ССЗ между системами Турции и ENTSO-E - Разработка и реализация

6 РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТА
Реализация логики сброса нагрузки и отключения генераторов основана на значениях со знаками 2P и dΣΡ/dt, количестве линий в работе (две или три межсистемные линии в работе),
коэффициенте небаланса напряжения (U2/U1) и условиях нагрузки системы (высокая/низкая), полученных от Национального Диспетчерского центра Турции с помощью SCADA-системы. В обоих случаях имеется три уровня мощности (со ступенями ~ 400 МВт) частотной разгрузки и отключения генераторов, которые срабатывают в зависимости от заранее заданных пар уставок ΣP и dΣP/dt. Система отключения генераторов рассматривает работающие генераторы и приоритетным является отключение гидрогенераторов, а не теплогенераторов. На рис. 2 показано распределение устройств ССЗ.

Рис. 2: Распределение устройств ССЗ
6.1 Сброс нагрузки
Логика сброса нагрузки состоит из трех заранее заданных ступеней сброса нагрузки, основанных на матрице напряжений нагрузок группы. Выбор группы для сброса нагрузки (выполняется автоматически CCP) основывается на трех парах ΣP и dΣP/dt и на группе(ах), связанных с каждой парой. Для каждого из следующих условий: 3 линии/2 линии в работе, Высокая/Низкая нагрузка имеется три пары (всего 12 пар). Каждая из этих пар задается независимо. На рис. 3 показан процесс сброса нагрузки.

Рис. 3: Процесс сброса нагрузки

1. Сброс генерации

Поставщикам ССЗ удалось осуществить сложные логические функции для отключения блоков генераторов на трех выбранных ГЭС и трех выбранных ТЭЦ. Три заданных пары ΣΡ и dΣΡ/dt определят три желаемых уровня отключения генераторов, которые должны быть произведены в соответствии со следующими приоритетами:

1. Работающие гидрогенераторы будут отключены в первую очередь.
2. Генераторные блоки, нагруженные ниже заданных вручную уровней, будут считаться неработающими (выключатель отключен)
3. Логический контроллер на ПС Хамитабат сначала будет проверен, превышает ли мощность в МВт ГЭТ Ататюрк мощность, которую необходимо сбросить (первый заданный заранее блок или 1+2 заранее заданные блоки или 1+2+3 заранее заданные блоки, как задано контроллером). Если ответ «да», сброс генерации будет произведен полностью на ГЭС Ататюрк (минимум два генератора отключатся). Если ответ «нет», отключатся все генераторы ГЭС Ататюрк. Сброс генерации далее будет производиться на ГЭС Каракая или, в случае, если этого недостаточно на ГЭС Биреджик. Принимается, что произойдет некоторое излишнее отключение генерации.
4. Если отключение ГЭС не достаточно (иногда ночью, все три ГЭС могут быть выведены из работы), логический контроллер будет осуществлять балансировку, отключая блоки ТЭЦ в соответствии со следующими приоритетами:
1. 1 и 2 очередь: одну газовую турбину на ТЭЦ Бурса и, если этого не достаточно, одну газовую турбину на ТЭЦ Гебзе, в соответствии с предустановленными значениями, которые будут заданы TEIAS.
2. 3 и 4 очередь: если сброса генерации трех ГЭС и ТЭЦ из первого маркера не достаточно, отключается одна турбина на ТЭЦ Темелли и, если все еще не достаточно, отключится еще одна турбина на ТЭЦ Бурса в соответствии с предустановленными значениями, которые задаются TEIAS.
3. 5 очередь: если сброса генерации, произведенного ранее все равно не достаточно, дополнительно отключится турбина на ТЭЦ Гебзе в соответствии с предустановленными значениями, которые задает TEIAS.
1. Считается, что блоки, находящиеся в работе на каждой ГЭС и ТЭЦ, нагружены одинаково.
2. В случае если один или более блоков ГЭС Биреджик работают непосредственно на поставки электроэнергии в Сирию, т.е. не подключены к системе Турции, эти блоки будут считаться выведенными из работы (разомкнут выключатель) с ручным вводом операторами ГЭС Биреджик.
3. При пересмотре логики, возможно вручную задать желаемый сброс генерации для каждого из трех блоков в диапазоне от 250 до 500 МВт.

На рис. 4 показан процесс сброса генерации.

1. Используемые устройства

ССЗ построена из порядка 38 (2 резервных) устройств защиты серии UR типа C90, N60, C30 и F35. Роль этих устройств описана ниже.

1. C90-1-5 (и от -6 до -10 работающих, как резервная система): расположены на подстанции Хамитабат. Соответственно отвечают за:

o                     Управление и алгоритм SSOD качаний
o                     Сброс нагрузки
o                     Сброс генерации
o                     Технологический процесс гидроэлектрических блоков
o                     Технологический процесс термоэлектрических блоков

Рис. 4: Процесс сброса генерации

1. N60-1, -2 и -3: это оборудование расположено на ПС Хамитабат (-1 и -2) и Бабаески (­3). Они отвечают за сбор данных и мониторинг межсистемных ЛЭП, соединяющих Турцию с Болгарией и Грецией.
2. N60-4, -5 и -6: расположены соответственно на ПС ГЭС Ататюрк, Каракая и Биреджик. Они отвечают за сбор данных по генерации на станции и передаче команд на сброс генерации генераторам.
3. N60-7, -8 и -9: расположены соответственно на ПС ТЭЦ Бурса, Адапазари и Темелли. Они отвечают за сбор данных по генерации на станции и передаче команд на сброс генерации генераторам.
4. N60-10 и -11, C30-1-5: расположены на подстанции Хамитабат, обеспечивают связь с устройствами N60-4 -9 и F35.
5. F35-1-10: расположены на 10 подстанциях максимум. Они отвечают за передачу команд на сброс нагрузки в нагрузку.

Устройства обладают следующими возможностями: Защита: АЛАР, блокировка при качаниях мощности, защита от понижения и повышения частоты, защита по скорости изменения частоты, чувствительный элемент направления мощности, элементы dP/dt, dU/dt, токовая защита, защита от понижения и повышения напряжения. Управление: Обнаружение разомкнутой фазы, контроль синхронизма, управление программируемой логикой, сложение, вычитание, сравнение, выбор. Связь: Одноранговая связь через Ethernet, Одноранговая связь через SONET, G.704, RS422, C37.94, оптоволоконная связь, Гибкая связь. Архитектура, Телеметрия с 8-мибитным разрешением, отклик на удаленные и локальные данные.
6.4 Реализация GOOSE сообщений по МЭК61850
После того, как требования к ССЗ были установлены, GE разработала концепцию использования МЭК61850 GOOSE для сбора сигналов, которые должны быть обработаны в логическом контроллере (устройства C90Plus). МЭК 61850 GOOSE заключается в быстрой, надежной и имеющей возможность взаимодействовать, как устройство-устройство схеме, которая поддерживает выполнение приложений в реальном времени. Это делает ее применимой для передачи данных критичных ко времени таких, как индикация отключения, блокировки и взаимоблокировки. Критерий МЭК 61850 рассматривает вероятность доставки сообщения за 4 мс через быструю кривую повторной передачи (от момента изменения данных) равной 99,9995% .
Принимая во внимание, что стандарт МЭК 61850 работает по сети Ethernet , его реализация уменьшена до подстанции Хамитабат. Сеть Ethernet на ПС Хамитабат состоит из свитчей GE Multilink ML2400 способных задавать высокий приоритет сообщениям GOOSE МЭК 61850.
Информация, относящаяся к генераторам ГЭС и ТЭЦ, к нагрузкам подстанций расположенным по всей стране и перетоку мощности по межсистемным линиям, передается в ССЗ по наземным оптоволоконным каналам связи по стандарту ITU-T G.703.

Рис. 5: Подробности конфигурации МЭК 61850 GOOSE
Основываясь на механизме издатель-подписчик, МЭК 61850 GOOSE позволяет публиковать любые данные путем применения объектно-ориентированных наборов данных. Все устройства, расположенные на ПС Хамитабат, публикуют и подписываются на необходимую цифровую и аналоговую информацию такую, как состояние гидро- и теплогенераторов, нагрузки и генераторы для отключения, мощность со знаком и дельта мощности и т.д. На рис. 5 показаны подробности конфигурации МЭК 61850 G00SE.