Назначение АЧР

По мере объединения энергосистем и увеличения их мощности вероятность общего (охватывающего все объединение) глубокого снижения частоты уменьшается. Внезапное отключение одного крупного агрегата, несмотря на то, что их единичные мощности растут, незначительно скажется на изменении частоты. Например, в энергообъединении мощностью РН=20000 МВт с регулирующим эффектом нагрузки kН = 2,5 отключение одного блока 200 МВт даже при отсутствии резервов мощности приведет к отклонению частоты не более чем на Df=(200*50)/(20000*2,5)=0,2 Гц Если в крупном энергообъединении выйдет из строя даже целая станция (что бывает крайне редко), это тоже может не привести к существенному снижению частоты. Компоновка мощных электростанций по блочному принципу еще более ограничивает возможность такой аварии. Однако объединение энергосистем на параллельную работу обусловливает ряд особенностей с точки зрения возникновения и развития аварий с небалансом мощности,

Прямым следствием создания крупных энергообъединений является увеличение числа узлов и районов, получающих значительную часть мощности по электрическим связям с объединением, и повышение вероятности возникновения больших местных дефицитов мощности при аварийном отделении этих узлов и районов (рис. 1.1, кривая 1). Такие аварийные ситуации могут возникать при отключении единственной связи района с энергообъединением или в результате последовательного отключения нескольких связей из-за перегрузки и нарушения устойчивости. К таким же последствиям могут приводить отключения связей в основной сети энергообъединения, приводящие в конечном итоге к его разделению на несинхронно работающие части и выделению одного или нескольких районов с дефицитом мощности. Это положение усугубляется наличием в крупных энергообъединениях длинных, сильно загруженных линий электропередачи.

Анализ случаев работы АЧР за 6 лет (табл. 1.1) показывает, что возмущения, приводящие к срабатыванию АЧР в масштабах энергообъединения, составляют весьма незначительную долю (1,5%). Подавляющее большинство (90%) нарушений с работой АЧР связано с возникновением дефицитов мощности при отделении районов, энергосистемы, группы энергосистем или нарушении их синхронной работы.

Другой особенностью крупных энергообъединений является многообразие возможных аварий, сопровождающихся возникновением дефицита активной мощности. Рассмотрим энергообъединение, состоящее из энергосистем I—IV, в состав которых в свою очередь входят районы Iа—в, IIа—IIб, IIIа—IIIг, IVa—IVв (рис. 1.2). Аварийный дефицит мощности может охватывать район, группу районов, энергосистему, группу энергосистем, энергообъединение в целом. Например, в схеме рис. 1.2 аварийные отключения линий электропередачи или шин соответствующих подстанций могут приводить к отделению с дефицитом мощности каждого в отдельности районов IVa, IVв, IIIв, Iб; возможно отделение энергосистем IV (при отключении линии III—IV), I (при отключении линии III—I), вместе IV, I и III (при отключении линии II—III), IV, I и районов IIIа, IIIг (при отключении линии IIIб—IIIа), вместе энергосистемы IV и района Шг (при отключении линии Ша—IIIг). Возможен общесистемный дефицит мощности, когда частота снижается во всем энергообъединении. Приведенный выше перечень возможных аварийных ситуаций относится к какому-то одному режиму. В условиях эксплуатации при анализе возможных аварий необходимо учитывать разнообразие режимов, определяемое различными сезонами, днями недели (рабочие, выходные, предвыходные, праздничные и воскресные дни), временем суток, ремонтными работами на электростанциях и в сетях, а также маневрированием резервами и возможностями их мобилизации, условиями использования энергоресурсов, причем возможны самые различные сочетания всех этих факторов. Таким образом, определение возможных мест возникновения дефицитов мощности, их относительных величин и зон распространения, а также возможности мобилизации резервов становится все более сложной и многовариантной задачей.

Таблица 1.1. Показатели работы АЧР за 6 лет