По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.314

Использование детализированных математических моделей релейной защиты для решения проблемы их адекватной настройки

Андреев М. В. канд. техн. наук, зав. лабораторией, доцент, Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Боровиков Ю. С. д-р техн. наук, профессор, проректор по образовательной деятельности, Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Гусев А. С. д-р техн. наук, доцент, профессор, Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Сулайманов А. О. канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой, Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Представлены фрагменты продолжающегося проекта изучения возможности настройки защит с использованием их детализированных моделей, учитывающих особенности конкретных РЗ и процессы в ИП.

Литература:

1. Мировая энергетическая статистика. Ежегодник 2016. Доступ: https://yearbook. enerdata.ru.

2. Сайт Института проблем естественных монополий. Доступ: http://ipem.ru/news/ publications/630.html.

3. K. Jennett, F. Coffele, and C. Booth, Comprehensive and quantitative analysis of protection problems associated with increasing penetration of inverter-interfaced DG, in Proc. 2012 Developments in Power Systems Protection (DPSP 2012) Conf. PP. 1–6.

4. Кузьмичев В. А., Коновалова Е. В., Сахаров С. Н., Захаренков А. Ю. Ретроспективный анализ работы устройств РЗА в ЕНЭС // Релейная защита и автоматизация. – 2012. – № 1 (06). – С. 60–65.

5. J. Sykes, V. Madani, J. Burger, M. Adamiak, and W. Premerlani. Reliabilty of protection systems (what are the real concerns), in Proc. 2010 Protective Relay Engineer Conf. – PP. 1–16.

6. V. I. Gurevich. Problems of estimation of reliability of relay protection, Electricity. 2011. – Vol. 2. – PP. 28–31,

7. G. H. Kjolle, J. Heggset, B. T. Hjartsjo, and H. Engen. Protection system faults 1999–2003 and the influence on the reliability of supply, in Proc 2005 IEEE St. Petersburg Power Tech Conf. – PP. 1–6.

8. Холл Д., Уатт Д. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений: пер. с англ. / Под ред. А. Д. Горбунова. – М.: Мир, 1979. – 312 с.

9. Бабушка И., Витасек Э., Прагер М. Численные процессы решения дифференциальных уравнений: Пер. с англ. / Под ред. Г. И. Марчука. – М.: Мир, 1969. – 368 с.

10. Вержбицкий В. М. Численные методы (математический анализ и обыкновенные дифференциальные уравнения). – М.: Высш. шк., 2001. – 382 с.

11. L. G. Perez, A. J. Flechsig, and V. Venkatasubramanian. Modeling the protective system for power system dynamic analysis, IEEE Transactions on Power Systems. 1994. – Vol. 9 (4). – PP. 1963–1973,

12. Зинченко В. Ф. Нелинейные процессы в реле максимального тока // Электрические станции. – 2003. – № 3. – C. 56–58.

13. Q. Hong; A. Dyśko; C. D. Booth; V. M. Catterson; S. M. Blair; T. Rahman. Translating proprietary protection setting data into standardised IEC 61850 format for protection setting validation // Developments in Power System Protection (DPSP 2014), 12th IET International Conference on, 2014. – PP. 1–6.

14. Ершов Ю. А., Малеев А. В. Моделирование микропроцессорных релейных защит в среде MATLAB // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. – 2010. – Т. 3. – № 2. – С. 220–228.

15. A. Dysko; A. McMorran; G. M. Burt; G. Ault; J. R. McDonald. Web services based distributed dynamic protection system simulation and testing // Developments in Power System Protection, 2004. Eighth IEE International Conference on, 2004, pp. 760-763.

16. A. M. Carter, D. C. Humphreys, A. Dysko, and J. R. McDonald, Practical use of a dynamic protection modelling system, in Proc. 2001 Developments in Power Systems Protection (DPSP 2001) Conf. – PP. 391–394.

17. Андреев М.В., Рубан Н.Ю., Гордиенко И.С., Боровиков Ю.С., Гусев А.С., Сулайманов А.О. Всережимное математическое моделирование релейной защиты электроэнергетических систем // Монография / М.В. Андреев, Н.Ю. Рубан, И.С. Гордиенко и др.; Томский политехнический университет. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2016. – 180 с.

18. M. V. Andreev, A.O. Sulaymanov, A.S. Gusev. Simulation of differential protections of transformers in power systems, IET Conference Publications, Volume 2016, Issue CP671, 2016.

Согласно статистическим данным энергопотребление в мире стремительно увеличивается и за последние 15 лет прирост составил 50%. Что касается нашей страны, то в соответствии с данными Росстата рост потребления электроэнергии в среднем составляет 1,5% в год, а общий прирост за последние 10 лет – 18% [1–3]. Следует отметить, что предпосылок к снижению этих цифр нет, ввиду увеличения населения планеты, а это в свою очередь приводит к логичному выводу о том, что наращивание генерируемых мощностей будет также продолжаться. В итоге, современная электроэнергетическая система (ЭЭС), которая уже на сегодняшний день представляет собой сложную, динамическую, многопараметрическую и нелинейную систему, станет еще сложнее. Защита ЭЭС в настоящее время является одной из приоритетных задач электроэнергетической отрасли ввиду чрезвычайной сложности ее решения в указанных условиях. Ситуация усугубляется за счет современной мировой тенденции, связанной с увеличением доли распределенной генерации и активным внедрением возобновляемых источников энергии: согласно планам Евросоюза, в частности, доля распределенной генерации к 2020 г. будет 20%, а к 2050 – 80–95%. В соответствии с существующим прогнозом суммарная генерируемая мощность источников, работающих на энергии ветра и солнца, выросла за последние 15 лет с 17 до 423 ГВт и с 1,3 до 230 ГВт соответственно. Сложность решения обозначенной задачи, в частности, подтверждается мировой статистикой аварийности в ЭЭС, согласно которой 25% [4–7] тяжелых системных аварий приходится на неправильные действия релейной защиты (РЗ) и автоматики. Более подробный анализ статистических данных позволил сделать заключение о том, что в среднем от 20 до 30% ситуаций, связанных с неправильным действием РЗ, обусловлены ошибками в уставках и настройках РЗ. Четкая тенденция к снижению этого показателя не прослеживается и в целом крайне сомнительна, а его существование определяется двумя взаимосвязанными факторами:

1. Использование неполной и в некоторых случаях малодостоверной информации о режимах и процессах в ЭЭС при расчете уставок РЗ.

Для Цитирования:
Андреев М. В., Боровиков Ю. С., Гусев А. С., Сулайманов А. О., Использование детализированных математических моделей релейной защиты для решения проблемы их адекватной настройки. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2017;7.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: