Автоматическая система перевода станции с поперечными связями на несбалансированную нагрузку при аварийном снижении частоты в энергосистеме (АВСНН)

При системных авариях в дефицитных энергосистемах, как правило, возникает снижение частоты, которое стремятся ограничить путем ввода в действие автоматической частотной разгрузки (АЧР). Но при тяжелых авариях этого оказывается недостаточно. И тогда единственным средством для сохранения работоспособности электростанции является её выделение из энергосистемы на изолированный энергорайон (в предельном случае на собственные нужды). Этим достигается, кроме предотвращения полного погашения района, еще и ускорение ликвидации аварии. Такая техника сохранения в работе электростанций предусматривается стандартами системного оператора СО-ЦДУ и другими директивными материалами.
В указанных документах предусматривается выделение электростанций или их частей с примерно сбалансированным районом нагрузки или отдельных агрегатов на питание собственных нужд.
Однако, при реализации этих предписаний существует, по крайней мере, две сложности:

1. Выделить примерно сбалансированный район при переменных режимах работы электростанции с глубокими изменениями её нагрузки – задача чрезвычайно сложная и при теперешнем состоянии техники едва ли надежно реализуемая.
2. В случае энергосистемы, в которой отсутствуют блочные электростанции, или по каким-то причинам энергоблоки не могут переходить на нагрузку собственных нужд остается маневр станциями с поперечными связями. Но в случае с энергоблоком ясна если не начальная нагрузка перехода, то хотя бы конечная точка – нагрузка собственных нужд энергоблока, в случаях станции с поперечными связями в виду изменчивости состава работающего оборудования и конечная нагрузка перехода в начале процесса неизвестна.

Ранее в Советском Союзе были реализованы переводы энергоблоков на собственные нужды. Перевод же станций с поперечными связями, как указывалось выше, является более сложной задачей. И сложности эти таятся в управлении тепломеханическим оборудованием, т.к. отключение электростанции от энергосистемы электротехническими средствами практически не зависит от её структуры. Вместе с тем всегда представляется предпочтительным выделение электростанции с некоторым энергорайоном. Этим удается снизить величину сброса нагрузки на электростанции и одновременно сохранить часть потребителей, что бывает еще более важно, если удается сохранить потребителей высоких категорий.
Преодоление вышеперечисленных сложностей видится в реализации идеи выделения станции с поперечными связями на несбалансированную нагрузку. При этом балансировка производится в момент перехода. Тогда станция выделяется вместе с ее тупиковыми нагрузками, мощности которых на момент перехода заранее неизвестны.
ОАО «Сибтехэнерго» были спроектированы Системы автоматического выделения станций на несбалансированную нагрузку (АВСНН) для нескольких теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) с поперечными связями энергосистем Омска и Кузбасса.
Достоинством проектов, разрабатываемых ОАО «Сибтехэнерго» является применение универсального алгоритма работы системы, мало зависящего от состава и свойств установленного на ТЭЦ тепломеханического и электротехнического оборудования, и потому пригодного, практически для любой электростанции с поперечными связями.
Реализация одного из проектов была произведена в 2009-2010 годах на Омской ТЭЦ-4 на базе ПТК, поставленного НПО «ЭКРА». Для реализации поставленной задачи в тепловую схему станции вводилось дополнительно сбросное устройство пара в атмосферу – быстродействующая редукционно-охладительная установка (БРОУ). Мощность этого устройства рассчитывалась при проектировании АВСНН.
При разработке системы были найдены новые технические решения, которые защищены двумя патентами Российской Федерации:

1. Е.Р. Горский, К.А. Баракин, Агалаков К.А., Николаев С.Ф. Устройство электропитания потребителей собственных нужд и тупиковых потребителей при аварийном снижении частоты в энергосистеме. Патент на полезную модель № 74963. БИМП № 20 (V часть) 20.07.2008
2. Е.Р. Горский, К.А. Баракин Устройство защиты электростанции при аварийном ее отключении от энергосистемы. Патент на полезную модель № 75429. БИМП № 22 (VI часть) 10.08.2008