Оперативное управление в электроэнергетике

№ 6, 2014г.

УДК 621.311.1

РАННЕЕ ВЫЯВЛЕНИЕ ПРЕДАВАРИЙНЫХ СОСТОЯНИЙ В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ НА БАЗЕ АЛГОРИТМОВ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ

Курбацкий В.Г.,
д-р техн. наук, профессор, ведущий научный сотрудник, ИСЭМ СО РАН;
Томин Н. В., канд. техн. наук, старший научный сотрудник, ИСЭМ СО РАН;
Воропай Н. И., член-корр. РАН, директор, ИСЭМ СО РАН;
Панасецкий Д.А., научный сотрудник, ИСЭМ СО РАН,
Институт систем энергетики им Л.А. Мелентьева СО РАН, г. Иркутск

Надежная эксплуатация крупных объединенных энергосистем не может быть достигнута без полного понимания поведения системы в нештатных и аварийных условиях. Существующая практика управления отдельными частями системы без знания «полной картины» может потенциально привести к еще большим рискам крупных системных аварий. В данной работе предлагается новый интеллектуальный подход к системе мониторинга и оценки надежности ЭЭС с целью раннего предупреждения опасных состояний режима и аварийных ситуаций прежде, чем они приведут к крупной системной аварии. Предложенный подход способен обнаруживать аварийные состояния, возникающие одновременно в разных частях крупной объединенной ЭЭС, и при необходимости запускать систему противоаварийного управления. Для реализации данного подхода используются математические модели на базе машинного обучения: нейронная сеть Кохонена и метод деревьев решений Random Forest (случайный лес).

Ключевые слова: системная авария, противоаварийное управление, электроэнергетическая система, машинное обучение, нейронная сеть Кохонена, деревья принятия решений.

EARLY DETECTION OF PRE-EMERGENCY STATUS IN POWER SYSTEMS ON THE BASIS OF MACHINELEARNING ALGORITHMS

Kurbatsky V.G.,
Dr. habil of tecnical sciences, professor, leading researcher, IPS SB RAS;
Tomin N.V., Ph.D. of technical science, senior researcher, IPS SB RAS;
Voropai N.I., associate member of RAS, director of IPS SB RAS;
Panasetsky D.A., researcher, IPS SO RAS,
Institute of power systems after L.A. Melentiev Siberian branch of RAS, city of Irkutsk

Safe operation of large combined power systems can not be achieved without comprehension of system's behaviour in abnormal and emergency situations. Existing practice of controlling separate system parts without comprehension «whole story» potentially can lead to even higher risks of large systems accidents. The research proposes new intellectual approach towards system of monitoring and assessment of electric power system (EPS) for early prevention of dangerous mode statuses and emergency situations before they have led to large scale system breakdown. The approach proposed is capable to detect emergency situations emerging simultaneously in different parts of large combined EPS and, if necessary, to launch emergency control system/ In order to implement the approach, the following mathematics models based on machine learning: Kohonen neural network and Random decision tree method Forest (Random Forest).

Key words: system collapse, emergency control system, electric power system, machine learning, Kohonen neuralnetwork, decision tree.

УДК 621.316.925

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ УСТРОЙСТВ СЕМЕЙСТВА RELION ДЛЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ БЛОКА «ГЕНЕРАТОР-ТРАНСФОРМАТОР»

Лавриненко В.А.,
канд. техн. наук, компания «АББ Силовые и Автоматизированные Системы», г. Чебоксары

Приведены сведения об опыте применения новейших многофункциональных устройств REG670 и RET670 из семейства Relion для релейной защиты 9 блоков «генератор-трансформатор» на Богучанской ГЭС. Всего два шкафа с устройствами REG670 и RET670 в каждом из них позволили обеспечить комплексную защиту блока мощностью 330 МВт. В зону охвата защиты входит гидрогенератор, повышающий трансформатор, трансформатор собственных нужд и выпрямительный трансформатор. Дублирующая система защиты блока содержит такие же шкафы защиты, что и первая система защиты. Применение устройств защиты генераторов REG670, трансформаторов RET670, шин REB670, линий REL670, управления выключателями REC670 совместно с системами возбуждения Unitrol 6000, КРУЭ ELK (500 и 220 кВ) и элегазовыми выключателями HECS-R производства компании ABB позволило реализовать надежную релейную защиту энергосистемы. Приведены технические характеристики и функциональный состав шкафов защиты. Показаны достоинства применения защиты в составе шкафов релейной защиты типа ШЭЗГ, которые могут интегрироваться в АСУ ТП в соответствии со стандартом МЭК 61850, осуществлять обмен GOOSE-сообщениями по протоколу МЭК 61850-8-1 и получать потоки измеренных величин от цифровых трансформаторов тока и напряжения по МЭК 61850-9-2.

Ключевые слова: Relion, шкаф защиты, РЗА.

CASE HISTORY OF USING RELION SERIES DEVICESFOR RELAY PROTECTION OF «GENERATOR-TRANSFORMER» BLOCK

Lavrinenko V.A.,
Ph.D. of technical sciences, «ABB power and automatic systems» LLC, city of Cheboksary

Case history data are provided on using the latest multi-functional devices REG670 and RET670 of Relion series for relay protection of 9 units «generator-transformer» at Boguchanskaya HEPS. Just 2 cabinets with REG670 and RET670 devices in each one allowed to provide complete protection of 330 MW capacity units. Protected area comprise of hydro generator, stepup transformer, service transformer and rectifier transformer. Alternate protection system comprises the same protection cubicles that the first protection system. Use of protective devices for REG670 generators, RET670 transformers, REB670 buses, REL670 lines, controlling switches REC670 along with excitation systems Unitrol 6000, KRUE ELK (500 and 220 kV) and SF6 switches HECS-R of ABB manufacturing allowed to implement reliable relay protection of power system. Technical data and functional content of the cubicles are provided. Advantages of using protection within relay protection cubicles of SHEZG-type are displayed, suitable to be integrated into PCS as per the standard IEC 61850, perform exchange of GOOSE-messages as per protocol IEC 61850-8-1 and receive flows of measured values from digital CT and VT as per IEC 61850-9-2.

Key words: Relion, protective cubicle, RPA.

УДК 621.311

ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПЕРЕХОДА К ПОСЛЕАВАРИЙНОМУ РЕЖИМУ С НОРМИРОВАННЫМ ЗАПАСОМ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ В КОНТУРЕ ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Лизалек Н.Н.,
д-р техн. наук, профессор, Новосибирский государственный технический университет;
главный научный сотрудник, ЗАО «ИАЭС» г. Новосибирск;
Вторушин А.С., заведующий научно-исследовательской лабораторией;
Аржанников С.Г., старший научный сотрудник;
Бородин Д.Н., инженер, ЗАО «Институт автоматизации энергетических систем», г. Новосибирск

Предложено выделить две независимые части алгоритма оценки устойчивости перехода к послеаварийному режиму – поиск слабых сечений и оценка динамической устойчивости управляемого перехода к устойчивому послеаварийному режиму.

Ключевые слова: структурно организованное движение, структура неустойчивости, метод площадей, идентификация динамической неустойчивости.

APPROACHES TO DYNAMIC STABILITY ASSESSMENT OF TRANSITION TO POSTEMERGENCY STATE WITH RATED REDUNDANCE OF STATIC STABILITY IN THE CIRCUIT OF POSTEMERGENCY CONTROL

Lizalek N.N.,
Dr. habil, professor, Novosibirsk State Technical University; chief researcher, JSC «IAES»,
city of Novosibirsk;
Vtorushin A.S., head of research laboratory;
Arzhannicov S.G., senior researcher;
Borodin D.N., engineer, JSC «Institute of power systems automations», city of Novosibirsk
Proposition is made to extract two independent parts of algorithm for assessing stability transition
to postemergency control – search of weak sections and assessment of dynamic stability of controlled
transfer to stable postemergency mode.

Key words: structured arranged movement, instability structure, area method, identification

УДК 621.316.925

РЕАЛИЗАЦИЯ ЗАЩИТЫ ОТ ДВОЙНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Ефремов В.А.,
канд. техн. наук, доцент кафедры ТОЭ и РЗА, Чувашский государственный универси-
тет Н.И. Ульянова; директор центра применения продукции, компания «ИЦ "Бреслер"», г. Чебоксары;
Воронов П.И., магистр техники и технологии по направлению «электроэнергетика»;
инженер-исследователь, компания «ИЦ "Бреслер"», г. Чебоксары;
Алексенко С.А., г. Магадан;
Ластовкин В.Д., начальник СРЗАиМ, ОАО «Магаданэнерго», г. Магадан

В статье описан алгоритм и реализация защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью. Алгоритм работы защиты предполагает посредством заземляющего устройства искусственный перевод однофазного замыкания на землю в двойное замыкание. Такое решение, помимо надежной работы защиты, позволяет реализовать функцию определения места повреждения ОЗЗ по параметрам аварийного режима. Защита реализована на базе микропроцессорного устройства серии ТОР-300 производства компании «Исследовательский центр "Бреслер"».

Ключевые слова: релейная защита, однофазное замыкание на землю, определение места повреждения.

USE OF DOUBLE GROUND SHORT CIRCUIT PROTECTIONIN NETWORKS WITH INSULATED NEUTRAL

Efremov V.A.,
Ph.D., associate professor, chair of ETF and RPC of Chuvash State University named after
I.N. Ulyanov; director of products application centre, «ITS Bresler» LLC, city of Cheboksary;
Voronov P.I., magister of engineering and technology, direction «electric power engineering»; engineerresearcher,
«ITS Bresler» LLC, city of Cheboksary;
Alexenko S.A., city of Magadan;
Lastovkin V.D., head of SPZAiM JSC «Magadanenergo», city of Magadan

The article describes algorithm and use of earth fault protection in isolated-neutral systems. Al-gorithm of protection operation proposes by use of grounding device to effect artificial transfer of single phase ground short circuit into double short circuit. This solution, in addition to protection reliable operation, allows to realize function of detecting OZZ fault location as per emergency mode parameters. The protection is realized on the basis of microprocessor device of ТОР-300 series ex «ITS Bresler» LLC
production.

УДК 621.311(082)

АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА СПЕЦИАЛЬНОЙ АВТОМАТИКИ ОТКЛЮЧЕНИЯ НАГРУЗКИ КАК ЭЛЕМЕНТ SMART GRID

Данилов М.В., Ландман А.К., Петров А.Э.,

ЗАО «Институт автоматизации энергетических систем», г. Новосибирск
E-mail: iaes@iaes.ru

В сложившемся на данный момент представлении о внедряемых технологиях Smart Grid [1] можно утверждать только то, что данные технологии должны повышать качество предоставляемых услуг конечному потребителю и обеспечивать разумное использование энергоресурсов и оборудования. Этот признак позволяет в полной мере отнести адаптивные системы специальной автоматики отключения нагрузки (САОН), предлагаемые нами к реализации в энергосистемах, к элементам технологии Smart Grid.

Ключевые слова: противоаварийная автоматика, специальная автоматика отключения нагрузки, Smart Grid.

SELF-ADAPTING SPECIAL AUTOMATION SYSTEM FOR LOAD SWITCHING-OFF AS AN ELEMENT OF SMART GRID

Danilov M.V., Landman A.K., Petrov A.E.,

JSC «Institute of power system automation», city of Novosibirsk
In current comprehension of implemented technologies Smart Grid one can state only the fact that
these technologies must exceed quality of the services to be provided to end users and to provide
reasonable use of power resources and equipment. The feature allows in full degree to relay adaptive
systems of load switch-off special automatics (SAON) that we propose to realize in power systems, to
elements of Smart Grid technology.

Key words: emergency control, special automatic load shedding, Smart Grid.

УДК 621.311

ВЫБОР УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ УСТРОЙСТВ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОГРАНИЧЕНИЯ ПЕРЕГРУЗКИ ОБОРУДОВАНИЯ В ИЗОЛИРОВАННОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЕ

Лисицын А.А.,
заместитель генерального директора, руководитель Инженерно-проектного
центра;
Андранович Б.В., магистр электроэнергетики и электротехники, инженер отдела противо-
аварийной автоматики;
Курилкин А.И., магистр электроэнергетики и электротехники, инженер отдела противо-
аварийной автоматики;
Сорокин Е.В., канд. техн. наук, заведующий лабораторией локальных комплексов противо-
аварийной автоматики отдела противоаварийной автоматики,
Научно-технический центр Единой энергетической системы (ОАО «НТЦ ЕЭС»), г. Санкт-Петербург

В ближайшее время существует вероятность выделения на изолированную работу некоторых электроэнергетических систем (ЭЭС), работающих в настоящее время синхронно с ЕЭС России. Данное обстоятельство приводит к необходимости пересмотра принципов и задач противоаварийного управления (ПАУ) в указанных энергосистемах. Одной из таких задач является определение способов ликвидации недопустимых токовых перегрузок электрооборудования, которая осуществляется устройствами автоматического ограничения перегрузки оборудования (АОПО).

Ключевые слова: противоаварийная автоматика, устойчивость энергосистемы, управляющее воздействие.

SELECTION OF CONTROLS IN AUTOMATEDEQUIPMENT OVERLOAD LIMITATION DEVICES IN ISOLATED POWER SYSTEM

Lisitsyn A.A.,
general director deputy, head of engineering-design centre;
Andranovich B.V., magister of electric power engineering and electric equipment, engineer
of anti-emergency automatics;
Kurilkin A.I., magister of electric power engineering and electric equipment, engineer
of anti-emergency automatics;
Sorokin E.V., Ph.D. of technical sciences, head of laboratory of anti-emergency automatics local complexes,
department of anti-emergency automatics Scientific-research centre of United power system
(JSC «NTSC EPS»), city of St. Petersburg

УДК 621.316.37

АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС «ТРИТОН»

Горохов А.Я, Акимов М.Ю.,
компания «УРАЛЭНЕРГОСЕРВИС», г. Екатеринбург

Аппаратный комплекс «ТриТон» предназначен для организации комплексных высокочастотных каналов связи по высоковольтной линии, обеспечивает передачу сигналов команд противоаварийной автоматики и релейной защиты, а также сигналов связи: речи, сигналов телемеханики, межмашинного обмена.

Ключевые слова:
высокочастотный канал, высоковольтная линия, ЛЭП.

HARDWARE SYSTEM TRITON

Gorokhov A.Y., Akimov M.Y.,
«URALENEGRYSERVICE» LLC, city of Ekaterinburg

Hardware complex «TriTon» is designed to arrange complex high frequency communication channels vis high-voltage line, it provides transfer of anti-emergency automatics and relay protection control signals, as well as communication signals: speech, teleautomatic signals, inter-machine exchange.

Key words: high frequency channel, high voltage line, ETL.


– В погоне за временем – Поймать боевую пулю руками – Сильнее самого себя

Аппаратный комплекс «тритон»

Аппаратный комплекс «ТриТон» предназначен для организации комплексных высокочастотных каналов связи по высоковольтной линии, обеспечивает передачу сигналов команд противоаварийной автоматики и релейной защиты, а также сигналов связи: речи, сигналов телемеханики, межмашинного обмена.

Авторы: Горохов А., Акимов М.Ю, Gorokhov A.Y, Akimov M.Y

Выбор управляющих воздействий устройств автоматического ограничения перегрузки оборудования в изолированной энергосистеме

В ближайшее время существует вероятность выделения на изолированную работу некоторых электроэнергетических систем (ЭЭС), работающих в настоящее время синхронно с ЕЭС России. Данное обстоятельство приводит к необходимости пересмотра принципов и задач противоаварийного управления (ПАУ) в указанных энергосистемах. Одной из таких задач является определение способов ликвидации недопустимых токовых перегрузок электрооборудования, которая осуществляется устройствами автоматического ограничения перегрузки оборудования (АОПО).

Авторы: Лисицын А.А, Андранович Б.В, Курилкин А.И, Сорокин Е.В

Адаптивная система специальной автоматики отключения нагрузки как элемент smart grid

В сложившемся на данный момент представлении о внедряемых технологиях Smart Grid [1] можно утверждать только то, что данные технологии должны повышать качество предоставляемых услуг конечному потребителю и обеспечивать разумное использование энергоресурсов и оборудования. Этот признак позволяет в полной мере отнести адаптивные системы специальной автоматики отключения нагрузки (САОН), предлагаемые нами к реализации в энергосистемах, к элементам технологии Smart Grid.

Авторы: Данилов М.В, Ландман А.К, Петров А.Э

Реализация защиты от двойных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью

В статье описан алгоритм и реализация защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью. Алгоритм работы защиты предполагает посредством заземляющего устройства искусственный перевод однофазного замыкания на землю в двойное замыкание. Такое решение, помимо надежной работы защиты, позволяет реализовать функцию определения места повреждения ОЗЗ по параметрам аварийного режима. Защита реализована на базе микропроцессорного устройства серии ТОР-300 производства компании «Исследовательский центр "Бреслер"»

Авторы: Ефремов В.А, Воронов П.И, Алексенко С.А, Alexenko S.A, Lastovkin V.D