Upload
bda
View
55
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Интеграция автономной энергосистемы на базе малой
генерации в электрические сети. Барьеры и технологии
Фишов Александр Георгиевич,
Директор центра испытаний автоматики энергосистем
НГТУ
ООО Модульные системы Торнадо
В существующие сети
3
В изолированно работающие энергосистемы
10 kV
0.4 kV
10 kV
0.4 kV0.4 kV
10 kV
110 kV
10 kV
0.4 kV
Технологические барьеры для свободного доступа синхронной малой генерации в распределительные электрические сети
№ Негативные последствия (Риски)
Традиционные решения
1 Возможность нарушений статической устойчивости нормального режима при параллельной работе генераторов
Централизованное диспетчированиеработы сети в режиме off line
2 Возможность нарушений статической устойчивости послеаварийного режима при параллельной работе генераторов
Централизованное автоматическое противоаварийное управление с определением управляющих воздействий в режиме off line
3 Возможность нарушений динамической устойчивости режима при параллельной работе генераторов
Централизованное или локальное автоматическое противоаварийное управление
4 Чрезмерный рост аварийных токов в районе сети при подключении генераторов
Масштабная реконструкция в узлах сети (на подстанциях) подключения
5 Усложнение релейной защиты элементов сети ввиду роста числа источников питания и возникновения реверсивности потоков мощности в сети
Реконструкция средств релейной защиты в узлах сети (на подстанциях) подключения
6 Возникновение чрезмерных динамических (ударных) моментов на валах синхронных машин МГ
Ослабление электрической связи присоединения включением сериесныхреакторов
Практическая схема включения мини ТЭЦ с синхронной генерацией на параллельную работу с сетью
Плюсы и минусы присоединения
Положительные стороны
Для ТЭС:
Возникающие аварийные небалансы и небалансы, связанные с изменением нагрузки, оперативными коммутациями берет на себя электрическая сеть (максимальная величина –2 МВт при отключении одного энергоблока, в исключительном случае – 6 МВт – при погашении шины с 3-мя энергоблоками). Тем самым устраняется основная причина нарушений электроснабжения.
ТЭС имеет возможность выдачи избыточных мощностей (до 6 МВт)
Для внешней ЭС
Снижение потерь за счет разгрузки сети.
Стабильное напряжение на шинах ПС присоединения за счет регуляторов напряжения ТЭС (нет необходимости в работе РПН).
Возможность использования оперативного резерва мощности ТЭС на ПС Присоединения(перевод на питание от ТЭС до 6 МВт нагрузки).
Негативные стороны
Увеличение токов КЗ на ПС Присоединения – до 20%, в сети 10 кВ ТЭС до 4-х кратного.
Влияние токов подпитки от ТЭС на чувствительность ДЗ ЛЭП 110 кВ, питающих ПС
Риск возникновения недопустимых асинхронного режима, ударных моментов на валах энергоблоков ТЭС, отключения энергоблоков по параметрам обратной последовательности и обратной мощности.
Режимные характеристики прямого включения мини ТЭС в сеть
Со стороны системы Со стороны генераторов
Iп0, кА 8,74 1,97
Iпτ, кА 8,74 1,39
iуд, кА 21,65 4,28
iаτ, кА 0,53 0,005
Тj, с Δt, с
1 314 0,1
2 157 0,14
3 104,6 0,175
4 78,5 0,195
Причина Защита Уставка Время
срабатывания
Превышение номинального
тока
МТЗ 140% 0.3 с
Перегрузка по Р Отключение при превышении
прямой мощности
105%
115%
1 с
0
Снижение напряжения Минимального напряжения 85% 2 с
Превышение напряжения
обратной последовательности
Защита от обратной
последовательности напряжения
20% 0.1 с
Ограничения по автоматике ГПУ
Влияние на токи КЗ
Зависимость критического времени отключения кз от инерционности ротора
Динамические процессы и моменты при коротких замыканиях
Характеристики процесса:
• сохранение устойчивости параллельной работы А части ТЭС в составе ЭС,
• максимальная мощность генерации 8,97 МВт,
• мощности при отключении КЗ (динамический момент) 8,87 МВт,
• колебания мощности в синхронном режиме 8,97+7,09=16,06 МВт,
• частота синхронного режима переходного процесса 2,78 Гц.
Способ опережающего сбалансированного деления сети как технология управления режимом параллельной работы ТЭС с сетью
Исходно система работает в одном из трех режимов:
•Без выдачи значимой мощности во внешнюю сеть
(Рвыд = 0)
•С выдачей значимой мощности во внешнюю сеть
(Рвыд = Рзад)
•С потреблением значимой мощности из внешней сети
(Рвыд = -Рзад)
Автоматика опережающего сбалансированного деления
В нормальных режимах обеспечивает и поддерживает требуемую загрузку сечений для режимов выдачи мощности, самобаланса и потребления мощности
Выявляет возникновение кз как во внутренней, так и во внешней сети по факту снижения напряжения прямой последовательности ниже уставки
Делит сеть по одному из подготовленных сечений, обеспечивая баланс мощности в отделившемся острове
Выявляет появление условий для восстановления целостности системы
Осуществляет синхронизацию и восстановление нормального режима системы
Автоматика балансировки ЭС, деления и восстановления сети
Цифровой фильтр прямой последовательн
ости
ЗадержкаΔtсраб
ВД1
Цифровой фильтр прямой последовательн
ости
ЗадержкаΔtсраб2
ВД2
Основная АОД
Резервная АОД
ТН
Логический блок:
• |ΔU|≥UУст
Логический блок:• |ΔU|≥UУст;• Проверка сигнала АОД(о);•Проверка сигнала отключения ВД1.
ЗадержкаΔtсраб1
В итоге
Технология позволяет:
Преодолеть технологические барьеры на пути присоединения синхронной МГ к сети
Снизить затраты на реконструкцию ПС в точках присоединения генерации к электрическим сетям
Обеспечить возможность работы МГ в режимах выдачи мощности во внешнюю сеть и ее потребления
12
Спасибо за внимание
НГТУ, ООО Модульные системы Торнадо
Ассоциация «Партнерство по развитию распределенной энергетики Сибири»