Рецензия на работу

РЕЦЕНЗИЯ НА РАБОТУ

А. Л. КУЛАКОВА, В. Г. НЕУЙМИНА, В. П. ОБОСКАЛОВА, Н. Г. ХВАТОВОЙ "РАСЧЕТЫ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СЕТИ КВ УРАЛА ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ВЛ 500 КВ РЕФТГРЭС-ЮЖНАЯ И ДЛЯ ЕГО ОПТИМИЗАЦИИ ПОСРЕДСТВОМ РЕФТИНСКОЙ КРОСС-ПОДСТАНЦИИ 220 КВ"

Работа представляет один из разделов дипломного проекта .

При отключении участка магистральной электропередачи значительная часть ее потока активной мощности "затопляет" ниже лежащие слои средне - и маломощных линий с возможным последующим блэкаутом. Проследить причинно следственную связь процесса мешает то обстоятельство, что между моментом отключения магистральной линии и моментом зафиксированного начала аварийного процесса может пройти несколько часов, если отключение произошло ночью, при малых нагрузках.

Кросс-подстанция создает своего рода порог потоку и снижает уровень затопления, тем самым повышая устойчивость к системным авариям. (см. раздел " Кросс-трансформаторная

Рис. 1. Расчетная зона действия Рефтинской кросс-подстанции

технология маршрутизации потоков" статьи и "Новый подход к маршрутизации сетей 110-765 кВ и кросс-трансформаторная технология". – ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность, 2007, №2.)

Уральский участок энергосистемы России простирается с Запада на Восток на 1500 км и Севера на Юг на 1200 км и включает сети 500-220 и 110 кВ двенадцати областей, показных на рис.1, и по существу – еще двух, не показанных – Татарстан и Башкиртостан.

Схема объединенной энергосистемы Урала дана на рис. 2.

Рис. 2. Схема энергосистем Урала, связанных с перетоком мощности от Сургута и Нижневартовска к Среднему и Южному Уралу, Поволжью и Центру.

Расчетная база данных рецензируемой работы содержит параметры 1100 ветвей, 700 узлов, что создает определенные трудности при анализе результатов расчета.

Учитываемый в выполненных расчетах Уральский участок по основным потокам мощности тяготеет к шинам 500-220 кВ Рефтинской ГРЭС. Между этими шинами и вводится техническое средство управления межслоевыми перетоками мощности – Рефтинская кросс-подстанция. Основное действие ее распространяется на сети регионов, охваченных окружностями на рис.1.

Главная цель управления – предотвращение выхода сети в предаварийное состояние при отключении ВЛ 500 кВ "ГРЭС - Южная". Авторы справедливо утверждают, что в вертикальных контурах автотрансформаторные ветви образуют “перекрестки” с сетями 500, 220 и 110 кВ. Именно на этих “перекрестках”, особенно в среднем слое, удобно регулировать распределение потоков между верхним, транспортным и нижними, распределительными слоями единой сети.

Рис. 3. Схема сети в центральной части зоны действия Рефтинской кросс-подстанции При оформлении рисунка учтено требование владельца подробной схемы сети не выставлять ее в Интернет на сайте "Координация потоков мощности". Использованы незначительные фрагменты схемы для отражения состава и направленности линий 220 и 110 кВ.

При отключении одной из магистральных линий большая часть ее потока перебрасывается в относительно густую сеть средне - и маломощных линий класса 220 и 110 кВ. На период ремонта может попасть и аварийное отключение одной из рабочих линий 500 кВ, например, как показано рис.3. В качестве такого отключения в рецензируемой работе рассматривается вывод в ремонт линии 500 кВ РефтГРЭС – Южная г. Екатеринбург.

К тому же две подстанции РефтГРЭС и Южная расположены на сравнительно небольшом расстоянии друг от друга – около 40 км. Это является причиной сравнительно небольшого расчетного выигрыша в потерях. При прочих равных условиях удаление на расстояние порядка 200 км (среднестатистическое удаление подстанций 500 кВ в ЕНЭС) дало бы эффект в 2-3 раза больший.

При работе ВЛ 500 РефтГРЭС-Южная кросс-подстанция дополнительно переводит с шин 220 кВ на шины 500 кВ 268 МВт (рис.3.2.6.), при отключении этой ВЛ больше - 304 МВт (рис.3.2.9.) В среднем, мощность перетока с шин 220 на шины 500 кВ кросс-подстанции Рпкп = 286 МВт. При расчетной электромагнитной мощности кросс-трансформаторов Sктн = 60 МВА при нерегулируемом варианте и Sкпр = 100МВА при регулируемом. Это – высокий показатель по отношению мощности генераторов, подключенных к шинам 500 кВ!

Действительно, суммарная мощность трансформаторных групп 500 кВ РефтГРЭС равна 3320 МВА, мощность генераторов выдающих энергию на эти шины – 2600 МВт. Следовательно, электромагнитная мощность кросс-трансформаторов Sкп составляет % от указанной трансформаторной мощности. А дополнительно передаваемая между слоями мощность перетока Ркпп – 11 % от генераторной. В сопоставлении этих цифр наглядно виден эффект межслоевого управления потоками активной мощности.

Это еще не все. Для оценки экономического эффекта кросс-подстанции есть еще повышение противоаварийной устойчивости обширного региона и уменьшение потребности в размыкании контуров.

Эти технические показатели, будучи переведены в экономические, должны дать стоимостной эффект несравненно более высокий, чем приведенный в рецензируемой работе эффект от выигрыша в потерях. Уместно напомнить, что ущерб от Московской аварии был оценен в один миллиард долларов!

Надеюсь, что заинтересованные посетители сайта выскажут свои соображения о ценовой оценке эффекта кросс-подстанции (писать можно на *****@***ru). Эти высказывания будут размещены на сайте по мере их поступления. Настоящая рецензия в этой части также будет обновляться и дополняться.

ВЫВОДЫ

1. Остается не исследованным взаимовлияние смежных кросс-подстанций на выигрыш в маршрутных потерях.

Предварительный анализ межслоевых перетоков с помощью рельефов квадратурного напряжения дает основание полагать, что две последовательно расположенные кросс-подстанции на трассе протяженного межсистемного перетока дают в совокупности больший выигрыш в потерях, чем сумма выигрышей каждой из них при работе с одной кросс-подстанцией.

Имеет значение и удаление кросс-подстанций. Для средне-статистической отечественной сети 500/220/110 кВ оптимальным представляется удаление смежных кросс-подстанций порядка 200 км, при условия, что между ними нет промежуточной автотрансформаторной подстанции 500/220 кВ. В расчетной схеме это расстояние – 40 км, что снижает выигрыш в потерях относительно ожидаемого в среднем, как при одной кросс-подстанции, так и при двух последовательных кросс-подстанциях..

Аналогичный вывод напрашивается и при сопоставлении выигрышей в потерях от смежных кросс-подстанций, расположенных на смежных параллельных перетоках, например, перетоках через Урал от Сургутских станций и из Сибири.

Дальнейшие исследования эффективности кросс-трансформаторной технологии целесообразно направить на численные оценки указанного взаимовлияния кросс-подстанций.

2. С 70-х годов отечественными специалистами разрабатывается и внедряется межслоевое управление перетоками активной мощности в виде Продольго-Поперечного Регулирования и Кросс-Трансформаторной Технологии (ППР и КТТ). Межслоевое управление – чисто российская техническая идея с большим будущим. Именно для России с ее просторами и запасами энергоресурсов эти технологии должны дать наибольший эффект.

Необходима комплексная работа исследователей, проектировщиков и эксплуатации по оценке степени повышения бесперебойности электроснабжения и снижению потерь в сетях. Эта работа должна начинаться в регионах.

Расчеты на Rastr по оценке эффективности межслоевого управления потоками активной мощности успешно могут быть проведены силами студентов в форме дипломных проектов на кафедрах электрических сетей и систем российских вузов. (Судя по Интернет анонсу Rastr предоставляется студентам бесплатно). Профессионально обеспечить дипломников базами исходных данных могут региональные службы режимов. Гарантией успеха такого цикла исследований является рецензируемая работа. Да и этим службам подобные расчеты будут "с руки".

3. Вносимые предложения по устранению вторичных магистральных потоков из средних и нижнего слоя сетей СВН должны быть рассмотрены в рабочей обстановке. Семнадцатилетние словопрения между сторонниками и противниками с последующими подковерными, неподкрепленными адекватными расчетами, частными решениями должны смениться полноценным, внятным анализом предложений, подготовленных с применением отработанных вычислительных средств и процедур. Примером подготовки является рецензируемая работа.

4. Прохождение магистральных потоков по магистральным линиям, (причем так, чтобы и вторичные магистральные потоки переводились в эти линии из многочисленных линий среднего и нижнего слоев сети) призвана обеспечить ФСК – по самому своему назначению и экономическому статусу. Она владеет магистральными сетями и должна обеспечить их наилучшее использование. Поэтому финансировать проектирование и строительство подстанций, которые будут препятствовать (с помощью регулировочных трансформаторов в нейтрали или кросс-трансформаторов) ответвлению магистральных потоков в региональные сети должна корпорация ФСК, выходя за узкие корпоративные интересы сокращения объема своих задач, и делать это должна в интересах всех россиян.

Широкомасштабное внедрение межслоевого управления потоками мощности приведет к росту надежности электроэнергетической сети России и существенно снизит потери на транспорт электроэнергии

________________ 10.10.2007.