Статья Дружинин В.А.. Дружинин В. А., СаяноШушенский филиал Сибирского федерального университета г. Саяногорск, р п. Черемушки Научный Носков М. Ф
 Скачать 256.93 Kb.
|
|
Дружинин В.А., Саяно-Шушенский филиал Сибирского федерального университета г. Саяногорск, р.п. Черемушки Научный руководитель: Носков М.Ф., Саяно-Шушенский филиал Сибирского федерального университета г. Саяногорск, р.п. Черемушки Оптимизация мероприятий по снижению ограничений Каскада Выгских ГЭС Введение В настоящее время одной из основных проблем Каскада Выгских ГЭС является большое количество ограничений от системного оператора, часть которых возможно снять путем установки комплектов противоаварийной автоматики. Снятие ограничений позволит всем станциям каскада получать большее время работы в энергосистеме. А это означает получать большую прибыль, и грамотно использовать водные ресурсы реки Выг. Основная часть ПС – подстанция ВЛ – Воздушная линия АОПО – Автоматика ограничения перегрузки оборудования УПАСК – Устройство передачи аварийных сигналов и команд АИВ – Автоматика исполнительного воздействия ОГ – Ограничение генераторов Выг — река в России, протекает по территории Карелии. Длина реки — 237 км, площадь водосборного бассейна — 27 100 км². Средний расход воды — 323 м³/с. Высота истока — 167 м над уровнем моря. Установленные мощности станций: Маткожненская ГЭС (ГЭС-3) – 63 МВт; Выгостровская ГЭС (ГЭС-5) – 40 МВт; Беломорская ГЭС (ГЭС-6) – 27 МВт; Палакоргская ГЭС (ГЭС-7) – 30 МВт; Суммарная установленная мощность каскада – 160 МВт. Назначением гидроэлектростанций Выгского каскада и Ондской ГЭС является выработка электроэнергии и участие в покрытии электрической нагрузки энергосистемы с учетом ее суточной и сезонной неравномерности. При этом должны быть обеспечены нормальные условия судоходства в период навигации, сохранность сооружений ГЭС и ББК в период зимних внутрисуточных колебаний уровней воды в бьефах ГЭС и Низкая водность зимнего периода и незначительные запасы гидроресурсов на водохранилищах Карелии на начало 2019 года, обусловленные отсутствием дождевых паводков в осенний период 2018 года, явились причиной существенного невыполнения (на 13 %) плановых показателей по выработке электроэнергии в 1-м квартале. Приток воды в водохранилища за апрель превысил среднемноголетние значения, но в целом объем весеннего половодья оказался близким к среднемноголетнему. В летний период в Карелии наблюдалась низкая водность, обусловленная дефицитом осадков. Приток воды в водохранилища Карелии составлял 60-80 % обеспеченности, а в сентябре водность понизилась практически до наименьших значений и составила 80-98 % обеспеченности, что соответствует крайне низкой межени. Горизонты воды водохранилищ также снижались и на большинстве из них достигли отметок, которые оказались ниже средних многолетних величин и ниже отметок воды прошлого года. По указанным причинам плановые показатели по выработке электроэнергии за 3-й квартал не были выполнены, недовыполнение плана составило порядка 10 %. Дождевые паводки, начавшиеся с середины октября, и отсутствие зимних условий на водных объектах Карелии позволили существенно увеличить выработку электроэнергии в ноябре и декабре, а также привели к пополнению запасов гидроресурсов. Объем выработки электроэнергии в 4-ом квартале превысил плановые показатели почти на 11 %. Требования Системного оператора о режимах работы ГЭС Выгского каскада обусловлены требованиями «Методических указаний по устойчивости энергосистем», которые утверждены Приказом Минэнерго России № 630 от 03.08.2018г. и вступили в силу с 01.03.2019г. • В 2019 году водность была ниже средних многолетних величин за исключением II-го квартала, в котором водность наблюдалась близкая к средним многолетним значениям. Упущенная выгода за 2019 год составила порядка 1,9 млн. руб. и пришлась она на II-й квартал. • В 2020 году водность была выше средних многолетних значений. Упущенная выгода за год составила бы 25,3 млн. руб. (в случае ввода в работу ГГ-3 ГЭС-6 из КР в плановые сроки – 21.04.2020г). Упущенная выгода во II-ом квартале 2020 года – порядка 9,5 млн. руб. • Если арифметически рассчитать среднюю упущенную выгоду во II-ом квартале (период весеннего паводка – ежегодное явление) 2019 и 2020 гг., то можно предположить, что упущенная выгода будет ежегодно составлять в среднем около 5,7 млн. руб Таблица 1 – Недовыработка по КВГЭС в связи с ограничением СО на загрузку за 2019 год.
Таблица 2 - Недовыработка по КВГЭС в связи с ограничением СО на загрузку за 2020 год.
Ограничения по загрузке ВЛ 110 кВ Кемь-Беломорск (Л-115) не позволяет сбалансировать нагрузку на станциях, исходя из этого теряется часть вырабатываемой мощности каскада Выгских ГЭС.  Рисунок 1 – Схема соединений линий станций Таблица 3 -Пропускная способность линий
Наиболее подходящим решением является - организация технической возможности запуска управляющих воздействий от устройства АОПО ВЛ 110 кВ Кемь – Беломорск (Л-115) на ПС 110 кВ Беломорск (ПС 12) с контролем направления мощности (существующее устройство) на – ОГ в объёме до 57 МВт (например, за счёт организации каналов передачи (УПАСК) от ПС 110 кВ Беломорск (ПС 12) до Беломорской ГЭС (ГЭС-6) и Выгостровской ГЭС (ГЭС-5)). Это позволит полное исключение ограничений в указанных схемах сети. Одно из требований, предъявляемых к АОПО, заключается в необходимости задания нескольких групп уставок, соответствующих различным температурам воздуха. На примере воздушной линии электропередачи (ВЛ) можно пояснить, что данное требование обуславливается тем, что по условию механической прочности провода, с учётом габарита ВЛ, температура окружающего воздуха является параметром, ограничивающим перегрузку ВЛ.  Рисунок 2 – Схема соединений линий станций с установкой АОПО Применение устройств противоаварийной автоматики, в том числе устройств автоматического ограничения перегрузки оборудования (АОПО), позволяет увеличить величину передаваемой мощности в сечении без строительства дополнительных линий электропередачи или установки дополнительного оборудования. В существующих устройствах АОПО используется сезонный принцип изменения уставок, когда уставки изменяются эксплуатирующим персоналом два раза в год (при переходе на зимние или летние уставки), или автоматический принцип изменения уставок при изменении температуры окружающего воздуха. Сезонный принцип изменения уставок устройств АОПО имеет недостатки, которые при определенных условиях могут привести к перегрузке линий электропередачи или оборудования, недоиспользованию пропускной способности линий электропередачи или оборудования, что, в свою очередь, может привести к реализации излишних управляющих воздействий устройств АОПО. Традиционно в российской электроэнергетике для построения каналов РЗА используются высокочастотные тракты по линиям электропередачи ЛЭП систем противоаварийной автоматики (ПА) – каналы передачи аварийных сигналов и команд. Обусловлено это не только историей развития техники, но и тем, что сами ЛЭП – объекты защиты, а организованные по ним ВЧ каналы напрямую связывают защищаемые объекты энергосистем. С развитием в электроэнергетике инфраструктуры волоконно-оптических кабелей и цифровых систем передачи информации появились аналоги работающих по ВЧ каналам систем РЗА как сами защиты, так и каналообразующее оборудование цифровые устройства передачи аварийных сигналов и команд (УПАСК). Для передачи команд РЗ и ПА по цифровым каналам связи используется специальное исполнение устройства АВАНТ К400. АВАНТ К400 может передавать и принимать по 32 команды, имеет два слота для организации двух независимых каналов передачи/приема. Данное устройство позволяет реализовывать различные схемы соединений для дуплексной передачи команд РЗ и ПА по выделенной ВОЛС, такие как «точка-точка», «точка-точка» с резервированием «двунаправленное кольцо» а также симплексный канал «точка-многоточка» с резервированием.  Рисунок 3 - АВАНТ К40 Имеющееся оборудование на ПС 110 кВ Беломорск (ПС 12) Беломорской ГЭС (ГЭС-6), Выгостровской ГЭС (ГЭС-5)) не позволяет реализовать АОПО, поэтому и требуется полная комплексная модернизация УПАСК Список использованных источников Инструкция по эксплуатации устройств РЗА и ПА присоединений ОРУ-330 кВ. Путкинской ГЭС. СТО 17330282.27.140.020-2008 Системы питания собственных нужд ГЭС Условия создания нормы и требования. – Введ. 30.07.2008. – Москва : ОАО РАО «ЕЭС России», 2008. – 24 с. ГОСТ 2.755-87 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения. – Введ. 01.01.1988. – Москва : ИПК Издательство стандартов, 1998. – 7 с. СТО 24.3182. Электроэнергетические системы. Определение предварительных технических решений по выдаче мощности электростанций. Условия создания объекта. – Введ. 06.12.2007 – Москва : ОАО РАО «ЕЭС России», 2007 – 20 с. |