Автоматизация разработки графиков аварийного отключения (ГАО)

Графики ограничения потребления, аварийного и временного отключения электроэнергии разрабатываются ежегодно и применяются в случае возникновения или угрозы возникновения аварийных электроэнергетических режимов, а именно возникновения или угрозы возникновения выхода параметров электроэнергетического режима за пределы допустимых значений.

Графики отключения и ограничения рассчитываются по самым холодным зимним суткам, когда нагрузка (мощность) и электрическая энергия, потребляемые электрооборудованием, максимальны. Объёмы ограничений задаются диспетчерским центром субъекта оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике на основании оценки расчётов возможных аварийных возмущений электроэнергетического режима и анализа угрозы возникновения недопустимого дефицита электрической энергии и мощности, дефицита пропускной способности в контролируемых сечениях и на отдельных участках электрической сети на территории соответствующего субъекта.

Процесс создания графиков в современных условиях обширных электросетей, территориального распределения, взаимодействия субъектов электроэнергетики и постоянно увеличивающейся и динамически меняющейся картины потребления мощности представляет собой сложную комплексную инженерно-аналитическую задачу. В данном вопросе никак не обойтись без корректных статистических данных, своевременного анализа текущей ситуации и сложных расчётов баланса мощности. В 21 веке решение этих задач немыслимо без автоматизации процесса с помощью аппаратно-программных интеллектуальных комплексов, способных оперировать огромными массивами данных, контролировать корректность расчётов в режиме реального времени, прогнозировать динамику нагрузки и баланса мощности на всех уровнях распределения электроэнергии и минимизировать возможные риски человеческого фактора. Одним из таких средств автоматизации является программная платформа SDM.

SDM позволяет автоматизировать трудоёмкий процесс разработки графиков аварийного отключения (ГАО).

В графики ограничения включаются потребители всех категорий надёжности электроснабжения, в том числе объекты органов государственной власти и управления, воинские части, медицинские учреждения и учреждения социального обеспечения, объекты снабжения, все промышленные объекты и объекты бытового назначения (включая потребителей, использующих компьютерную технику, холодильные установки, газовые котельные с электроавтоматикой, а также дорогостоящее электрооборудование с непрерывным технологическим процессом и т.д.). Исключение из графиков даже одного потребителя вызывает необходимость перераспределения объёма ограничения на других потребителей, что недопустимо.

Выполнение графиков аварийного ограничения заключается в необходимости потребителю по заданию непосредственно сетевой организации снизить расход электрической энергии и мощности на заданный объем в сутки (ежесуточно в течение всего периода ограничения) и в заданный период времени по объектам (по всем или заданным объектам) организации. Для этого от руководителя организации-потребителя требуется заранее разработать мероприятия по вводу аварийных ограничений (в соответствие с заданными объёмами ограничений выбрать электрооборудование, отключение которого вызовет наименьшие экономические затраты и не создаст угрозы безопасности жизни и здоровью людей), ознакомить с данными мероприятиями свой ответственный (дежурный) персонал и обязать его немедленно выполнять распоряжения сетевой организации по снижению электрической нагрузки в соответствии с заданным режимом.

Разработка графиков регулируется Приказом Министерства энергетики РФ от 6 июня 2013 г. № 290 «Об утверждении Правил разработки и применения графиков аварийного ограничения режима потребления электрической энергии (мощности) и использования противоаварийной автоматики».

Существуют следующие основные виды графиков ограничения и отключения:

• графики ограничения потребления электрической энергии (ГОЭ) применяются в случае возникновения дефицита топлива (падение эксплуатационных запасов топлива на электростанциях ниже десятидневной величины) или гидроресурсов;
• графики ограничения потребления электрической мощности (ГОМ) применяются в случае возникновения угрозы нарушения баланса между производством и потреблением электрической мощности и дефицита мощности;
• графики аварийных отключений потребителей электрической энергии (ГАО);
• специальные графики аварийных отключений (СГАО);
• автоматическая частотная разгрузка (АЧР);
• специальная автоматика отключения нагрузки (САОН).

ГАО применяются в следующих случаях:

• при неожиданном возникновении аварийного дефицита мощности и снижении частоты электрического тока;
• при нарушении режимов предельных перетоков или недопустимой перегрузке оборудования транзитной сети, снижении уровня напряжения в контрольных точках;
• для предотвращения нарушений предельно допустимых режимов работы электростанций;
• когда не хватает времени для введения ГОМ или введённые ограничения недостаточно эффективны;
• для предотвращения возникновения системных аварий;
• ликвидации недопустимой токовой перегрузки электросетевого оборудования;
• обеспечения устойчивости узла нагрузки с потребителями, которые имеют токоприёмники, отнесённые к особой группе I категории по надёжности электроснабжения.

Графики аварийного ограничения разрабатываются ежегодно на период с 1 октября текущего года по 30 сентября следующего года и утверждаются первичными получателями команд об аварийных ограничениях после согласования с диспетчерским центром и уполномоченным органом исполнительной власти субъекта Российской Федерации не позднее, чем за 10 календарных дней до начала очередного периода, на который они разрабатываются.

При формировании заданий на разработку графиков аварийного ограничения диспетчерский центр распределяет требуемые объёмы аварийных ограничений между первичными получателями команд об аварийных ограничениях. Указанное распределение осуществляется пропорционально нагрузке потребления электрической энергии потребителями, с которыми либо в отношении которых первичным или вторичными получателями команд об аварийных ограничениях заключены договоры оказания услуг по передаче электрической энергии и (или) энергопринимающие устройства которых технологически присоединены к объектам электросетевого хозяйства. При этом нагрузка потребления определяется исходя из показаний контрольных (внеочередных) замеров электрической энергии (мощности) за 12 месяцев.

При разработке графиков аварийного ограничения должны быть исключены случаи одновременного включения одних и тех же объектов электросетевого хозяйства и (или) энергопринимающих устройств потребителей на одни и те же объёмы нагрузки в графики аварийного ограничения двумя и более вторичными получателями команд об аварийных ограничениях, а также двумя и более первичными получателями команд об аварийных ограничениях.

Для правильного расчёта графиков отключения и ограничения необходимо учитывать весь объем данных по параметрам оборудования, расчёта уставок автоматики, статистических данных за прошлые периоды и данных контрольных измерений. Программная платформа SDM содержит все модули для связного оперирования всеми необходимыми данными.

Программная платформа SDM содержит все модули для связного оперирования всеми необходимыми данными

Основой системы SDM является максимально подробная база данных параметров оборудования – как текущих значений конкретной единицы оборудования электросетевого хозяйства, так и многочисленные справочники паспортных значений. SDM позволяет оперировать всеми основными типами оборудования: подстанции, трансформаторы тока и напряжения, автотрансформаторы, разъединители, ЛЭП (включая учёт каждой опоры и сегмента как воздушных, так и кабельных линий), ограничители перенапряжения, компенсаторы и многие другие типы. Все единицы оборудования и их параметры тесно связаны друг с другом, что является базисом для дальнейших корректных расчётов графиков ГАО и ГВО.

Модуль построения графиков аварийного отключения (ГАО) в SDM позволяет оператору задавать объём мощности, который требуется отключить. Система автоматически подбирает фидеры для отключения. При этом учитываются категории надёжности электроснабжения, социальной значимости, АВР. При необходимости оператор корректирует набор фидеров, задавая объёмы ГВО и число ступеней ГВО, а объём ГВО система равномерно распределяет между ступенями. Помимо общего объёма ГВО на электросеть пользователь может выделить отдельные районы сети и задать объёмы ГВО индивидуально для районов.

Модуль построения графиков аварийного отключения (ГАО) в SDM позволяет оператору задавать объём мощности, который требуется отключить

Подбор фидеров учитывает автоматику ограничения снижения напряжения (АОСН) и расчёт уставок автоматики ограничения перегрузки оборудования (АОПО). Для этого в составе SDM имеются два специализированных модуля. Модули расчёта уставок АОПО и АОСН решают задачи расчёта уставок АОПО и АОСН на основе результатов контрольных измерений, данных по АВР распределительной сети между питающими центрами, оснащёнными АОПО. Выполняет контроль достаточности объёмов нагрузки, заведённой под АОПО и изменений фидерного состава с учётом категории надёжности электроснабжения, социальной значимости, АВР.

Одной из наиболее важных подсистем модуля ГАО и ГВО в SDM является система формирования графиков ГАО и ГВО в требуемых форматах. Система автоматически проверяет все данные расчётов и формирует итоговые документы согласно Приказу Министерства энергетики РФ от 6 июня 2013 г. № 290. Подобная комплексная автоматизация позволяет оператору контролировать весь процесс составления графиков ГАО и ГВО на каждом этапе, экономя до 60% времени сотрудников, минимизируя возможные ошибки и риски (особенно в крупных энергокомпаниях), снижая нагрузку на персонал, и позволяет на выходе получить полностью готовый и корректный пакет документов для согласования графиков ГАО и ГВО.

SDM позволяет формировать графики ГАО и ГВО в требуемых форматах

Комплексная автоматизация решений для электросетевых компаний только приходит на российский рынок, и во многом существуют только узко специализированные решения, решающие лишь часть задач. Побочным эффектом сегодняшней ситуации является необходимость интеграции принципиально разных программных продуктов, что лишь увеличивает риск ошибок. Редким исключением является программная платформа SDM, позволяющая решать весь комплекс задач и предлагающая единый стандарт программной интеграции и единую информационную модель.