Проектирование сети электропередач

Из-за нерациональной структуры сетей и старения оборудования в существующих магистральных сетях передачи электроэнергии, высокий спроса на мощность и соответствующее увеличение генерации электроэнергии приводит к возникновению проблем с «узкими местами» и эксплуатационными характеристиками. Объединение разобщенных систем создает дополнительные трудности.  Для повышения надежности и эффективности сетей передачи электроэнергии подразделение PTI компании «Сименс» предлагает следующее:

• Концепцию сети с поэтапным планом развития, решающую проблему возрастающей нагрузки и требований к качеству электроснабжения
• Создание модели сети для проведения расчетов установившихся и переходных процессов
• Обзор схем сброса нагрузки
• Концепции распределительных сетей для крупных городов
• Консультирование по обучению и управлению

Новые узлы генерации электроэнергии, например, высокоэффективные газовые или тепловые электростанции, ветровые или солнечные электростанции, должны соответствовать определенным стандартам, изданным операторами систем. Подразделение PTI компании «Сименс» предлагает соответствующие исследования для операторов сетей передачи электроэнергии, операторов электростанций, инвесторов и производителей генерирующих узлов:

• Оценка выполнения правил технической эксплуатации электрических установок потребителей
• Проверка плана развития сети с увеличенной долей генерациии электроэнергии с использованием возобновляемых источников
• ТЭО и исследование объектов, включая расчет режимов, коротких замыканий, ограничений по передаче электроэнергии
• Анализ динамической устойчивости для определения требований к оборудованию, например к системам питания на основе преобразователей
• Исследования переходных процессов (комутационных перенапряжений, разрядов молнии, бросков тока)
• Определение и оптимизация необходимых инвестиций

Каждая энергосистема подвергается воздействию постоянно меняющихся условий, как запланированных, так и непредвиденных. Поэтому анализ устойчивости очень важен для обеспечения надежности электроснабжения и во избежание затрат, связанных с аварийными отключениями. Подразделение PTI компании «Сименс» выполняет детальные исследования стабильности, включая:

• Анализ устойчивости во время переходных процессов, устойчивости угла выбега ротора генераторов, устойчивости по напряжению, устойчивости систем при малых возмущениях и устойчивости по частоте
• Проектирование контроллеров для демпфирования колебаний мощности
• Моделирование и анализ динамического поведения системы с целью определения мероприятий по повышению устойчивости системы
• Определение мероприятий по обеспечению безопасной и надежной работы при высоких нагрузках

Важность линий высокого напряжения постоянного тока, длинных линий электропередачи и вставок постоянного тока значительно возросла по всему миру. Установка ветряных электростанций вдали от побережий требует передачи большого количества электроэнергии на большие расстояния, и решения с переменным током в этом случае невозможны или слишком дороги. Гибридные сети постоянного и переменного тока также применяются в изолированных сетях без традиционных генераторов. Подразделение PTI компании «Сименс» является ключевым партнером при планировании новых видов применения линий высокого напряжения постоянного тока, предоставляя услуги по:

• Оценке и проверке высоковольтных линий постоянного тока в качестве решения для передачи электроэнергии на большие расстояния с анализом режимов и динамической устойчивости
• Оценке решений по обединению систем и повышению их устойчивости
• Анализу влияния на устойчивость частоты и напряжения и определению подходящих стратегий регулирования
• Анализу динамических процессов в изолированных сетях с линиями высокого напряжения постоянного тока в качестве основной системы питания и проверке способности включения из полностью обесточенного состояния 

Последовательная компенсация на линиях электропередачи – экономичный способ увеличения пропускной способности, но он повышает риск подсинхронных резонансов для близлежащих подключенных электростанций. Это может привести к частичному гашению, полному отсутствию или даже усилению колебаний валов генераторов. Подразделение PTI компании «Сименс» предлагает:

• Моделирование и анализ явления подсинхронных резонансов, например посредством анализа собственных значений, методик для определения частотных характеристик и анализа переходного крутящего момента.
• Оценку возможных контрмер, как то:
  - исключение определенной топологии; шунтирующие конденсаторы, сниженная выработка электроэнергии и т.п.
  - замена компонентов вала, трансформатора, последовательных конденсаторов и т.п.
  - пассивное или активное управление, мониторинг напряжений вала

Системы защиты имеют огромное значение для безопасности системы, так как они ограничивают влияние повреждений, оказываемое на энергосистемы. Постоянно развивающиеся энергосистемы и быстро меняющиеся условия эксплуатации усложняют задачу расчета, проверки и оценки уставок устройств защиты. С использованием SIGUARD® PSA подразделение PTI компании «Сименс» предлагает:

• Моделирование селективности, чувствительности и быстродействия системы защиты для различных сетей и условий эксплуатации
• Проведение быстрой оценки системы защиты для определения надежных уставок защиты
• Улучшение системы защиты за счет корректировки уставок на основе правил или системной оптимизации уставок защиты

Мероприятия, которые учитывают управление генерирующими узлами, варьируемые нагрузки и коммутации для обеспечения устойчивого и оперативного дополнительного энергоснабжения.

Определение параметров необходимого мгновенного, кратковременного и долговременного резерва мощности с целью поддержания стабильной частоты и устойчивости энергосистемы.

Оптимизированное использование пропускной способности сети во избежание появления узких мест в системе передачи электроэнергии.

Измерение и моделирование системы для понимания аварийных отключений энергосистемы, а также для определения подходящих мер по их устранению.

Анализ помех от систем электроснабжения, воздействующих на другие сети и системы, моделирование и расчет электромагнитных полей.

Моделирование и анализ перенапряжений и прочих переходных процессов, а также коммутаций и их влияния на эксплуатационные характеристики системы.

Определение параметров измерительных трансформаторов в подстанциях и распределительном устройстве, в частности в трансформаторах тока в распределительном устройстве с газовой изоляцией (GIS).

Оценка нагрузок, создаваемых электрическим напряжением, а также определение соответствующих уровней изоляции и защитных устройств для оборудования и систем.

Оптимизирование характеристик генератора с помощью устройств с системой FACTS для обеспечения быстрой поддержки с использованием реактивной мощности.

Измерения, разработка концепций молниезащиты и заземления, проверка эксплуатационных характеристик установленных систем и анализ сопутствующих помех (возмущений).

Инновационная архитектура и конфигурация сети, учитывающая последние достижения в технологиях и инфраструктуре связи, а также интеллектуальные применения сети.

Измерение, оценка и непрерывный мониторинг явлений, относящихся к качеству энергоснабжения, во избежание выхода оборудования из строя.

Цифровое моделирование устройств защиты в режиме реального времени для понимания принципов работы различных устройств и для оптимизации и проверки значений настроек.

Проектирование и мониторинг индивидуальной программы надзора за нормативно-правовым соответствием и оказание содействия при проведении аудитов во избежание денежных штрафов и последствий, наносящих ущерб репутации компании.

Технически и экономически оптимизированные концепции регулирования напряжения, включая выбор и оптимальное размещение контроллеров.