system (EES), carried out by unit 5. The proposed system for monitoring the stability reserves of the electric power system makes it possible to determine dangerous sections in the current circuit of the main network, to determine the maximum and emergency allowable flows in dangerous sections according to the conditions of static stability, and to predict the throughput of dangerous sections in various circuit-mode situations.

Такие функции предложенной системы реализуются следующим образом.Such functions of the proposed system are implemented as follows.

В оперативные запоминающие устройства 1-1…1-n группы поступают результаты измерений цифровых регистраторов параметров электрического режима, которые, как правило, синхронизированы по времени с помощью спутниковой системы глобального позиционирования (GPS) и объединены, в частности, в систему мониторинга переходных режимов (СМПР). Эти результаты используются в блоке 4 обработки данных, в котором обеспечивается:The random access memory devices 1-1 ... 1-n of the group receive the results of measurements of digital registrars of the parameters of the electric mode, which are usually synchronized in time using a satellite-based global positioning system (GPS) and are combined, in particular, in a transitional monitoring system ( SMPR). These results are used in block 4 data processing, which provides:

- сбор и хранение данных параметров режима: δ (фазный угол), U (напряжение), I (ток), P (активная мощность), Q (реактивная мощность), T (астрономическое время), полученных от измерительных устройств в режиме реального времени;- collection and storage of data of mode parameters: δ (phase angle), U (voltage), I (current), P (active power), Q (reactive power), T (astronomical time) received from measuring devices in real time ;

- архивирование результатов измерений с заданной периодичностью;- archiving of measurement results with a given frequency;

- возможность предоставления выборки параметров режима на заданном интервале времени по запросу.- the ability to provide a selection of mode parameters at a given time interval upon request.

Результирующий сигнал из блока 4 поступает в блок 5 оценки состояния электроэнергетической системы, в котором с использованием результатов векторной регистрации параметров от оперативных запоминающих устройств 1-1…1-n группы и результатов телеизмерений от цифровых датчиков 2-1…2-n группы решается задача оценивания состояния.The resulting signal from block 4 is sent to block 5 for assessing the state of the electric power system, in which the problem is solved using the results of vector recording of parameters from random access memory devices 1-1 ... 1-n of the group and telemetry results from digital sensors 2-1 ... 2-n of the group state assessment.

Состояние электроэнергетической системы оценивается проверкой топологии сети и по параметрам режима, рассчитанным с помощью телеметрической информации и данных регистраторов СМПР.The state of the electric power system is assessed by checking the network topology and according to the mode parameters calculated using telemetry information and data from the SMPR recorders.

В качестве основы алгоритма оценивания состояния используется метод взвешенных наименьших квадратов. Сбалансированный электрический режим определяется в результате минимизации следующей целевой функции:

Figure 00000001
The basis of the state estimation algorithm is the weighted least squares method. A balanced electrical mode is determined by minimizing the following objective function:
Figure 00000001

где n - число измерений;where n is the number of measurements;

zi - значение i-го измерения;z i is the value of the i-th dimension;

Figure 00000002
- функция, отражающая зависимость между i-м измерением и независимыми параметрами - составляющими комплексных узловых напряжений;
Figure 00000002
- a function that reflects the relationship between the ith measurement and independent parameters - components of complex nodal stresses;

ri - весовой коэффициент, характеризующий точность i-го измерения.r i - weight coefficient characterizing the accuracy of the i-th measurement.

При решении задач, связанных с расчетами электрических режимов, в качестве независимых параметров используются, как правило, модули и фазы напряжений. Технология векторного измерения параметров режима, реализуемая в СМПР, позволяет расширить список получаемых для оценивания состояния параметров за счет учета фаз напряжений в различных узловых точках энергосистемы. Ранее данный параметр был не доступен.When solving problems associated with the calculation of electrical modes, as independent parameters, as a rule, modules and voltage phases are used. The technology of vector measurement of the mode parameters, implemented in SMPR, allows expanding the list of parameters obtained for assessing the state of the condition by taking into account the phases of the stresses at various nodal points of the power system. Previously, this option was not available.

В блоке 6 решается задача определения предельных режимов (ПР).In block 6, the problem of determining the limiting modes (PR) is solved.

Задача определения ПР решается с помощью утяжеления режима - увеличения мощности, протекающей по определенным сечениям путем увеличения генерирующей мощности определенного набора электростанций на одном конце сечения и увеличения мощности нагрузки на другом конце. Под сечением понимается совокупность элементов сети (линий и трансформаторов), отключение которых приводит к полному разделению энергосистемы на две изолированные части.The problem of determining the PR is solved by weighting the mode — increasing the power flowing over certain sections by increasing the generating power of a certain set of power plants at one end of the section and increasing the load power at the other end. A section is understood as a set of network elements (lines and transformers), the disconnection of which leads to a complete separation of the energy system into two isolated parts.

Каждый вариант утяжеления режима, называемый вектором изменения режима (ВИР), определяется в координатах перетоков активной мощности на определенном линейном участке. В данном случае вектор изменения режима обозначается ВИРМ.Each version of the regime’s weighting, called the regime change vector (VIR), is determined in the coordinates of the active power flows in a certain linear section. In this case, the mode change vector is denoted by VIRM.

Критерием достижения ПР является сходимость итерационного процесса решения нелинейных уравнений установившегося режима (УР)The criterion for achieving PR is the convergence of the iterative process for solving non-linear equations of the steady state (SD)

Уравнения УР в форме баланса токов в узлах в комплексной форме имеют вид

Figure 00000003
The equations of SD in the form of a balance of currents in nodes in a complex form have the form
Figure 00000003

где: U - вектор неизвестных узловых напряжений;where: U is the vector of unknown nodal stresses;

А - квадратная матрица проводимостей сети включает в диагональных элементах проводимости генераторов и нагрузок в исходном режиме, определяемых для i-x узлов как

Figure 00000004
,A - the square matrix of the conductivity of the network includes in the diagonal elements the conductivity of the generators and the loads in the initial mode, defined for ix nodes as
Figure 00000004
,

b - вектор правой части с элементами вида 0 или Ei*Yгi (для генераторных узлов).b is the vector of the right side with elements of the form 0 or E i * Y gi (for generator nodes).

Для заданных векторов ЭДС уравнение (1) решается с помощью итерационной формулыFor given EMF vectors, equation (1) is solved using an iterative formula

Figure 00000005
Figure 00000005

где dAнагр - диагональная матрица того же размера, что и А, с добавками проводимостей нагрузки, определяемых какwhere dA load is a diagonal matrix of the same size as A, with the addition of load conductivities defined as

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

где

Figure 00000007
- сопряженный комплекс мощности нагрузки, определяется по статическим характеристикам для напряжения, рассчитанного на j-1 итерации.Where
Figure 00000007
- the conjugated complex of the load power is determined by the static characteristics for the voltage calculated on the j-1 iteration.

Критерием останова итераций является близость решений на итерациях по активной и реактивной мощности нагрузки в узлах с контролем точности решения уравнения (2).The criterion for stopping iterations is the proximity of the solutions at iterations according to the active and reactive power of the load at the nodes with control over the accuracy of solving equation (2).

Прогноз ПАР на основе линеаризованных относительно изменений фаз напряжений уравнений изменений баланса мощности в узлах схемы базируется на следующих допущенияхThe forecast of steam generators based on the equations of changes in the power balance in the nodes of the circuit linearized with respect to the changes in the phases of the stresses in the circuit nodes is based on the following assumptions

- величины напряжений в узлах схемы в послеаварийном режиме не изменяются относительно доаварийных значений;- the magnitude of the stresses in the nodes of the circuit in the emergency mode does not change relative to the emergency values;

- нелинейная функция перетока активной мощности в общем случае трансформаторной ветви схемы от разности фаз напряжений по ее концам i, j линеаризуется в виде:- the nonlinear function of the active power flow in the general case of the transformer branch of the circuit from the voltage phase difference at its ends i, j is linearized in the form:

Figure 00000008
Figure 00000008

Здесь

Figure 00000009
,
Figure 00000010
,
Figure 00000011
,
Figure 00000012
- модули соответственно коэффициента трансформации ветви, напряжений в узлах i и j ветви, проводимости;Here
Figure 00000009
,
Figure 00000010
,
Figure 00000011
,
Figure 00000012
- modules, respectively, of the coefficient of transformation of the branch, stresses at nodes i and j of the branch, conductivity;

δijij - разность фаз напряжений.δ ij = δ ij is the voltage phase difference.

Для повышения точности осуществляемого прогноза уравнения баланса записываются относительно приращений фаз напряжений dδ и, соответственно, перетоков активной мощности в ветвях dPij в видеTo improve the accuracy of the forecast, the balance equations are written relative to the increments of the phases of the stresses dδ and, accordingly, the flows of active power in the branches dP ij in the form

Figure 00000013
Figure 00000013

связывающем изменение фаз напряжений (вектор dδ) и разности между требуемой мощностью в узле (мощность турбины минус мощность нагрузки) и рассчитанной на шаге итерации узловой мощностью (электрической мощностью генератора минус мощность нагрузки), представляющей собой вектор D. Элементами матрицы C являются значения выражений

Figure 00000014
, вычисляемые по параметрам исходного оцененного режима.connecting the change in the phases of the stresses (vector dδ) and the difference between the required power in the node (turbine power minus the load power) and the nodal power calculated at the iteration step (electric generator power minus the load power), which is the vector D. Elements of the matrix C are the values of the expressions
Figure 00000014
calculated by the parameters of the initial evaluated mode.

Расчет УР по ВИРМ сводится к итерационному совместному решению уравнений (2) и (3).The calculation of SD by VIRM is reduced to an iterative joint solution of equations (2) and (3).

В блоке 7 определяются опасные сечения (ОС). Для определения ОС применяется вектор изменения режима по углу (ВИРУ). Это такой вариант утяжеления режима, когда увеличивается угол между векторами напряжений по концам сечения.In block 7, dangerous sections (OS) are determined. To determine the OS, the angle change mode vector (VIRU) is used. This is such an option of a heavier regime when the angle between the stress vectors at the ends of the section increases.

Ветви расчетной схемы, образующие ОС, выявляются по следующим критериям:The branches of the design scheme that form the OS are identified by the following criteria:

- по условию устойчивости параллельной работы синхронных машин: наличия электрического центра качаний (ЭЦК) при первом асинхронном провороте в динамическом переходном процессе или при достаточном изменении ВИРУ при статических изменениях режима;- according to the condition for the stability of the parallel operation of synchronous machines: the presence of an electric swing center (ECC) during the first asynchronous rotation in a dynamic transient or with a sufficient change in VIRU with static changes in mode;

- по условию устойчивости нагрузки: снижения напряжения хотя бы в одном из узлов ветви ниже критического значения.- by the condition of load stability: voltage reduction in at least one of the nodes of the branch below the critical value.

Утяжеление вдоль ВИРУ ведется до тех пор, пока отмеченные по указанным критериям ветви не разделяют схему на две части.Weighting along the VIRU is carried out until the branches marked by the indicated criteria divide the scheme into two parts.

Эти ветви и принимаются в качестве образующих искомое ОС.These branches are accepted as forming the desired OS.

Максимально допустимые перетоки активной мощности (МДП) могут быть определены, например, в соответствии с Методическими указаниями по устойчивости энергосистем [1]. МДП определяются для идентифицированных предельных режимов и опасных сечений с учетом:The maximum permissible flows of active power (TIR) can be determined, for example, in accordance with the Guidelines for the stability of power systems [1]. TIRs are determined for the identified limit regimes and hazardous sections, taking into account:

- управляющих воздействий (УВ) при имитации срабатывания пускового органа противоаварийной автоматики (отключение одной ЛЭП) для обеспечения результирующей устойчивости и послеаварийного режима с параметрами, удовлетворяющими требованиям Методических указаний по устойчивости энергосистем;- control actions (HC) when simulating the actuation of the start-up organ of emergency control (shutting down one power transmission line) to ensure the resulting stability and emergency mode with parameters that meet the requirements of the Guidelines for the stability of power systems;

- необходимости обеспечения необходимых запасов по напряжению в узлах схемы и отсутствия перегрузки по току или активной мощности в сетевых элементах.- the need to ensure the necessary reserves of voltage in the nodes of the circuit and the absence of current overload or active power in the network elements.

Аварийно допустимые перетоки отличаются от МДП тем, что при их определении в соответствии с Методическими указаниями по устойчивости энергосистем используется коэффициент запаса статической устойчивости по активной мощности, равный 0,08 (вместо 0,2 в нормальном режиме).Emergency allowable flows differ from TIRs in that when they are determined in accordance with the Guidelines for the stability of power systems, the safety factor of static stability for active power is 0.08 (instead of 0.2 in normal mode).

После определения максимально и аварийно допустимых перетоков в ОС формируется база данных, размещаемая в запоминающем устройстве 3 и позволяющая обеспечить управление электрическим режимом с максимальным использованием пропускной способности сети в различных схемно-режимных ситуациях.After determining the maximum and emergency allowable flows in the OS, a database is formed, which is located in memory 3 and allows you to control the electrical mode with the maximum use of network bandwidth in various circuit-mode situations.

Таким образом, благодаря введению дополнительного арсенала технических средств (в частности, тем, что введены блок сбора и обработки данных, входы которого соединены с выходами оперативных запоминающих устройств группы, блок оценки состояния электроэнергетической системы, входы которого соединены с выходом блока сбора и обработки данных и с выходами цифровых датчиков группы, являющимися датчиками системы телеизмерений, а также последовательно соединенных блока определения предельных режимов, вход которого соединен с выходом блока оценки состояния электроэнергетической системы, блока определения опасных сечений и блока определения максимально допустимых и аварийно допустимых перетоков, выход которого соединен с входом запоминающего устройства), достигается требуемый технический результат, связанный с расширением функциональных возможностей системы, поскольку наряду с выполнением других функций по регистрации параметров переходных процессов, обеспечивается и определение максимальных и аварийно допустимых перетоков в опасных сечениях электроэнергетических систем.Thus, thanks to the introduction of an additional arsenal of technical means (in particular, the introduction of a data collection and processing unit, the inputs of which are connected to the outputs of the group's memory devices, an electric power system condition assessment unit, the inputs of which are connected to the output of the data collection and processing unit, and with the outputs of the digital sensors of the group, which are the sensors of the television measurement system, as well as the series-connected unit for determining the limit modes, the input of which is connected to the output of the block The state of the electric power system, the unit for determining dangerous sections and the unit for determining the maximum allowable and emergency allowable flows, the output of which is connected to the input of the storage device) achieves the required technical result associated with the expansion of the system’s functionality, since along with other functions for registering transient parameters processes, it is also possible to determine the maximum and emergency permissible flows in hazardous sections of electric power istem.

ЛитератураLiterature

1. Методические указания по устойчивости энергосистем. - М.: Изд-во НЦЭНАС, 2004. - 16 с.1. Guidelines for the stability of energy systems. - M.: Publishing House NTsENAS, 2004 .-- 16 p.

Claims (1)

Система мониторинга запасов устойчивости электроэнергетической системы, содержащая группу оперативных запоминающих устройств, группу цифровых датчиков и запоминающее устройство, отличающаяся тем, что введены блок сбора и обработки данных, входы которого соединены с выходами оперативных запоминающих устройств группы, блок оценки состояния электроэнергетической системы, входы которого соединены с выходом блока сбора и обработки данных и с выходами цифровых датчиков группы, являющимися датчиками системы телеизмерений, а также последовательно соединенные блок определения предельных режимов, вход которого соединен с выходом блока оценки состояния электроэнергетической системы, блок определения опасных сечений и блок определения максимально допустимых и аварийно допустимых перетоков, выход которого соединен с входом запоминающего устройства. A system for monitoring the stability of the electric power system, comprising a group of random access memory, a group of digital sensors and a memory device, characterized in that a data collection and processing unit is introduced, the inputs of which are connected to the outputs of the random access memory of the group, and a unit for assessing the state of the electric power system whose inputs are connected with the output of the data collection and processing unit and with the outputs of the digital sensors of the group, which are sensors of the telemetry system, as well as sequently joined determining unit limit modes, the input of which is connected to the output of assessing the state of the power system, determining unit hazardous sections and determining unit and the maximum permissible allowable emergency overflows, the output of which is connected to the input of the memory device.
RU2013142113/08A 2013-09-16 2013-09-16 System for monitoring stability margin of electrical power system RU2547224C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013142113/08A RU2547224C1 (en) 2013-09-16 2013-09-16 System for monitoring stability margin of electrical power system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013142113/08A RU2547224C1 (en) 2013-09-16 2013-09-16 System for monitoring stability margin of electrical power system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013142113A RU2013142113A (en) 2015-03-27
RU2547224C1 true RU2547224C1 (en) 2015-04-10

Family

ID=53286429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013142113/08A RU2547224C1 (en) 2013-09-16 2013-09-16 System for monitoring stability margin of electrical power system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2547224C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2611259C1 (en) * 2016-01-29 2017-02-21 Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" Automated device for determining limit modes of electrical systems

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1229900A1 (en) * 1984-08-20 1986-05-07 Ордена "Знак Почета" Научно-Исследовательский Институт По Передаче Электроэнергии Постоянным Током Высокого Напряжения Device for registering dangerous section of power system during operatiow
RU2402067C1 (en) * 2009-05-29 2010-10-20 Владимир Филиппович Ермаков Recorder of accidents in electric networks of power systems
EA201201069A1 (en) * 2012-07-20 2012-12-28 Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" METHOD FOR SELECTING EXPOSURE CONTROLS FOR THE INPUT OF THE POST-AVIARY ENERGY-SYSTEM REGIME IN ADMISSION UNDER APPARIUS STATIC STABILITY CONDITION AREA

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1229900A1 (en) * 1984-08-20 1986-05-07 Ордена "Знак Почета" Научно-Исследовательский Институт По Передаче Электроэнергии Постоянным Током Высокого Напряжения Device for registering dangerous section of power system during operatiow
RU2402067C1 (en) * 2009-05-29 2010-10-20 Владимир Филиппович Ермаков Recorder of accidents in electric networks of power systems
EA201201069A1 (en) * 2012-07-20 2012-12-28 Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" METHOD FOR SELECTING EXPOSURE CONTROLS FOR THE INPUT OF THE POST-AVIARY ENERGY-SYSTEM REGIME IN ADMISSION UNDER APPARIUS STATIC STABILITY CONDITION AREA

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2611259C1 (en) * 2016-01-29 2017-02-21 Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" Automated device for determining limit modes of electrical systems

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013142113A (en) 2015-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6147802B2 (en) Distribution system analysis using meter data
EP1261096B1 (en) Stability prediction for an electric power network
Yuan et al. A comparative study of measurement-based Thevenin equivalents identification methods
AU2020200003A1 (en) Real-time deviation detection of power system electrical characteristics using time-synchronized measurements
RU2635849C2 (en) Device and method of voltage and power determination of every phase in medium voltage network
Dutta et al. Smart inadvertent islanding detection employing p‐type μPMU for an active distribution network
US20130304406A1 (en) Apparatus and Method of Fault Detection and Location Determination
Grahn et al. Centralized versus distributed state estimation for hybrid AC/HVDC grid
Popov et al. Analytical signals using for the power systems non-stationary modes analysis
Oerter et al. Experience with first smart, autonomous LV-grids in Germany
Chouhan et al. A literature review on optimal placement of PMU and voltage stability
Weber et al. Case study of designing a locally distributed real-time simulation infrastructure
RU2547224C1 (en) System for monitoring stability margin of electrical power system
Chilard et al. Distribution state estimation based on voltage state variables: Assessment of results and limitations
US11327105B2 (en) Fault location in multi-terminal tapped lines
Bedekar et al. Load flow based voltage stability indices to analyze voltage stability and voltage security of the power system
Isakov et al. Observability of electric power networks factoring in (n-1) security
Yablokov et al. Research of fault location algorithm for data metering system based on digital transformers
Lyamets et al. Description of 6–35 kV lines in recognition of earth fault in a distribution network
Polster et al. Generalisation of the Line Outage Distribtution Factors on Phase Shifting Transformers
RU2611259C1 (en) Automated device for determining limit modes of electrical systems
Houari et al. Treatment of transformers and voltage regulators in branch current state estimation for distribution networks
JP7467379B2 (en) State estimation system and state estimation method
CN116500532B (en) Metering abnormality evaluation method and system for synchronous cross sampling high-voltage potential transformer
JP2012016213A (en) Power grid monitoring and control system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150917

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160727