В ЕЭС России и технологически изолированных территориальных электроэнергетических системах осуществляется непрерывное регулирование электроэнергетического режима по частоте и перетокам активной мощности с целью поддержания частоты в пределах, определенных требованиями нормативно-технической документации, и поддержания перетоков активной мощности в контролируемых сечениях в пределах максимально допустимых значений.
В первой синхронной зоне ЕЭС России, включающей в себя Европейскую часть России, Урал и Сибирь, обеспечивается поддержание:
- квазиустановившихся (усредненных на 20-ти секундном временном интервале) значений частоты в пределах (50,00±0,05) Гц при допустимости нахождения значений частоты в пределах (50,0±0,2) Гц с восстановлением частоты до уровня (50,00±0,05) Гц за время не более 15 мин.
Во второй синхронной зоне ЕЭС России, включающей в себя ОЭС Востока, технологически изолированных территориальных электроэнергетических системах (энергосистемы Сахалина, Камчатки, Магаданской области, Норильска и др.), а также в первой синхронной зоне ЕЭС России при ее работе в вынужденном режиме, обеспечивается поддержание:
- квазиустановившихся значений частоты в пределах (50,0±0,2) Гц не менее 95% времени суток без выхода за величину (50,0±0,4) Гц.
Процесс регулирования частоты в энергосистеме
Задача регулирования частоты в энергосистеме подразделяется на три взаимосвязанные задачи:
- первичное регулирование частоты, обеспечивающее объединенными усилиями всех электростанций стабильность частоты, т.е. удержание отклонений частоты в допустимых пределах при нарушениях баланса активной мощности в любой части объединения и по любой причине, включая аварийные изменения мощности; отличаясь быстродействием, оно первым реагирует на любое изменение частоты;
- вторичное регулирование, обеспечивающее восстановление нормального уровня частоты и плановых режимов обмена мощностью между энергосистемами;
- третичное регулирование, под которым (в рамках регулирования частоты) можно понимать перераспределение резерва первичного или вторичного регулирования, или восстановление использованного резерва вторичного регулирования, т.е. поддержание постоянной эффективности первичного и вторичного регулирования.
На рисунке ниже показан процесс регулирования частоты в ЕЭС после возникновения в энергообъединении внезапного дефицита активной мощности.
На I стадии процесс изменения и установления частоты определяется первичным регулированием. Последнее, отличаясь массовостью (в нем участвует большинство электростанций и потребителей энергообъединения), способно с максимальным быстродействием остановить снижение частоты (dfmax – максимальное отклонение частоты, dfпр–отклонение частоты после действия первичного регулирования) и удержать частоту до вступления в действие более медленного вторичного регулирования. В увеличении эффективности первичного регулирования - одно из главных преимуществ параллельной работы; именно по этой причине большое энергообъединение обеспечивает более стабильную частоту.
Установившийся режим первичного регулирования наступает примерно через 30 секунд. Отклонение частоты при этом зависит от величины первоначального дефицита и от эффективности первичного регулирования. Стадия продолжается 2-5 минут, до вступления в действие вторичного регулирования. В течение этого времени частоту удерживают электростанции первичного регулирования.
На II стадии производится оперативное (действиями диспетчера) либо автоматическое вторичное регулирование. При этом электростанции вторичного регулирования постепенно восстанавливают нормальные частоту и перетоки мощности, а электростанции первичного регулирования возвращаются к исходной нагрузке. Стадия продолжается 5-10 минут и заканчивается восстановлением нормальной частоты. Автоматическое вторичное регулирование осуществляется с использованием Центральной координирующей и централизованных систем автоматического вторичного регулирования частоты и перетоков мощности (ЦКС/ЦС АВРЧМ).
Следующая за второй третья стадия характеризуется нормальными параметрами режима. Однако на этой стадии диспетчерский персонал должен позаботиться о восстановлении истраченного на II стадии вторичного резерва с тем, чтобы быть готовым к последующему его использованию. Это делается в порядке третичного регулирования путем перераспределения мощности между электростанциями вторичного и третичного регулирования. Первичный резерв по завершении II стадии обычно полностью восстанавливается автоматически и должен быть готов к последующему использованию.
Для регулирования частоты и перетоков активной мощности Системный оператор обеспечивает:
- определение областей регулирования;
- задание резервов нормированного первичного, вторичного и третичного регулирования при планировании электроэнергетического режима;
- определение требований к генерирующему оборудованию различного типа для его участия в нормированном первичном и автоматическом вторичном регулировании;
- определение контролируемых сечений, в которых требуется ограничение перетоков активной мощности (с определением для них значений максимально допустимых перетоков), и/или контролируемых сечений (сечений), в которых требуется регулирование перетоков активной мощности;
- определение структуры и функций ЦС (ЦКС) АРЧМ в операционных зонах соответствующих диспетчерских центров;
- координацию действий субъектов электроэнергетики по созданию ЦС (ЦКС) АРЧМ в операционных зонах соответствующих диспетчерских центров и координацию эксплуатации ЦС (ЦКС) АРЧМ на объектах электроэнергетики в части оперативного обслуживания;
- координацию действий субъектов электроэнергетики по созданию в операционных зонах соответствующих диспетчерских центров систем мониторинга участия генерирующего оборудования в первичном и вторичном регулировании;
- эксплуатацию управляющих вычислительных комплексов ЦС (ЦКС) АРЧМ и систем мониторинга участия генерирующего оборудования в первичном и вторичном регулировании, установленных в диспетчерских центрах.
