Комплекс программ для планирования и оперативного

Комплекс программ для планирования и оперативного
управления электрическими режимами энергокомпаний
(Б-2000)
Главной задачей деятельности энергокомпаний является надежное
обеспечение потребителей электроэнергией надлежащего качества.
В качестве инструмента для решения этой задачи энергокомпаниям
предоставляется комплекс программ для планирования и
оперативного управления электрическими режимами.
Разработка выполнена для платформ Windows NT/2000/XP и
объединяет в себе:
 единую реляционную базу данных для ведения
электрических режимов энергосистем
 набор программ для оперативного расчета и планирования
электрических режимов,
 единый человеко-машинный интерфейс,
 схемную графику,
 табличные и графические формы.
Решаемые задачи
 формирование текущей расчетной схемы электрической сети
энергосистемы по теле- сигналам (ТС), телеизмерениям (ТИ),
поступающим из SCADA, и данным ручного ввода, связанным с
разрешением оперативных ремонтных заявок;
 выявление и отбраковка ошибочных значений ТИ и ТС;
 обеспечение наблюдаемости электрической сети за счет ввода
псевдомерений (ПИ) нагрузок узлов, рассчитываемых на основе
статистических зависимостей между значениями телеизмеряемых
активных нагрузок районов электрической сети и активными
нагрузками узлов, входящих в эти районы;
 расчет режима электрической сети методами оценивания
состояния на основе сформированной расчетной схемы, ТИ и ПИ;
 расчет режимных параметров для оцененного режима;
 выбор оптимальной загрузки электростанций энергосистемы
реактивной мощностью для снижения потерь активной
мощности;
 определение оптимальных значений анцапф регулируемых
трансформаторов для снижения потерь активной мощности и
поддержания оптимальных уровней напряжения в сети;
 выбор оптимального числа включенных шунтовых реакторов и
секций батарей статических конденсаторов для снижения потерь
мощности и поддержания оптимальных уровней напряжения в
сети;
 определение путей ввода режима в допустимую область при
нарушении в нем ограничений по напряжению узлов и токам
ветвей;
 расчет режимных параметров для оптимального режима по
минимуму потерь;
 формирование рекомендаций диспетчеру по снижению потерь и
повышению экономичности режима;
 расчет матрицы сетевых коэффициентов для энергетических
задач;
 формирование
расчетной
модели
электрической
сети
энергообъединения на основе расчетных схем входящих в него
энергосистем;
 формирование расчетных режимов электрической сети по
результатам краткосрочного и долгосрочного планирования;
 расчет технических потерь мощности в сетях РАО отнесенных к
субъектам ФОРЭМ,
 расчет потерь мощности и энергии от транзита в сетях
энергокомпании.
Особенности
 Открытая
структура
БД
позволяет
подключать
дополнительные технологические задачи.
 Средства интерфейса позволяют расширять комплекс новыми
формами анализа. Весь стандартный набор интерфейса
поставляется в исходном виде и может быть модифицирован
или дополнен конечным пользователем.
 Использование
SQL
базы
с
развитой
системой
администрирования позволяет обеспечить защиту и
целостность данных, разделить ресурсы и осуществлять целый
ряд операций по обработке данных средствами базы.
 Работа комплекса поддерживается на двух уровнях: на уровне
полной электрической схемы и на уровне схемы подстанции.
Коммутации, производимые на подстанциях, автоматически
приводят к изменению состояния электрической схемы.
 Комплекс позволяет вести расчеты на схемах с
неограниченным количеством узлов.
 В составе комплекса имеется библиотека, содержащая
сведения для всех типов регулируемых трансформаторов и
библиотека характеристик удельных потерь на корону для
всех марок проводов и типов погоды.
Использование программного комплекса позволяет:
 Снизить потери активной мощности
 Обеспечить потребителям необходимое качество
электроэнергии
 Выполнить условия по надежности энергоснабжения
Программный комплекс установлен в ОАО “СО-ЦДУ ЕЭС в 2003
году и испытан на схеме около 1000 узлов.
РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ОТ ТРАНЗИТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.
В ОАО “ГВЦ Энергетики” разработаны программные средства
расчета потерь мощности и электроэнергии при транзите по
электрическим сетям энергосистемы.
При разработке использована методика, согласованная с ОАО
“СО-ЦДУ ЕЭС” и предназначенная для субъектов оптового рынка
электрической энергии и мощности, предоставляющих услуги в
сфере передачи электроэнергии по сетям переменного тока.
Расчет транзитных потерь мощности осуществляется методом
прямых расчетов электрических режимов сети транзитера на основе
расчетной схемы сети и данных о режимных параметрах узлов.
Потери электроэнергии за расчетный период определяются как
интеграл потерь мощности.
Комплекс может быть использован при ретроспективных
(фактических) расчетах для определения потерь от транзитных
перетоков и величины компенсации потерь субъектам рынка за
транзит, а также при составлении балансов электроэнергии и
мощности на этапе планирования режимов.
За основу разработанного программного обеспечения взяты
алгоритмы и методы программных средств, широко и давно
используемых в различных энергосистемах и пользующихся
доверием у пользователей. Новая версия функционирует в
операционной системе Windows 9*/2000/NT/XP. В ней
используются современные стандартные средства интерфейса для
доступа к данным и приложениям, объединенные единой
оболочкой и базой данных с сохранением основ методики и
проверенных алгоритмов решения электрических задач.
Работа комплекса организована на единой базе данных для
ведения электрических режимов энергосистем и обеспечивает
пользователя
удобным
человеко-машинным интерфейсом,
который даёт возможность работы со схемной графикой и
табличными формами. Разрабатывается возможность проведения
расчетов для АО-Энерго в сетевом варианте, когда входная
информация и результаты расчетов передаются по электронной
сети.
РЕЖИМНЫЙ ТРЕНАЖЕР ДИСПЕТЧЕРА ЭНЕРГОСИСТЕМЫ
«ФЕНИКС»
1. Режимный тренажер диспетчера
предназначен для
проведения противоаварийных тренировочных учений оперативнодиспетчерского персонала РДУ и предприятий электрических сетей
2. Тренажер может быть использован на всех этапах
проведения подготовки персонала: начальная подготовка,
подготовка
на
оперативную
должность,
спецподготовка
(поддержание квалификации оперативного и оперативноремонтного персонала), переподготовка на новую должность,
квалификационные
проверки
знаний,
противоаварийные
тренировки смены с целью выработки навыков коллективных
действий, соревнования и конкурсы профмастерства.
С помощью графического редактора и системы подготовки
данных, входящих в программный комплекс тренажера, можно
реализовывать тренажеры, настроенные на конкретные реальные
энергосистемы и существующие в них режимы. Возможна
приближенная (упрощенная) реализация систем автоматики и
релейной защиты. Возможность настройки тренажера на
моделирование процессов в конкретной энергосистеме позволяет
успешно тренировать и обучать диспетчеров, работающих в данной
энергосистеме.
3. Минимальная конфигурация аппаратных средств
· сеть персональных компьютеров, включающей сервер и
рабочие станции тренирующихся (при одном рабочем месте
инструктора, ведущего тренировку, рабочих мест тренирующихся
может быть несколько десятков)
· процессоры не хуже Pentium-3
4. Используемая программная среда: Windows-95/98
5. Состояние внедрения.
Тренажер внедрен в СО ЦДУ ЕЭС России, во всех ОДУ ЕЭС,
Карелэнерго,
Ленэнерго, Вологдаэнерго, Нижновэнерго, Дагэнерго и в ряде
учебных заведений.
Диспетчерский тренажер используется при проведении
соревнований профмастерства диспетчерского персонала РАО
«ЕЭС России» как на уровне ОДУ. Так и на уровне энергосистем.
Режимный тренажер диспетчера энергосистемы «Феникс»
разработки Сибирского филиала АО «ГВЦ Энергетики» успешно
прошел проверку на соответствие «Нормам годности программных
средств подготовки персонала энергетики» (Свидетельство № 2 от
16.10.2000),
включен
в
состав
корпоративного
фонда
"Программные тренажерные и методические средства для
подготовки персонала энергетики» и рекомендован Генеральной
инспекцией по эксплуатации электрических станций и сетей РАО
"ЕЭС России" для использования на всех этапах подготовки
диспетчерского персонала энергообъединений и энергосистем.
6. Состав тренажера.
Программный комплекс тренажера включает следующие основные
компоненты:
· интерфейс диспетчера,
· интерфейс инструктора
· модель энергосистемы
· систему подготовки данных
· графический редактор схем подстанций и электростанций
· систему автоматического протоколирования сеанса тренировки
· систему записи отдельных этапов тренировочного занятия.
Режимный тренажер выполнен на локальной сети в
программной среде Windows и предусматривает возможность
подключения к стандартному ОИК диспетчерского пункта
(имеющему файловый обмен данных). Имитационная модель ЭЭС
позволяет проводить расчеты по схеме замещения, включающей до
300 электрических узлов и 450 ветвей. Эта схема замещения
автоматически формируется на основании коммутационной схемы,
включающей до 50 районов, объединяющих до 200 подстанций с
1200 системами шин, 800 коммутационных аппаратов, 600 линий
электропередачи и автотрансформаторов. В схеме может быть
описано до 100 генераторов со своими характеристиками и до 200
комплектов ПА.
В момент коммутационного изменения в схеме ЭЭС на
переформирование расчетной схемы ЭЭС затрачивается от одной
до нескольких секунд.
9. Инструментальные средства.
Тренажер включает графический редактор схем подстанций и
электростанций.
ОПИСАНИЕ ТРЕНАЖЕРА
I. АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ТРЕНАЖЕРА
Тренажер реализован на локальной сети ПЭВМ в среде
Windows и включает рабочее место инструктора (ведущего
тренировку), одно или несколько рабочих мест тренируемых.
Кроме этого в тренажер включены программные средства,
обеспечивающие связь с ОИК АКСДУ и учебным диспетчерским
щитом и пультом.
II. ИНТЕРФЕЙС ДИСПЕТЧЕРА
Интерфейс диспетчера предназначен для отображения
оперативного состояния энергосистемы и управления режимом
работы оборудования в процессе тренировки оперативного
персонала.
В тренажер включены средства для организации обмена
информацией со стандартным оперативно - информационным
комплексом (ОИК) диспетчерского пункта. Из ОИК берется срез
режима энергосистемы в виде значений телеизмерений (ТИ)
электрических параметров и телесигнализации (ТС) о состоянии
коммутационных аппаратов подстанций и электростанций.
Телеинформация накладывается на расчетную схему
энергосистемы,
рассчитывается
электрический
режим,
соответствующий реальному режиму, и он используется в качестве
исходного оперативного состояния энергосистемы для проведения
тренировочного занятия.
III. ИНТЕРФЕЙС ИНСТРУКТОРА
Интерфейс инструктора предназначен для управления
имитационной моделью ЭЭС по ходу сеанса тренировки.
Инструктор руководит ходом тренировочного занятия и играет за
оперативный персонал, взаимодействие с которым необходимо
имитировать в тренировке.
IV. МОДЕЛЬ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ
Модель энергосистемы в режимном тренажере представлена
двумя уровнями: коммутационной моделью и режимной
динамической моделью ЭЭС. Коммутационная модель ЭЭС
включает
коммутационную
схему
электрической
части
энергосистемы и алгоритм топологического анализа и
формирования расчетной схемы замещения.
Режимная модель ЭЭС выполняет расчет полного
электрического режима с определением напряжений в узлах,
частоты, потоков активной и реактивной мощности по АТ и ЛЭП,
загрузку блоков электростанций.
Расчет режима выполняется с использованием оригинального
алгоритма расчетов длительной динамики в ЭЭС, что позволяет
моделировать режимы с неноминальной частотой и напряжением,
разделение ЭЭС на части и другие аварийные ситуации. В модели
ЭЭС может задаваться работа системной и противоаварийной
автоматики. До начала тренировки можно задать автоматически
выполняемый сценарий тренировочного занятия (например,
развитие аварийной ситуации).
Для настройки тренажера на конкретную энергосистему
требуется следующая информация:
· нормальная схема электрических соединений ЭЭС,
· схема замещения с параметрами элементов,
· характеристики генераторов, АРВ, АРС, обобщенные
характеристики тепловой части ТЭС,
· максимальный и минимальный режим ЭЭС,
· данные по системной и противоаварийной автоматике,
описатели телеинформации содержащейся в ОИК АСДУ.
V. ИНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ТРЕНАЖЕРА
Кроме этого в комплекс программ тренажера входит система
подготовки исходных данных для описания моделируемой
энергосистемы и аварийной ситуации, графический редактор схем
подстанций и электростанций, отображаемых обучаемому, система
автоматического протоколирования сеанса тренировки и система
записи - восстановления отдельных этапов тренировочного занятия.
VI. ТЕХНОЛОГИЯ ТРЕНИРОВКИ
Технология
проведения
тренировочных
занятий
предусматривает ввод команд управления моделью энергосистемы
тренажера самими тренирующимися со своего рабочего места.
В системных тренировках могут разыгрываться сложные
аварийные ситуации, связанные с делением энергосистемы на
изолированные районы, с погашением потребителей (работой
различных комплектов ПА) , отключением от сети генераторов,
полным погашением отдельных участков сети и последующем их
включении.
Тренируемые группируются в смены по два человека, которые
выступают в качестве дежурных смен диспетчеров энергосистемы,
сетевых предприятий и главных щитов управления электростанций.
Программные средства (ПС) централизованных
расчетов технических потерь электроэнергии в сетях
РАО (ФСК)
« ЕЭС России»
Назначение ПС:
подготовка данных и расчет технических потерь
электроэнергии и мощности в сетях РАО (ФСК). ПС позволяют
корректировать выработку и потребление субъектов рынка э/э,
межсистемные перетоки для каждой энергозоны и производить
расчет потерь для заданного периода времени (месяц, квартал, год).
При расчете учитываются нагрузочные потери, потери на корону
ВЛ и на холостой ход трансформаторов подстанций. Есть
возможность корректировать продолжительность разного типа
погоды в планируемом периоде и коэффициенты неравномерности
графика нагрузки линий .
-
-
Исходные данные для ПС:
таблица баланса производства и поставок э/э по субъектам
оптового рынка на расчетный период в электронном или ином
виде;
данные о сети и базовом режиме каждой энергозоны (или ЕЭС
в целом) в унифицированном формате ЦДУ;
данные о составе генераторных и нагрузочных групп,
которыми представлены субъекты рынка;
продолжительность разного типа погоды в расчетном
периоде;
перечень линий и п/ст РАО (ФСК) с указанием длины линий и
коэффициентов неравномерности их графиков нагрузки.
Порядок расчетов:
- автоматизированная передача данных о выработке и
потреблении субъектов рынка из электронной таблицы в файлы
ПС;
- получение и обработка базовой расчетной модели сети каждой
энергозоны ЕЭС России;
- формирование генераторных и нагрузочных групп узлов
схемы;
- занесение и коррекция значений выработки и потребления
субъектов рынка электроэнергии для заданного периода времени;
- расчет текущего режима электрической сети на основе
заданных значений выработки и потребления в расчетном периоде;
- расчет и анализ потерь электроэнергии и мощности в сети
РАО (ФСК);
- генерация отчетов по потерям электроэнергии и мощности на
расчетный период.
Потери электроэнергии и мощности в сети РАО (ФСК)
рассчитываются по среднему по погоде режиму за расчетный
период.
Результаты расчетов
нескольких формах:
могут быть представлены в
- для каждой энергозоны выводятся на экран и в виде
текстовых файлов для каждой линии и подстанции РАО (ФСК)
для каждого типа погоды и в среднем режиме: токи, потоки
мощности и потери мощности и энергии по составляющим
(нагрузочные, на корону для ВЛ и на холостой ход
трансформаторов для подстанций РАО (ФСК));
- для энергозоны в целом и с разбивкой по
энергосистемам потери мощности и потери электроэнергии в
сети РАО (ФСК) в среднем режиме и за весь планируемый
период.
Кроме того, существует возможность формирования
сводного отчета по потерям мощности и электроэнергии всех
энергозон ЕЭС России в виде электронных таблиц.