Рецензия на работу

При отключении участка магистральной электропередачи значительная часть ее потока активной мощности "затопляет" ниже лежащие слои средне- и маломощных линий с возможным последующим блэкаутом. Проследить причинно следственную связь процесса мешает то обстоятельство, что между моментом отключения магистральной линии и моментом зафиксированного начала аварийного процесса может пройти несколько часов, если отключение произошло ночью, при малых нагрузках.

Кросс-подстанция создает своего рода порог потоку и снижает уровень затопления, тем самым повышая устойчивость к системным авариям. (см. раздел " Кросс-трансформаторная

Рис. 1. Расчетная зона действия Рефтинской кросс-подстанции

технология маршрутизации потоков" статьи Л.А. Добрусина и М.В. Ольшванга "Новый подход к маршрутизации сетей 110-765 кВ и кросс-трансформаторная технология". – ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность, 2007, №2.)

Уральский участок энергосистемы России простирается с Запада на Восток на 1500 км и Севера на Юг на 1200 км и включает сети 500-220 и 110 кВ двенадцати областей, показных на рис.1, и по существу – еще двух, не показанных – Татарстан и Башкиртостан.

Схема объединенной энергосистемы Урала дана на рис. 2.

Рис. 2. Схема энергосистем Урала, связанных с перетоком мощности от Сургута и Нижневартовска к Среднему и Южному Уралу, Поволжью и Центру.

Расчетная база данных рецензируемой работы содержит параметры 1100 ветвей, 700 узлов, что создает определенные трудности при анализе результатов расчета.

Учитываемый в выполненных расчетах Уральский участок по основным потокам мощности тяготеет к шинам 500-220 кВ Рефтинской ГРЭС. Между этими шинами и вводится техническое средство управления межслоевыми перетоками мощности – Рефтинская кросс-подстанция. Основное действие ее распространяется на сети регионов, охваченных окружностями на рис.1.

Главная цель управления – предотвращение выхода сети в предаварийное состояние при отключении ВЛ 500 кВ "ГРЭС- Южная". Авторы справедливо утверждают, что в вертикальных контурах автотрансформаторные ветви образуют “перекрестки” с сетями 500, 220 и 110 кВ. Именно на этих “перекрестках”, особенно в среднем слое, удобно регулировать распределение потоков между верхним, транспортным и нижними, распределительными слоями единой сети.

Рис. 3. Схема сети в центральной части зоны действия Рефтинской кросс-подстанции При оформлении рисунка учтено требование владельца подробной схемы сети не выставлять ее в Интернет на сайте "Координация потоков мощности". Использованы незначительные фрагменты схемы для отражения состава и направленности линий 220 и 110 кВ.

К тому же две подстанции РефтГРЭС и Южная расположены на сравнительно небольшом расстоянии друг от друга – около 40 км. Это является причиной сравнительно небольшого расчетного выигрыша в потерях. При прочих равных условиях удаление на расстояние порядка 200 км (среднестатистическое удаление подстанций 500 кВ в ЕНЭС) дало бы эффект в 2-3 раза больший.

При работе ВЛ 500 РефтГРЭС-Южная кросс-подстанция дополнительно переводит с шин 220 кВ на шины 500 кВ 268 МВт (рис.3.2.6.), при отключении этой ВЛ больше - 304 МВт (рис.3.2.9.) В среднем, мощность перетока с шин 220 на шины 500 кВ кросс-подстанции Рпкп = 286 МВт. При расчетной электромагнитной мощности кросс-трансформаторов Sктн = 60 МВА при нерегулируемом варианте и Sкпр = 100МВА при регулируемом. Это – высокий показатель по отношению мощности генераторов, подключенных к шинам 500 кВ!

Действительно, суммарная мощность трансформаторных групп 500 кВ РефтГРЭС равна 3320 МВА, мощность генераторов выдающих энергию на эти шины – 2600 МВт. Следовательно, электромагнитная мощность кросс-трансформаторов Sкп составляет 1.8 -3 % от указанной трансформаторной мощности. А дополнительно передаваемая между слоями мощность перетока Ркпп – 11 % от генераторной. В сопоставлении этих цифр наглядно виден эффект межслоевого управления потоками активной мощности.

Это еще не все. Для оценки экономического эффекта кросс-подстанции есть еще повышение противоаварийной устойчивости обширного региона и уменьшение потребности в размыкании контуров.

Эти технические показатели, будучи переведены в экономические, должны дать стоимостной эффект несравненно более высокий, чем приведенный в рецензируемой работе эффект от выигрыша в потерях. Уместно напомнить, что ущерб от Московской аварии был оценен в один миллиард долларов!

Надеюсь, что заинтересованные посетители сайта выскажут свои соображения о ценовой оценке эффекта кросс-подстанции (писать можно на mvo@ipc.ru). Эти высказывания будут размещены на сайте по мере их поступления. Настоящая рецензия в этой части также будет обновляться и дополняться.
ВЫВОДЫ

1. Остается не исследованным взаимовлияние смежных кросс-подстанций на выигрыш в маршрутных потерях.

Предварительный анализ межслоевых перетоков с помощью рельефов квадратурного напряжения дает основание полагать, что две последовательно расположенные кросс-подстанции на трассе протяженного межсистемного перетока дают в совокупности больший выигрыш в потерях, чем сумма выигрышей каждой из них при работе с одной кросс-подстанцией.

Имеет значение и удаление кросс-подстанций. Для средне-статистической отечественной сети 500/220/110 кВ оптимальным представляется удаление смежных кросс-подстанций порядка 200 км, при условия, что между ними нет промежуточной автотрансформаторной подстанции 500/220 кВ. В расчетной схеме это расстояние – 40 км, что снижает выигрыш в потерях относительно ожидаемого в среднем, как при одной кросс-подстанции, так и при двух последовательных кросс-подстанциях..

Аналогичный вывод напрашивается и при сопоставлении выигрышей в потерях от смежных кросс-подстанций, расположенных на смежных параллельных перетоках, например, перетоках через Урал от Сургутских станций и из Сибири.

Дальнейшие исследования эффективности кросс-трансформаторной технологии целесообразно направить на численные оценки указанного взаимовлияния кросс-подстанций.

Необходима комплексная работа исследователей, проектировщиков и эксплуатации по оценке степени повышения бесперебойности электроснабжения и снижению потерь в сетях. Эта работа должна начинаться в регионах.

Расчеты на Rastr по оценке эффективности межслоевого управления потоками активной мощности успешно могут быть проведены силами студентов в форме дипломных проектов на кафедрах электрических сетей и систем российских вузов. (Судя по Интернет анонсу Rastr предоставляется студентам бесплатно). Профессионально обеспечить дипломников базами исходных данных могут региональные службы режимов. Гарантией успеха такого цикла исследований является рецензируемая работа. Да и этим службам подобные расчеты будут "с руки".

3. Вносимые предложения по устранению вторичных магистральных потоков из средних и нижнего слоя сетей СВН должны быть рассмотрены в рабочей обстановке. Семнадцатилетние словопрения между сторонниками и противниками с последующими подковерными, неподкрепленными адекватными расчетами, частными решениями должны смениться полноценным, внятным анализом предложений, подготовленных с применением отработанных вычислительных средств и процедур. Примером подготовки является рецензируемая работа.