2.5. Автоматическое управление режимами

Средства автоматического управления. Остановимся подробнее на средствах и системах автоматического управления. Автоматическое управление это наиболее прогрессивный способ управления. Однако системы энергетики подвержены множеству случайных воздействий, которые не всегда можно предвидеть, поэтому нельзя заранее рассчитать оптимальную программу управления и невозможно возложить на автоматику всё управление. Вместе с тем в энергетике процессы управления глубоко автоматизированы и автоматика играет важнейшую роль и при управлении нормальными режимами и, что очень важно, при управлении аварийными режимами. Процессы протекают на электронном уровне и человек не способен адекватно реагировать на ситуацию.

Средства и системы автоматического управления САУ можно представить в виде четырех групп по их функциональному назначению.

Технологическая автоматика ТА обеспечивает пуск - остановку агрегатов, перевод из режима генератора в режим синхронного компенсатора и обратно. Технологическая автоматика имеет специальную программу управления и имеется на всех станциях. Особенно совершенной она является на ГЭС. От командного импульса на пуск агрегата, который задается человеком, автоматизирован весь процесс до включения агрегата в сеть. За 2-3 мин. автоматически включается агрегат мощностью 500 – 600 МВт. Самый опытный человек не мог бы выполнить эту операцию за такое время. Это создает гидроагрегатам громадные преимущества для регулирования мощности.

Режимная автоматика нормальных режимов, обеспечивает загрузку - разгрузку агрегатов по заданной программе. Программа специально рассчитывается для конкретных условий. Если условия меняются, то программа также меняется. Имеется автоматика распределения и регулирования активной и реактивной мощности, напряжения, распределения резервов.

Автоматика противоаварийного управления ПАА обеспечивает специальное управление при тяжелых системных авариях (при нарушении устойчивости, коротких замыканиях).

Релейная защита, обеспечивает защиту оборудования от повреждений при авариях. Для задания программы ее действия рассчитываются тяжелые режимы.

Автоматика нормального режима играет большую роль в управлении режимами и обеспечивает непрерывное соответствие между генерацией и потреблением электроэнергии. При достаточно высоком уровне ее исполнения она называется системой автоматического управления работой энергосистем по частоте и активной мощности – САУРЧМ. САУРЧМ может управлять активными мощностями электростанций, энергосистем и объединений. При этом используются другие более простые средства автоматики, например технологическая. Особенно широко она применяется для управления потоками мощности между энергосистемами, избавляя диспетчерский персонал от этой работы. Программа работы автоматики настраивается в соответствии с графиками перетоков мощности, которые, например, определены коммерческими соглашениями.

Автоматика нормальных режимов может выполнять и станционные функции. На станциях имеется автоматика группового управления активной мощности, которая обеспечивает оптимальную загрузку агрегатов при работе станции по заданному графику нагрузки. На станциях имеется также автоматика группового регулирования реактивной мощности агрегатов, которая обеспечивает загрузку агрегатов по реактивной мощности в соответствии с заданным графиком напряжения.

Автоматика аварийных режимов. Противоаварийная автоматика - ПАА обеспечивает повышение устойчивости энергосистем и их надежности. Ее функции могут различаться. Не будем подробно останавливаться на разновидностях ПАА. Одна из лучших систем ПАА была введена в ОЭС Урала в 1973 г. Основная расчетная авария содержала отключение одной из ЛЭП кольцевой схемы системы. Это приводило к нарушению устойчивости и набросу мощности на другие ЛЭП. Нарушался баланс электроэнергии в, так называемых, опасных сечениях (всего выделено 6 сечений). Автоматика предусматривает разделение кольца на «здоровую» и «больную» части за счет отключения выключателей в специальных сечениях, через которые протекает минимальный ток. Это позволяет избежать распространения аварии на всю систему. Осуществляется разгрузка генераторов в той части системы, где имеется избыток мощности. Без этого генераторы системы « разгоняются» до недопустимых скоростей. Предусматривается автоматическое отключение нагрузки при недостатке мощности. Таким образом, восстанавливается баланс мощности. ПАА использует все другие средства автоматики по управлению режимами генераторов, турбин, нагрузки. Это очень «умная» автоматика.

Функциональные группы режимной автоматики. Приведем пример функциональной автоматики крупного блока ТЭС. Функциональная автоматика призвана децентрализовать управление очень сложным объектом, каким является крупный блок ТЭС. Без такой декомпозиции процесс управления становится необозримым. Каждая функциональная система имеет свои цели и является локальной системой автоматики. Примерный перечень функциональных систем крупного блока приведен ниже. В нем 21 система. Оперативно-диспетчерский персонал контролирует работу этих систем.

Функциональная автоматика котлов.

• Система питания котлов.

• Система подачи твердого пылевидного топлива.

• Система подачи жидкого (газообразного) топлива.

• Система подачи и подогрева воздуха.

• Система розжига растопочных горелок.

• Система удаления и очистки дымовых газов.

• Система управления пароперегревателями.