WAMS Эрчимхүчнийсистемийнөргөнхүрээт ......PMU –Phase measurement unit Синхронизированные векторные измерения (СВИ

WAMS - Эрчим хүчний системийн өргөн хүрээт

хяналтын систем

Москва хотын эрчим хүчний их сургуулийн

Реле хамгаалалт болон ЭХС –ийн

автоматикийн тэнхим, доктрант

Болор Эрхэмзаяа

WAMPAC - Шилжилтийн горимын хяналт мэдээлэл,

хамгаалалт, автомат удирдлагын цогц систем

Болор

Эрхэмзаяа

• 2001-2006 онд ОХУ –н Москва хотын Эрчим хүчний Их сургуулийг реле хамгаалалт автоматикийн баклавр

инженер;

• 2010-2011 онд Москва хотын Эрчим хүчний Их сургуулийг магистр зэргээр тус тус суралцаж төгссөн;

• 2016-2017 онд Удирдлагын Академи “Төрийн захиргааны менежмент” баклавр;

• 2017 оноос Москва хотын Эрчим хүчний Их сургуулийн доктрант.

Мэргэжилийн талаар суралцсан байдал:

• 2009,2014,2015 онд тус тус БНХАУ –ын Шанхай хотод микропроцессорны реле хамгаалалт автоматикийн

чиглэлээр суралцаж мэргэжил дээшлүүлсэн;

• 2011 онд ОХУ –ын Чебоксары хотод цахилгаан инженерийн чиглэлээр мэргэжил дээшлүүлэх сургалт;

• 2013 онд ХБНГУ -ын улсын Дигсайлент фирмийн системийн тогтворжилтын тооцоолох сургалт;

• 2015 онд ОХУ-ын Новосибирск хотноо Новосибирскийн техникийн шинжлэх ухааны төвд Монгол улсын эрчим

хүчний системийн тогтворжилтын талаар сургалтанд хамрагдсан.

Суралцсан байдал:

Ажилласан байдал:

2008 -2017 хооронд (одоогийн) ЦДҮС ТӨХК –д

• 2008 онд РХХТА –нд монтёр;

• 2008 – 2011 онд РХХТА-нд нийлмэл реле хамгаалалт автоматикийн инженер;

• 2011-2012 онд РХХТА –д ахлах инженер;

• 2011-2013 онд Үйлдвэр техникийн хэлтсийн ахлах инженер;

• 2013-2017 онд Реле хамгаалалт автоматикийн хэлтсийн ахлах инженер.

Агуулга

ЭХЯ –аас салбарыг УХААЛАГ ЭРЧИМ ХҮЧ болгох жилийн хүрээнд:

Шилжилтийн горимын хяналт мэдээлэл, хамгаалалт, автомат

удирдлагын цогц систем WAMPAC System тухай;

Олон улсын туршлага бүтэц зохион байгуулалт;

WAMPAC System тухай;

WAMSystem онцлог, давуу талууд, үр ашиг;

Монгол улсын эрчим хүчний системд WAMS хэрхэн үүсгэх;

Дүгнэлт.

Шилжилтийн горимын хяналт мэдээлэл, хамгаалалт,

автомат удирдлагын цогц систем WAMPAC System

PMU – Phase measurement unit

Синхронизированные векторные измерения (СВИ)

Синхрончлогдсон вектор хэмжигдхүүн

PMUХамгийн багадаа 20 мс хугацаанд векторхэмжилтийн өгөгдөлийн хэмжилт хийнэ.Өгөгдлүүдийг GPS болон ГЛОНАССхиймэл дагуулын тусламжтайгаар 1 мкснарийвчлалтайгаар синхрон хүлээн авчхарьцуулан ажиллана.

SCADA/EMS

Хэвийн горимын хяналтын систем 1-10

хүртэлх секундын хооронд мэдээлэл авдаг.

Мэдээллүүд хугацааны хувьд синхрон бус.

Fault recordingАваарийн үеийн параметруудыг бүртгэх

систем. Аваарийн өмнөх 5 секунд болон (U2,

3U0) –н өгөгдсөн тавилын дагуу аваарийн

үеийн 10 сек хүртэл бичих. Цахилгаан

соронзон орны шилжилтийн процессыг

бичих.

SCADA

WAMS

Fault recording

WAMSystem нь эрчим хүчний системийн динамик өөрчлөлтийн

шинж чанарыг хянах орчин үеийн аргачлал юм.

PMU

IEEE C37.118.2-2011. стандартын дагуу:

• Давтамж – ± 0,001 Гц

• Өнгийн алдаа – ± 0,05o

• Хувьсах гүйдлийн хүчдэлийн утга – ± 0,1%

• Хувьсах гүйдлийн хүч– ± 0,2 %

• Бодит болон хуурмаг чадал– ± 0,25 %

СТО 59012820.29.020.011-2016

Шилжилтийн процессийг хянах системд

тавигдах шаардлага

СТО 59012820.29.020.001-2019

WAMS ерөнхий архитектур

PMU PMU PMU …

GPS (ГЛОНАСС)

Төв удирдлага

C37.118

Мэдээ мэдээллийг

дамжуулах суваг

PDC сервер

СТО 59012820.29.020.003-2018

PMU -гийн синхрон хэмжилтийн вектор

өгөгдлүүдийг хадгалах төхөөрөмжинд

тавигдах шаардлага

Хиймэл дагуулын системийн тусламжтайгаарцагийн синхрончлогдсон цахилгаан эрчимхүчний горимын параметуудын вектор болонскаляр (бодит тоон утга) хэмжилтийн нэгдлийг

ЦАГААР СИНХРОНЧЛОГДСОН ВЕКТОРХЭМЖИГДХҮҮН гэнэ

WAMSystem онцлог, давуу талууд, үр ашиг

Шуурхай ажиллагаа – диспетчерийн

Удирдлагын түвшинд

Аваарийн дараах шинжилгээ

Динамик тооцооны загварчлалыг

баталгаажуулах

Синхрон савлалтыг илрүүлэх

Генераторын өдөөлтийн системийн

ажиллагааг хянах

Системийн горимын ажиллагаанд үнэлэлт

дүгнэлт

Монгол улсын нэгдсэн ЭХС –ийг динамик

процессыг харах

Шуурхай ажиллагаа – диспетчерийн

ба автомат удирдлагын түвшинд• Тогтворжилт болон савлалтыг хянах

• Тоноглол болон ЦДАШ параметруудыг

тооцоолох

• Цахилгаан дамжуулах горимын ажиллагааг

өнцгүүдийн тусламжтай удирдах

• Систем тусдаа горимд ажиллах үеийг

хянах

• Хүчдэлийн тогтворжилтыг хянах

• Аваарь эсэргүүцэх автоматикийн

байгууламжийг шинэчлэх

• Генераторуудын хурд болон өнцгийн

өөрчлөлтийг хэмжих

Тухайн объектын түвшинд ашиглах боломжууд

• Тохируулгын систем болон тоноглолуудын

горимын ажиллагаанд аваарийн дараах дүгнэлт

шинжилгээ хийх

• Генераторуудын горим ажиллагааг хянах

• Нам давтамжийн хэлбэлзэлийг хянах (бодит

чадлын синхрон савалтыг хянах)

• Өдөөлтийн системийн ажилгааг дүгнэх

• Генератруудын горим ажилгаанд статик дүгнэлт

өгөх

• Сүлжээний тоноглолуудын горим ажилгааг хянах

• Жигд бус ажилгааны горимыг илрүүлэх

• Хүчний трансформатруудын (АТ) РПН-ны

төхөөрөмж болон хүчдэлийн

трансформатруудын хяналт

• Ашиглалтын үеийн тоноглолуудын хязгаарын

мэдээллийг шуурхай ажиллагааны ажилтанд

анхааруулах

• Бодит хугацаанд тухайн горимын хийгдэж буй

хэмжилтийг (тоолуур нэгдсэн сүлжээ, HMI)

автоматаар баталгаажуулна

• Шуурхай ажиллагааны ажилтанг системийн

горим ажилгааны тухай шаардлагатай

мэдээллээр дэмжиж ажиллана

ОХУ –ын СМПР туршлага бүтэц зохион байгуулалт

ОХУ-ын нэгдсэн ЭХС –д СМПР

нэвтрүүлсэн байдал

2005 оноос PMU ашиглаж эхэлсэн

2006-2009 оны хооронд өөрийн эх орны

үйлдвэрүүдэд PMU буюу УСВИ

төхөөрөмж болон PDC буюу КСВД

үйлдвэрлэж эхэлсэн.

2006-2010 онуудад 32 объект дээр

СМПР системийг нэвтрүүлсэн

2008-2010 хооронд СМПР системийг

бүтээх бий болгох төслийг хэрэгжүүлэн

2011 оноос хойш нэгдсэн ЭХС

ашиглалтад нэвтрүүлж эхэлсэн.

ОХУ-ын нэгдсэн ЭХС –д СМПР

нэвтрүүлэх чиглэлээр ажилласан

Гадны мэргэжилтэнүүдтэй хамтран

ажилласан: VLPGO/GO-15 , СIGRE, BPA,

Virginia University, PJM, CAISO, OSIsoft, etc

ОХУ –ын судалгаа шинжилгээний төв болон

үйлдвэрлэгч фирм:(НТЦ ЕЭС, ИСЭМ РАН,

ЭСП), техническими университетами (МЭИ,

УПИ) и компаниями-производителями

оборудования (РТСофт, Прософт-Системы,

Парма, ИЦ ЭнергоСервис, АльтероПауэр)

Бусад улсуудын бүтэцийн зохион байгуулалт

2008 онд Эстони улсад ОХУ –ын «ПАРМА»

компании PMU «ARBITER 1133A» ашиглан

Словения улсын «ELPROS» фирмийн

«WAProtector»

программ хангамж ашиглан WAMS хийсэн. Энэ

захиалагчийн хүсэлтээрPDC байхгүй шийдлээр хийсэн

Манай ЭХС –д

ашиглагдаж байгаа

маш болон IED буюу

МП баазтай РХАБ

байна иймд PMU

байна

Олон улсын туршлага бүтэц зохион байгуулалт

WAMSystem харах бололцоотой

WAMS нь цагаар синхрончлогдсон вектор

хэмжигдхүүн тусламжтайгаар систем суурилагдсан

үүсвэрүүдийн зэрэгцээ ажиллагааг бүрэн хяна

ажиллах бололцоотой

Генераторын тохируулгын систем

Өдөөлтийн системийн ажиллагааг бүрэн хянах

Хүчдэлийн тогтворжилт ханган, горимын

хүчдэлийг тохируулах. Хүчдэлийн утга

зөвшөөрөгдсөн түвшинг давсан буюу буурах үед

мэдээлнэ.

Системд болж байгаа динамик өөрчлөлтүүдийг

нийт газар зүйн байрлалаар харуулах

Цахилгаан станцын генераторуудын АРВ

параметруудыг тохиргоо сайжруулан тайвшруулах

чадварыг өгсгөх бололцоотой

WAMS

WAMS нь СВХ тусламжтайгаар системийн хэмжээнд бүхэлд нь үүсч болох бүхий л нам

давтамжийн хэлбэлзлийг тасралтгүй хянаж байдаг. Үүсч буй хэлбэлзлийн бодит хугацаанд

хэмжээ, үүссэн шалтгааныг олох, мөн хэр тогтвортой байгаа зэрэг бүхий л мэдээллийг

(манайхаар ДҮТ) мэдээллэнэ.

ДҮТ хэмжээнд:

• эрчим хүчний системийн хяналт -

ажиглалт,

• технологийн зөрчил,

• Реле хамгаалалт автоматикийн

ажиллагаанд үнэлгээ өгөх

• Ашиглалтын үед тоноглолуудын

ажиллагааг хянах

• томоохон сэлгэн залгалтын үед

андуурах, будлих

Онлайн горим: Нэгдсэн байдлаар

• Шаардлагатай чухал цэг

хэсгүүдийн ачааллыг хянах

тохируулах хоёр төгсгөлийн

өнцгийг хэмжсэнээр.

• ОХУ-Монгол улсын МДП хянах

тохируулах бололцоотой

• НДХ –ийн үүсвэр шалтааны хамт

• Горим ажиллагаанд үнэлэлт өгөх

• Хүчдэлийн тогтворжилт болон

ачааллыг хянаж

Офлайн горим: Бие даан ажиллах

• Тооцооллын моделийг

баталгаажуулах

• Горимын байдал түүнд үнэлт

дүгнэлт өгөх

• Статик болон динамик

тогтворжилтын тооцооны

өгөгдлийг тодруулан ашиглах

• Системийн тохируулгуудын

ажиллагааны уялдааг дүгнэх

• ЦДАШ –ын гэмтлийн төрөл, зай

• Тооцонд ашиглагдах систем

бүрдүүлэгч цахилгаан

тоноглолуудын орлуулгын

схемийн өгөгдлүүдийг тодруулан

ашиглах

• Технологийн болон шуурхай

ажиллагааны ажилтан

диспетчеруудыг тоноглуудын

ашиглалтын талаарх мэдээллээр

хангах бололцоотой ажиллана.

Объект болгон дээр

хэмжилтүүдийг байрнаас

шаардлага гарсан

Мэдээ мэдээлэл дамжуулах

сүлжээ доголдсон үед PDC

хэмжигдэж байгаа бүхий л

мэдээллүүдийг байрнаас

цуглуулж хадгална.

WAMS нам давтамжийн хэлбэлзэл

WAMS нь СВХ тусламжтайгаар системийн хэмжээнд бүхэлд нь үүсч болох бүхий л нам

давтамжийн хэлбэлзлийг тасралтгүй хянаж байдаг. Үүсч буй хэлбэлзлийн бодит хугацаанд

хэмжээ, үүссэн шалтгааныг олох, мөн хэр тогтвортой байгаа зэрэг бүхий л мэдээллийг

(манайхаар ДҮТ) мэдээллэнэ.

Хэлбэлзэл үүсгэсэн шалтгаан Стандарт хэлбэлзлийн давтамж, Гц

Үүсвэр генераторуудын удирдлагын автоматик, цахилгаан станцын

хурдны тохируулга0,01-0,15

Ачааллын горимоос хамаарсан систем хоорондын бодит чадлын савлалт

(томоохон хэрэглэгч тасрах, эсвэл генератор тасрах)

(Давтамжаар болон хүчдэлээр) тааламжгүй ачааллын горимоос

шалгаалан хэлбэлзэнэ

0,15-1,0

Роторын өнцгийн хэлбэлзэл 0,6-1,5

Генераторын өдөөлтийн тохируулгын алдаа 1,0-15,0

Турбогенераторуудын голд савлалт үүсэх 5,0-45,0

Цахилгаан станцын 0,57-0,67 Гц НДХ үүсч, НДХ үүсгэсэн шалтгааныг олж устгасан байдлын дүн шинжилгээ.

WAMSystem нэвтрүүлсэнээр систем хэрхэн ажилласан байдлаар

Багтаамжийн хүчдэлийн трансформаторын

гэмтлийг илрүүлсэн

Дээрхи зургаас хархад СВХ тусламжтайгаар

хүчдэлийн трансформаторын хэлхээнд

хүчдэлийн хэлбэлзэл хонгийн дотор 4 удаа

ХТ татгалсаныг илрүүлсэн. Энэ асуудал нь

ашиглалтын хугацаа дууссан багтаамжийн

хүчдэлийн трансформаторын конденсатор

татгалсан нь ХТ буудах задрах гол

шалтгаан болдог.

Дээрхи шалтгааныг мэдсэнээс хойш

хамгийн боломжит бага хугацаанд

ашиглалтын хугацаа дууссан ХТ солих

ажил хийгдсэн байна.

Генераторын хяналт: Генераторын ажиллагааны бодит

чадлын савлалт зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс гарсан

ОЭС Восток шуурхай ажиллагааныхан СВХ

тусламжтайгаар БУРЕЙСКАЯ ГЭС –ийн ГА-4 дээр

0.47 Гц нам давтамжтай хэлбэлзэл, 7МВт бодит

чадлын амплитудтай үүсч байгааг илрүүлсэн.

Үүссэн нөхцөл байдлыг тухайн ГЭС болон ОАО

“Силовые машины” хамтран шалгаж, туршилтын үр

дүнд ГА-4 Бурейской ГЭС ажиллах хязгаарыг 70-140

болон 190-220 МВт

ОХУ –ын эрчим хүчний салбарт WAMS хөгжүүлэх талаар норм-

дүрмийн бичиг баримт

Разработка нормативно-техническои документации в области развития системы мониторинга переходныхрежимов 17

Национальныи стандарт РФ ГОСТ Р 55105-2012 «Единая энергетическая система и изолированно работающие

энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Автоматическое противоаварийное управление режимами

энергосистем. Противоаварийная автоматика энергосистем. Нормы и требования»

2012г

Разработка Стандартов организации:

СТО «Релейная защита и автоматика. Устройства синхронизированных векторных

измерений.Нормыитребования»(включаяМетодику сертификационных испытаний УСВИ)2016г

СТО «Релейная защита и автоматика. Концентраторы синхронизированных векторных данных. Нормы и требования»

(включая Методику сертификационных испытаний КСВД)2018

СТО «Релейная защита и автоматика. Система мониторинга переходных режимов. Нормы и требования»

(план – 2018 год)

На стадии согласования:

Приказ Минэнерго «Требования к оснащению линий электропередачи и оборудования объектов электроэнергетики классом

напряжения 110 кВ и выше устройствами и комплексами релейнои защиты и автоматики и принципам функционирования

устройств и комплексов релейнои защиты и автоматики»

2018

планируется разработка Национального стандарта «Релейная защита и автоматика. Система мониторинга

переходных режимов. Нормы и требования»2019

Начало процесса сертификации УСВИ и КСВД

СТО 59012820.29.020.003-2018

Требования к концентраторам синхронизированных векторных

данных

СТО 59012820.29.020.001-2019

Системные вопросы создания системы мониторинга переходных режимов

СТО 59012820.29.020.011-2016

Требования к устройствам

синхронизированных векторных измерений

WAMS

ЧДА (частотно-делительная автоматика) давтамжийнбууралтаар тусгаарлах, тусгаарлагдсан горимдажиллах.

АВСН (автоматика выделения на собственные нужды ивыделение нагрузку)

Дээрхи автоматикийн байгууламжууд нь тухайнсистемийн чадамж, бүхий л холболтын горимажиллагааны мэдээлэл, ачаалал дээр хийгдсэнтооцооллын дагуу ажилладаг автоматик юм.

1D (ЧДА) 2D (АВСН) 3D ( WAMPAC)

Рентген MRI

WAMS –д цахилгаан станцын генераторууд болон дэд станцуудыг хэрхэн холбох ерөнхий бүтэц

Ерөнхий бүтэцЦахилгаан станцын генераторуудын өдөөлтийнсистемийн болон дэд станцыг холболтын бүтуц

ДҮТ

ЦДҮСДЦС

WAMS WAMPAC system

Эрчим хүчний системийнажиллагааны горимынпроцессыг хянах бололцоогнэгдсэн иж бүрэн хяналтынсистемээр хангах

Аваарь эсэргүүцэхавтоматикийн

удирдлагын аваарийнүед автомат алгоритм

болгох

>

&

1ТУ

>

&

1ТУ

>

&

1ACT

Алгоритмы ПАА

ЕЭС России

ЕЭС Монголии

ДарханЭрдэнэт

Улаанбаатар

Багануур

!

!

!

U

t

P!!!

ХяналтНүдэгд

харагдах

Архив

ХЯНАЛТ

WAMS

Хяналт Нүдэгд харагдах

Архив

WAMPAC

WAMS

- мониторинг ПС 220 кВ

- мониторинг и АВСН объектов генерации

ЕЭС России

ЕЭС Монголии

ДарханЭрдэнэт

Улаанбаатар

Багануур

Cущ. шкаф РЗА в ОПУ

FE [IEEEC37.118.2, FTP]

Оборудование связи

(существующее)

ПС 220кВ «Дархан»

PMU РП4.12

Cущ. шкаф РЗА в ОПУ

FE [IEEEC37.118.2, FTP]

Оборудование связи

(существующее)

ПС 220кВ «Улаанбаатар»

PMU РП4.12

Cущ. шкаф РЗА в ОПУ

FE [IEEEC37.118.2, FTP]

Оборудование связи

(существующее)

ПС 220кВ «Багануур»

PMU РП4.12

Оборудование связи

(существующее)

t

δ

t

δ

АРМ WAMS №M(web-клиент)

АРМ WAMS №1(web-клиент)

...

Сервер WAProtector (специализированной SCADA

векторных измерений)

НДЦ ЕЭС Монголии

Существующие каналы передачи данных

...

Чойр

Выделенный район

ЭРЧИМ ХҮЧНИЙ МЭДЭЭ МЭДЭЭЛЭЛ

ДАМЖУУЛАХ БИЕ ДААСАН ХОЛБООНЫ

СҮЛЖЭЭТЭЙ БОЛОХ

УХААЛАГ ЭРЧИМ ХҮЧ

Өнөөгийн орчин

үеийн Эрчим хүчний

систем

УХААЛАГ ЭРЧИМ

ХҮЧ

Автоматжуулалт

Хүний оролцоогүй стандарт алгоритм (дараалал)

хялбарчласан үйлдэл

Мэдээ мэдээлэл

Системийн тоноглолуудын ерөнхий

байдал, параметруудын хяналт. Мэдээ,

мэдээлэл дамжуулах хурд болон

эзэлхүүнийг нэмэгдүүлэх. Удирдлагад

ашиглах найдвартай холбооны

сүлжээтэй болох.

Үйлдвэрлэлийн нөөцийг

шинэчилэх

Өргөн хүрээнд эрчим хүчний

төхөөрөмжүүдийг шинэчилэх

(цахилгаан сүлжээний, эх

үүсвэрийн, хэрэглэгчийн)

Ухаалагжуулалт

Шийдвэр гаргахад зөвхөн

тухайн нөхцөлөөс хамаарах

бус урьдчилан таамаглал

мөн хуримтлагдсан

туршилга бүрийг тооцох

Удирдлагийн системын

шинэчилэлт

технологийн процес болон

зах зээлийн үйлдлүүдийг

бүхийл түвшинд

хэрэгжүүлэх

Некоторые иллюстрации текущего состояния ПА Монголии

Системные возмущения (12.09.2018):

по осциллограмме с РЧН-100 (ТЭЦ-2) видно, что энергосистема нестабильна. В ней постоянно происходят снижения частоты, что и привело через 3 дня к аварии. Причины снижения – предположительно возникновение небаланса в энергосистеме, что в свою очередь приводит к качаниям.

Осциллограмма от 12.09.2018: видно, что частота падает до 48,637 Гц и потом после разгрузки увеличивается до 50,31 Гц

Кафедра релейной защитыи автаматизации энергосистем (РЗиАЭ)

Кафедра релейной защиты и автоматизацииэнергосистем (РЗиАЭ) готовит специалистов в областирелейной защиты и автоматизации, необходимой дляподдержания нормального функционированияэлектроэнергетических систем

Кафедра ведет подготовку магистровпо следующим программам:•Интеллектуальные системы защиты, автоматики и управления энергосистемами;•Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем.

Ашигласан материал

1. Жуков А.В., Конференция по ознакомлению субъектов электроэнергетики с

технологическои деятельности АО «СО ЕЭС» 23 октября 2018 года, г. Москва

2. Жуков А. В., Дубинин Д. М., Опалев О. Л. Результаты идентификации источников

низкочастотных колебаний в ЕЭС России по данным СМПР // Международная

молодежная научно-техническая конференция «Электроэнергетика глазами

молодежи-2016». Казань, 2016

3. Сулимов Д.В., Решения для WAMS, ООО ПАРМА г. Санкт – Петербург

4. Ч. Амарсанаа., Нэгдсэн сүлжээний технологи удирдлагын систем, 2019 он

Улаанбаатар хот

Утас: (+976) 99083690

Цахим хаяг: [email protected]

FB: Bolor Erkhemzaya

АНХААРАЛ ХАНДУУЛСАН ТА

БҮХЭНД БАЯРЛАЛАА