Режимная надёжность

Надёжность энергосистемы режимная — способность энергосистемы при определенных условиях противостоять внезапным возмущениям, таким как короткие замыкания, непредвиденные потери крупных элементов энергосистемы, каскадные отказы работоспособности и др.

Общие положения

Электроэнергетическая система в отличие от других технических систем характеризуется постоянно изменяющимся во времени, зависящим от состояния любого элемента системы, электрическим режимом ее работы. Под режимом понимается совокупность величин, определяющих электрические процессы в электрической сети (частота, напряжения, токи, мощности). Именно эти величины позволяют судить о состоянии безотказности энергосистемы. Если все параметры режима находятся в допустимых пределах, то считается, что система находится в работоспособном состоянии. Если хотя бы один электрический параметр вышел за пределы допустимых значений, то фиксируется отказ системы.

Надежность режима энергосистемы – способность выдерживать те или иные возмущения. Ее можно охарактеризовать степенью его устойчивости – статической при малых возмущениях, постоянно имеющих место в системе, и динамической при больших возмущениях, например при коротких замыканиях на линиях электропередачи, потере генерирующей мощности, набросах и сбросах нагрузки и т.п.

Анализ режимной надёжности состоит в расчёте доаварийного и послеаварийного режимов, выборе необходимых управляющих воздействий (УВ) и экономической оценке последствий от УВ.

При рассмотрении проблемы резервирования видно, что максимум ожидаемого ущерба приходится на многократно наложенные отказы (одновременное отключение трех-четырех генераторов). Аналогичная ситуация имеется и для сетевого оборудования.

Проблема анализа режимной надежности заключается не только в большой размерности анализируемых состояний, но и в математической сущности анализа.

Нормирование показателей режимной надёжности

Надежность режима нормируется в виде запаса статической устойчивости и расчетного возмущения для проверки динамической устойчивости.

Нормируются коэффициенты запаса статической устойчивости по передаваемой мощности [math]K_P[/math] и по напряжению [math]K_U[/math] в узловых точках системы, %.

[math]K_P = \frac{P_{max} - \Delta P - P}{ P}[/math],

где [math]P_{max}[/math] - предельная передаваемая мощность, определенная из условий устойчивости режима; [math]\Delta P[/math] - увеличение передаваемой мощности за счет ее нерегулярных колебаний по межсистемной передаче; [math]P[/math] - передаваемая активная мощность.

[math]K_U = \frac{U - U_{min}}{U}[/math],

где [math]U[/math] - длительно поддерживаемое напряжение в узловой точке системы; [math]U_{min}[/math] - критическое напряжение (в той же точке), при котором нарушается устойчивость системы или нагрузки.

Динамическая устойчивость нормируется расчетным видом и длительностью короткого замыкания.