В НЭТИ предложили способ защиты ЛЭП с сетями с распределенной генерацией

Проблему надежной работы высоковольтных электрических сетей (ЛЭП) 6–110 кВ с распределенной по сети малой генерацией от 1 до 25 МВт (активные распределительные сети) решили и запатентовали специалисты Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) НЭТИ, 2 мая сообщает пресс-служба вуза.

Результатом решения этой актуальной для развития электроэнергетики задачи стало получение НГТУ НЭТИ патента на «Способ защиты линий электропередачи и противоаварийного управления в электрических сетях с распределенной генерацией».

Внедрение данного комплексного способа противоаварийного управления и децентрализованного автоматического восстановления сети после ее аварийного или противоаварийного разделения, как отмечают разработчики, позволит обеспечить высокую надежность энергоснабжения потребителей.

В последнее время в энергетике идет развитие активных распределительных сетей (АРЭС). Многие потребители энергии стремятся снизить зависимость от централизованного энергоснабжения за счет использования собственных источников энергии, которые включаются в общую сеть. Это гарантирует получение электроэнергии при непредсказуемых аварийных ситуациях, таких, например, как короткие замыкания.

Один из авторов патента, профессор кафедры автоматизированных электроэнергетических систем НГТУ НЭТИ, доктор технических наук Александр Фишов пояснил задачу, решаемую разработчиками:

«Проблема состояла в следующем: превращение пассивных распределительных сетей в активные резко осложнило решение задачи выявления возникновения коротких замыканий в линиях электропередачи средствами релейной защиты в условиях многосторонней подпитки линий от распределенных источников энергии».

При этом использование дистанционных защит, используемых в сетях 110 кВ и выше, экономически неприемлемо для АРЭС, так как они слишком дороги. А просто отключать генераторы, включенные в общую сеть, нельзя из-за возникновения недопустимых скачков (набросов) активной мощности в сети, которые могут с высокой вероятностью привести к развитию аварийной ситуации.

«Кроме того, — продолжил Александр Фишов, — восстановление целостности сети и нормального энергоснабжения потребителей потребовало бы создания системы автоматического и централизованного оперативного управления распределительной сетью, что также экономически неоправданно. Использование обычно применяемых устройств автоматического повторного включения выключателей линий электропередачи для восстановления сети становится недопустимым ввиду возможности включения выключателей, с двух сторон которых работают несинхронизированные источники переменного тока, что создает аварийную ситуацию».

Выход, который предложили ученые НГТУ НЭТИ, состоит в децентрализованном многоходовом управлении. Оно включает быстрое (по факту аварийного снижения напряжения) выявление области сети, где возникло короткое замыкание; немедленное отключение от сети генераторов, но сохранение энергоснабжения части потребителей; отключение линий электропередачи с последующим повторным включением, но таким, которое исключает возможность несихронизированных включений генераторов в сеть.

Для синхронизации поставарийного восстановления работы сети всем сетевым выключателям выделяется единый такт времени, в котором для каждого выключателя выделен свой квант времени включения. Только в этот момент локальные устройства выдают команды на включение выключателя, но при условии, если на выключатель подано напряжение только с одной стороны или если напряжения, поданные с двух сторон выключателя, нормальны и синхронизированы.

В случае повторного короткого замыкания после включения этой линии в общую сеть, она снова отключается для проведения ремонтных работ.

«Предложенный способ решает представленную выше проблему, позволяя развивать активные электрические сети на базе ранее существовавших пассивных экономически оправданным способом, обеспечивая потребителей доступной энергией с высокой надежностью энергоснабжения», — уточнил Александр Фишов.