CC BY
0
АНАЛИЗ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ И РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ПЕРЕТОКОВ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ДЛЯ СХЕМЫ ВЫДАЧИ
МОЩНОСТИ ЗЕЛЕНЧУКСКОЙ ГАЭС
А.А. Степанова, канд. техн. наук, доцент М.А. Жаров, магистрант
Северо-Кавказский федеральный университет (Россия, г. Ставрополь)
DOI:10.24412/2500-1000-2025-1-3-225-228
Аннотация. В статье дается характеристика схемы выдачи мощности Зеленчукской ГАЭС. Выполнен анализ статической устойчивости и расчет допустимых перетоков активной мощности для схемы выдачи мощности Зеленчукской ГАЭС. На основании рассчитанных в работе значений допустимых перетоков активной мощности определены значения максимально допустимых перетоков активной мощности в сечении выдачи мощности Зеленчукской ГАЭС. Расчеты проведены для нормальной и ремонтных схем для различных температур наружного воздуха.
Ключевые слова: гидроэлектростанция, гидроаккумулирующая электростанция, электрический режим, устойчивость, максимально допустимый переток.
Современные электроэнергетические системы требуют постоянного анализа для поддержания надёжного функционирования и минимизации рисков возникновения аварийных ситуаций. Одним из ключевых аспектов обеспечения стабильности работы энергосистем является расчёт статической устойчивости и определение допустимых перетоков активной мощности. Это особенно важно для крупных генерирующих объектов, таких как Зеленчукская гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС), являющейся важным элементом энергосистемы Российской Федерации, обеспечивая регулирование частоты и мощности в сети.
Зеленчукская гидроаккумулирующая электростанция расположена на территории Карачаево-Черкесской Республики. На Зеленчукской ГАЭС установлено 4 генератора, два из которых имеют возможность работы в насосном режиме. Установленная мощность Зеленчукской ГАЭС составляет 300 МВт: 2 генератора по 80 МВт, 2 генератора по 70 МВт [1].
Также по линиям 110 кВ на шины Зелен-чукской ГАЭС осуществляют выдачу мощности 2 гидроэлектростанции: Красногорская ГЭС и Правокубанская ГЭС. На Красногорской ГЭС и Правокубанской ГЭС установлено по 2 генератора установленной мощностью 12,45 МВт. Схемы распределительных устройств 330-110 кВ Зеленчукской ГАЭС, Красногорской ГЭС, Правокубанской ГЭС представлены на рисунке 1.
Выдача суммарной мощности Зеленчук-ской ГАЭС, Красногорской ГЭС, Правоку-банской ГЭС осуществляется по следующим связям: ВЛ 330 кВ Зеленчукская ГАЭС - Черкесск, КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС -Южная с отпайками (Л-42), транзит 110 кВ Зеленчукская ГАЭС - Ток Москвы - Черкесск, КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС - Зеленчук с отпайкой на ПС БСР (Л-144), транзит 110 кВ Зеленчукская ГАЭС - Касаева -Зеленчук. Схема выдачи мощности приведена на рисунке 2.
ГГ-1 ГГ-2 Красногорская ГЭС
ГГ-1 ГГ-2 Правокубанская ГЭС
Рис. 1. Схемы распределительных устройств Зеленчукской ГАЭС, Красногорской ГЭС, Право-
кубанской ГЭС
Статическая устойчивость и максимально допустимые перетоки в сечении выдачи мощности Зеленчукской ГАЭС, Красногорской ГЭС, Правокубанской ГЭС определяются в нормальной схеме, а также в основных ремонтных схемах. В качестве ремонтных схем рассмотрены схемы ремонтов ЛЭП 330110 кВ, отходящих от шин Зеленчукской ГАЭС. В качестве нормативных возмущений рассмотрены отключения ЛЭП 330 кВ и ЛЭП 110 кВ, отходящих от шин Зеленчукской ГАЭС [3].
Расчеты статической устойчивости и допустимых перетоков в сечении выдачи мощности выполнялись в ПК Rastrwin. Утяжеление режима выполнялось с помощью соответствующего функционала ПК Rastrwin, путем увеличения нагрузки генерирующего оборудования Зеленчукской ГАЭС, Красногорской
ГЭС, Правокубанской ГЭС с учетом допустимых режимов работы [4].
Нормативный коэффициент запаса 20% обеспечивается в нормальной и всех ремонтных схемах. Допустимые перетоки по критерию обеспечения нормативного коэффициента запаса статической апериодической устойчивости значительно превышают суммарную установленную мощность Зеленчукской ГАЭС, Красногорской ГЭС, Правокубанской ГЭС.
Нормативный коэффициент запаса 8% обеспечивается в нормальной и всех ремонтных схемах во всех рассмотренных послеава-рийных режимах. Допустимые перетоки по критерию обеспечения нормативного коэффициента запаса статической апериодической устойчивости значительно превышают суммарную установленную мощность Зеленчук-
ской ГАЭС, Красногорской ГЭС, Правоку-банской ГЭС.
По результатам расчета режимов указанные уровни напряжения в сечении выдачи мощности Зеленчукской ГАЭС, Красногорской ГЭС, Правокубанской ГЭС недостижимы в нормальной и ремонтных схемах в нормальном и послеаварийных режимах
Расчет допустимых перетоков по критериям обеспечения допустимой токовой нагрузки ЛЭП в нормальном и послеаварийных режимах выполнялся с учетом зависимости длительно и аварийно допустимой токовой
нагрузки ЛЭП от температуры наружного для диапазона температур от +10°С до +35°С с шагом 5°.
Итогом работы является таблица максимально допустимых перетоков в сечении выдачи мощности Зеленчукской ГАЭС, Красногорской ГЭС, Правокубанской ГЭС в нормальной и ремонтных схемах для всех диапазонов температур. В случаях, когда значения МДП превышают суммарную установленную мощность Зеленчукской ГАЭС, Красногорской ГЭС, Правокубанской ГЭС, указано «Без ограничений».
Таблица 1. Результаты расчетов максимально допустимых перетоков
Схема сети Т, °С Максимально допустимая нагрузка электростанций, МВт Критерий
Нормальная +10 Без ограничений -
+15 Без ограничений -
+20 Без ограничений -
+25 Без ограничений -
+30 Без ограничений -
+35 Без ограничений -
Ремонт ВЛ 330 кВ Зеленчукская ГАЭС - Черкесск +10 280 АДТН КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС - Ток Москвы (Л-143) в ПАР КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС -Южная с отпайками (Л-42)
+15 280
+20 280
+25 280 АДТН КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС - Ток Москвы (Л-143) в ПАР КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС -Южная с отпайками (Л-42)
+30 265
+35 250
Ремонт КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС - Ток Москвы (Л-143) +10 280 АДТН КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС - Южная с отпайками (Л-42) в ПАР ВЛ 330 кВ Зеленчукская ГАЭС - Черкесск
+15 280
+20 280
+25 280
+30 265
+35 250
Ремонт КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС - Южная с отпайками (Л-42) +10 280 АДТН КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС - Ток Москвы (Л-143) в ПАР ВЛ 330 кВ Зеленчукская ГАЭС -Черкесск
+15 280
+20 280
+25 280
+30 265
+35 250
Ремонт КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС - Касаева +10 Без ограничений -
+15 330 АДТН КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС - Зеленчук с отпайкой на ПС БСР (Л-144) в ПАР ВЛ 330 кВ Зеленчукская ГАЭС - Черкесск
+20 310
+25 290
+30 270
+35 250 АДТН КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС - Зеленчук с отпайкой на ПС БСР (Л-144) в ПАР ВЛ 330 кВ Зеленчукская ГАЭС - Черкесск
Ремонт КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС - Зеленчук с отпайкой на ПС БСР (Л-144) +10 Без ограничений -
+15 330 АДТН КВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС - Касаева с отпайкой на ПС Кубанская в ПАР ВЛ 330 кВ Зеленчукская ГАЭС - Черкесск
+20 310
+25 290
+30 270
+35 250
Как видно из таблицы 1 в нормальной схе- мых токовых нагрузок ЛЭП 110 кВ, входящих ме ограничения выдачи мощности Зеленчук- в схему выдачи мощности. Ни в нормальной, ской ГАЭС, Красногорской ГЭС, Правоку- ни в одной из ремонтных схем статическая банской ГЭС отсутствуют. В ремонтных схе- устойчивость в схеме выдачи мощности Зе-мах ограничения выдачи мощности электро- ленчукской ГАЭС, Красногорской ГЭС, Пра-станций обусловлены величинами допусти- вокубанской ГЭС не нарушается.
Библиографический список
1. Зеленчукская гидроаккумулирующая электростанция: технические характеристики и особенности эксплуатации // Вестник гидротехники. - 2018. - № 1. - С. 34-40.
2. Требования к обеспечению надежности электроэнергетических систем, надежности и безопасности объектов электроэнергетики и энергопринимающих установок «Методические указания по устойчивости энергосистем», утв. приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 03.08.2018 № 630.
3. Анализ устойчивости энергосистемы при включении новых генерирующих мощностей // Энергетика: проблемы и перспективы. - 2008. - Т. 12, № 3. - С 15-22.
4. Дьячков В.А. Технологии расчета электрических режимов. Формирование расчетных моделей, расчет и анализ перспективных, текущих и аварийных электроэнергетических режимов», представлен на Конференции по ознакомлению субъектов электроэнергетики с технологической деятельностью АО «СО ЕЭС».
ANALYSIS OF STATIC STABILITY AND CALCULATION OF MAXIMUM ALLOWABLE ACTIVE POWER FLOWS FOR THE POWER OUTPUT SCHEME OF ZELENCHUKSKAYA PSPP
A.A. Stepanova, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor M.A. Zharov, Graduate Student North Caucasus Federal University (Russia, Stavropol)
Abstract. The article provides a characteristic of the power distribution scheme of Zelenchuk-skaya PSPP. The analysis of static stability and calculation of permissible active power flows for the power distribution scheme of Zelenchukskaya PSPP were performed. Based on the calculated values of permissible active power flows in the work, the values of the maximum permissible active power flows in the power output section of the Zelenchukskaya PSPP were determined. The calculations were carried out for normal and repair schemes for various outside air temperatures.
Keywords: hydroelectric power plant, pumped storage power plant, electrical mode, stability, maximum permissible flow.
