Охранные зоны объектов электросетевого хозяйства: ПРАВИЛА УСТАНОВЛЕНИЯ ОХРАННЫХ ЗОН ОБЪЕКТОВ ЭЛЕКТРОСЕТЕВОГО ХОЗЯЙСТВА И ОСОБЫХ УСЛОВИЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ В ГРАНИЦАХ ТАКИХ ЗОН

Согласование действий в охранных зонах электросетевого хозяйства и вынос объектов электросетевого хозяйства из зем. участков

Согласование действий в охранных зонах электросетевого хозяйства и вынос объектов электросетевого хозяйства из зем. участков

Зоны с особыми условиями использования устанавливаются в целях защиты жизни и здоровья граждан, безопасной эксплуатации объектов транспорта, связи, энергетики, обороны страны, обеспечения сохранности объектов культурного наследия, охраны окружающей среды, в том числе защиты и сохранения природных лечебных ресурсов, предотвращения загрязнения, засорения, заиления водных объектов и истощения их вод.
Таким образом, зоны с особыми условиями использования территорий устанавливаются как в целях охраны объекта, нуждающегося в этом, так и в целях защиты от объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду и человека.

Согласно требованиям, к Постановлению Правительства РФ от 24.02.2009 №160 «О порядке установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон» охранные зоны устанавливаются вдоль воздушных линий электропередачи в виде части поверхности участка земли и воздушного пространства (на высоту, соответствующую высоте опор воздушных линий электропередачи), ограниченной параллельными вертикальными плоскостями, отстоящими по обе стороны линии электропередачи от крайних проводов при не отклоненном их положении на расстояние – 10 метров для линий электропередачи номинальным классом напряжения 6кВ.
Для регистрации права собственности на возведенный объект недвижимости, в случае если на земельном участке имеется охранная зона, в орган регистрации прав необходимо представить решение организации, в пользу которой установлено ограничение, о согласовании строительства объекта. Решение должно говорить о том, что строительство этого объекта было согласовано и соответствующее разрешение на строительство получено.

Требуется письменное разрешение АО «Сетевая компания» на производство следующих работ
— строительство, капитальный ремонт, реконструкция или снос зданий и сооружений;
— земляные работы на глубину более 0,3 метра, а также планировка грунта;
— полив сельскохозяйственных культур в случае если высота струи воды может составить свыше 3 метров;
— полевые сельскохозяйственные работы с применением сельскохозяйственных машин и оборудования высотой более 4 метров;
— посадка и вырубка деревьев и кустарников;
— иные работы, указанные Постановлении Правительства РФ от 24.02.2009 №160 «О порядке установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон».

Срок оказания услуги: от 2 до 30 календарных дней.

Для получения данного разрешения необходимо обратиться в АО «Сетевая компания». Если зарегистрировано ограничение в виде охранной зоны инженерных коммуникаций – объектов электросетевого хозяйства, необходимо обращаться в АО «Сетевая компания».

Получить и передать документы возможно следующими способами:
1.через «личный кабинет» gridcom-rt.ru
2.в офисах компании
3.по почте

Более подробную информацию об услугах АО «Сетевая компания» вы можете получить:
По телефону Контакт-центра 8-800-2000-878 (звонок бесплатный).
На официальном сайте АО «Сетевая компания» https://gridcom-rt.ru/

 

 1050-сон 26.12.2018. Об утверждении Правил охраны объектов электросетевого хозяйства

АКТ о нарушении требований Правил охраны объектов электросетевого хозяйства

Нарушение требований __________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________

(Наименование юридического лица или Ф. И.О. физического лица)

г. _______________________

«___»_____________ 20__ г.

Время составления акта: __________________________ час. _________________ мин.

Мы, нижеподписавшиеся: ___________________________________________________,

(Ф.И.О., должности уполномоченных лиц организации, в ведении которой находятся объекты электросетевого хозяйства)

в присутствии физического лица или представителя юридического лица __________________________

____________________________________________________________________(Ф. И.О)

составили настоящий акт о нижеследующем:

«_____» _____________ 20___ г. _________________________________________________________

(Ф.И.О. физического лица или представителя юридического лица)___

_____________________________________________________________________________________

(факт нарушения требований настоящих Правил)

____________________________________________________________________________________ .

факт нарушения требований настоящих Правил мотивирован следующими обстоятельствами

_____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________

Подписи: уполномоченных лиц организации, в ведении которой находятся объекты

электросетевого хозяйства

___________________________

___________________________

Ф. И.О.

(личная подпись)

___________________________

___________________________

Ф.И.О.

(личная подпись)

С актом ознакомлен:

представитель юридического лица или физического лица

___________________________

___________________________

Ф. И.О.

(личная подпись)

В случае отказа «представителя юридического лица или физического лица» от подписания акта составители акта после отметки об этом расписываются еще раз

От подписи отказался ___________________________________________________________________

(Ф.И.О. представителя юридического лица или физического лица)

* Настоящий Акт может быть обжалован в судебном порядке.

Проведение работ по снятию с учета в ЕГРН границ охранной зоны объекта электросетевого хозяйства — Землеустроительные работы — Услуги Компании

Охранные зоны объектов электросетевого хозяйства в соответствии с положениями действующего законодательства отнесены к зонам с особыми условиями использования территорий (Далее – ЗОУИТ).

 

Статьей 2 федерального закона от 13.07.2015 г. №252-ФЗ «О внесении изменений в Земельный кодекс Российской Федерации и отдельные законодательные акты Российской Федерации, вступившего в силу с 01.01.216 г., ЗОУИТ исключены из перечня объектов землеустройства.

 

В соответствии с пунктом 3 статьи 56 Земельного кодекса РФ ограничения прав на землю устанавливаются актами исполнительных органов государственной власти, актами органов местного самоуправления, решением суда или в порядке, предусмотренном Земельном кодексом РФ для охранных зон.

 

В то же время отдельными положениями законодательства РФ предусматривается установление таких ограничений, не требующее издание актов государственной власти или органов местного самоуправления в отношении охранных зон линейных объектов. К числу таких случаев можно отнести установление охранной зоны объектов электросетевого хозяйства посредством внесения охранной организацией, которая владеет таким объектом электросетевого хозяйства, в единый государственный реестр недвижимости (Далее – ЕГРН) о границах такой охранной зоны.

 

Использование территорий, находящихся в зоне объектов электросетевого хозяйства, регулируется Правилами установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон, утвержденных Постановлением Правительства РФ  от 24.02.2009  № 160 (Далее – Правила).

 

В силу части 1 статьи 32 федерального закона от 13.07.2015 г. №218-ФЗ (Далее — Закон о государственной регистрации недвижимости) сведения о прекращении существования ЗОУИТ вносятся в ЕГРН в порядке межведомственного информационного взаимодействия на основании соответствующих решений (актов) органов государственной власти либо органов местного самоуправления.

 

В соответствии с порядком ведения ЕГРН (Приказ Министерства экономического развития РФ от 16 декабря 2015 г. № 943) при исключении объекта реестра границ из ЕГРН в данных о прекращении указываются, в том числе сведения о документах-основаниях для исключения сведений об объектах реестра границ.

 

Порядок направления документов в орган регистрации прав для внесения сведений о прекращении существования ЗОУИТ регламентирован Постановлением Правительства Российской Федерации от 31.12.2015 г. №1532.

 

В случае прекращения существования зоны с особыми условиями использования территорий федеральный орган исполнительной власти, высший исполнительный орган государственной власти субъекта Российской Федерации или орган местного самоуправления, принявшие решение об установлении или изменении границ зон с особыми условиями использования территорий или о прекращении существования зоны с особыми условиями использования территорий, направляют в орган регистрации прав документ, воспроизводящий сведения, содержащиеся в решении об установлении или изменении границ таких зон, в том числе их наименование и содержание ограничений использования объектов недвижимости в их границах, или сведения, содержащиеся в решении о прекращении существования зоны с особыми условиями использования территорий.

 

Обязательным приложением к документу (содержащимся в нем сведениям), направляемому в орган регистрации прав являются подготовленные в электронной форме текстовое и графическое описание местоположения границ зон с особыми условиями использования территории, перечень координат характерных точек границ таких зон.

 

По мнению Минэкономразвития России, внесение в ЕГРН сведений о границах ЗОУИТ должно осуществляться в порядке межведомственного информационного взаимодействия с органами государственной власти и органами местного самоуправления, которые будут нести ответственность за качество вносимых в ЕГРН сведений, либо, при наличии решения указанных органов об установлении, изменении или о прекращении существования зоны с особыми условиями использования территории, на основании заявления лица, права которого затрагиваются таким решением, в соответствии с частью 1 статьи 33 Закона о государственной регистрации недвижимости.

 

Учитывая вышеизложенное, для внесения в ЕГРН сведений о прекращении ЗОУИТ, установленной в отношении объекта электросетевого хозяйства:

—     введенного в эксплуатацию после вступления в силу Постановления № 160, необходимые документы (сопроводительное письмо и подготовленные в электронной форме текстовое и графическое описание местоположения границ зон с особыми условиями использования территории, перечень координат характерных точек границ таких зон, подписанные ЭЦП для внесения сведений в ЕГРН о прекращении существования такой зоны) в орган регистрации прав (в филиал ФГБУ «Росреестра») направляет Ростехнадзор в порядке межведомственного взаимодействия;

—     введенного в эксплуатацию до даты вступления в силу Постановления № 160, с соответствующим заявлением и необходимыми документами может обратиться организация, владеющая таким объектом на праве собственности или на ином законном основании.

 

Срок внесения в ЕГРН сведений о прекращении охранной зоны составляет 15 рабочих дней.

 

Таблица производственного бизнес-процесса «Проведение работ по снятию с учета в ЕГРН границ охранной зоны объекта электросетевого хозяйства (объект введен в эксплуатацию до 24.02.2009 г.)»

 

 

№п/п	Этап работ	Ответственный за выполнение работ	Требования к входным данным	Требования к выходным данным	Срок выполнения работ
1	2	3	4	5	6
	Запрос сведений ЕГРН об охранной зоне;	Кадастровый инженер/помощник кадастрового инженера	— Дело по заказу;	— Дело по заказу; — Полученные сведения ЕГРН.	3-5 рабочих дней.
	Получение от заказчика небходимой исходной документации	Кадастровый инженер/помощник кадастрового инженера	— Дело по заказу; — Запрос о предоставлении исходной документации	-Дело по заказу;   — Документация на объект электросетевого хозяйства, подтверждающая прекращение существования объекта недвижимости	3 рабочих дня
	Подготовка в электронном и бумажном виде текстового и графического описания местоположения границ охранных зон, перечня координат характерных точек границ охранных зон	Кадастровый инженер	— Дело по заказу; — Векторные данные о границах охранной зоны — Полученные сведения ЕГРН; — Документация на объект электросетевого хозяйства, подтверждающая прекращение существования объекта недвижимости	— Дело по заказу; — Подготовленное в электронном и бумажном виде текстовое и графическое описание местоположения границ охранных зон, перечень координат характерных точек границ охранных зон.	2 рабочих дня.
	Передача подготовленных документов  заказчику	Кадастровый инженер	— Дело по заказу; — Подготовленное в электронном и бумажном виде текстовое и графическое описание местоположения границ охранных зон, перечень координат характерных точек границ охранных зон.	— Дело по заказу; — Подготовленное в электронном и бумажном виде текстовое и графическое описание  о прекращении существования охранной зоны.	3 рабочих дня
	Передача заказчиком заявления (сопровод. письмо) и документа, содержащего текстовое и графическое описание о прекращении существования охранной зоны в филиал ФГБУ «ФКП Росреестра» для внесения в ЕГРН	Заказчик (сетевая организация)	— Дело по заказу;   — Документ, содержащий текстовое и графическое описание местоположения границ охранных зон.	— Дело по заказу;   — Сопроводительное письмо в филиал ФГБУ «ФКП Росреестра» с отметкой о получении документов	1 рабочий день.
	Внесение сведений в ЕГРН	Орган регистрации прав / Кадастровый инженер	— Дело по заказу;   — Сопроводительное письмо в филиал ФГБУ «ФКП Росреестра» с отметкой о получении документов.   — Документ, содержащий текстовое и графическое описание местоположения границ охранных зон.	— Дело по заказу;	15 рабочих дней
	Получение информации об учетных номерах охранных зон, границы которых сняты с учета	Кадастровый инженер	— Дело по заказу;   — Подготовленное в электронном и бумажном виде текстовое и графическое описание  о прекращении существования охранной зоны.	— Информация, содержащая сведения об учетных номерах охранных зон, границы которых сняты с учета.	3 рабочих дня.
	:ИТОГО				29 рабочих дней

 

 

Таблица производственного бизнес-процесса «Проведение работ по снятию с учета в ЕГРН границ охранной зоны объекта электросетевого хозяйства (объект введен в эксплуатацию до 24.02.2009 г.)»

 

 

№п/п	Этап работ	Ответственный за выполнение работ	Требования к входным данным	Требования к выходным данным	Срок выполнения работ
1	2	3	4	5	6
	Запрос сведений ЕГРН об охранной зоне;	Кадастровый инженер/помощник кадастрового инженера	— Дело по заказу;	— Дело по заказу; — Полученные сведения ЕГРН.	3-5 рабочих дней.
	Получение от заказчика небходимой исходной документации	Кадастровый инженер/помощник кадастрового инженера	— Дело по заказу; — Запрос о предоставлении исходной документации	-Дело по заказу;   — Документация на объект электросетевого хозяйства, подтверждающая прекращение существования объекта недвижимости	3 рабочих дня
	Подготовка в электронном и бумажном виде текстового и графического описания местоположения границ охранных зон, перечня координат характерных точек границ охранных зон	Кадастровый инженер	— Дело по заказу; — Векторные данные о границах охранной зоны — Полученные сведения ЕГРН; — Документация на объект электросетевого хозяйства, подтверждающая прекращение существования объекта недвижимости	— Дело по заказу; — Подготовленное в электронном и бумажном виде текстовое и графическое описание местоположения границ охранных зон, перечень координат характерных точек границ охранных зон.	2 рабочих дня.
	Подготовка пакета документов для согласования с Ростехнадзором (сопроводительное письмо, заявление, опись документов и др.) и направление на согласование в Ростехнадзор	Кадастровый инженер	— Дело по заказу; — Согласованное заказчиком текстовое и графическое описание местоположения границ охранных зон.	— Дело по заказу; — Согласованное заказчиком текстовое и графическое описание местоположения границ охранных зон; — Пакет документов для согласования;  — Сопроводительное письмо.	1 рабочий день.
	Согласование документов в Ростехнадзоре	Ростехнадзор	— Дело по заказу; — Согласованное заказчиком текстовое и графическое описание местоположения границ охранных зон; — Пакет документов для согласования;  — Сопроводительное письмо.	— Дело по заказу; — Согласованное Ростехнадзором текстовое и графическое описание местоположения границ охранных зон.	15 рабочих дней
	Подготовка писем от Ростехнадзора, их подписание, и подписание ЭЦП архива документа, содержащее текстовое и графич. Описание  границ охранной зоны ЭЦП	Кадастровый инженер/ Ростехнадзор	— Дело по заказу; — Подготовленное в электронном и бумажном виде текстовое и графическое описание  о прекращении существования охранной зоны, подписанное ЭЦП; — Письмо о внесении охранных зон в ЕГРН от Ростехнадзора.	— Дело по заказу; — Согласованное Ростехнадзором в электронном и бумажном виде текстовое и графическое описание  о прекращении существования охранной зоны, подписанное ЭЦП; — Письмо о внесении охранных зон в ЕГРН от Ростехнадзора.	2 рабочих дня
	Передача документа, содержащего текстовое и графическое описание местоположения границ охранных зон в филиал ФГБУ «ФКП Росреестра» для внесения в ЕГРН	Кадастровый инженер/Ростехнадзор	— Дело по заказу;   — Документ, содержащий текстовое и графическое описание местоположения границ охранных зон; — Письмо с просьбой  внесении сведений о прекращении существования охранной зоны  в ЕГРН от Ростехнадзора.	— Дело по заказу;   — Сопроводительное письмо в филиал ФГБУ «ФКП Росреестра» с отметкой о получении документов	1 рабочий день.
	Внесение сведений в ЕГРН	Орган регистрации прав / Кадастровый инженер	— Дело по заказу;   — Сопроводительное письмо в филиал ФГБУ «ФКП Росреестра» с отметкой о получении документов.   — Документ, содержащий текстовое и графическое описание местоположения границ охранных зон.	— Дело по заказу;	15 рабочих дней
	Получение информации об учетных номерах охранных зон, границы которых сняты с учета	Кадастровый инженер	— Дело по заказу;   — Подготовленное в электронном и бумажном виде текстовое и графическое описание  о прекращении существования охранной зоны.	— Информация, содержащая сведения об учетных номерах охранных зон, границы которых сняты с учета.	3 рабочих дня.
	:ИТОГО				44 рабочих дня

 

 

Охранные зоны объектов электросетевого хозяйства в ЕГРН.

Что необходимо знать

Опубликовано в 19 августа 2021.

Для определения возможности использования земли для строительства дома, здания или иного сооружения одной из важных составляющих является информация о зонах с особыми условиями использования территорий и об охранных зонах объектов электросетевого хозяйства в частности.

Охранная зона объекта электросетевого хозяйства — это зона безопасной эксплуатации, сохранности и надежности работы электрических сетей, их эксплуатации и исключения возможности повреждения линий электропередачи и иных объектов электросетевого хозяйства, а также предотвращения несчастных случаев от воздействия электрического тока.

В настоящий момент в Едином государственном реестре недвижимости (ЕГРН) содержатся сведения более чем о 46700 охранных зонах объектов электросетевого хозяйства, расположенных на территории Краснодарского края.  Информация о них отображается на Публичной кадастровой карте на сайте Росреестра. Однако необходимо понимать, что процесс внесения таких сведений в ЕГРН происходит регулярно и существует еще большое количество объектов электросетевого хозяйства, в отношении которых границы охранных зон еще только предстоит внести. Поэтому приобретая земельный участок, рекомендуем наряду с использованием сведений ЕГРН проводить визуальную проверку территории на предмет наличия на ней объектов электросетевого хозяйства.

Провести визуальную проверку можно на Публичной кадастровой карте, где существует онлайн-сервис «Земля для стройки», запущенный Росреестром. С помощью карты в режиме онлайн любой желающий (инвестор, застройщик или гражданин) может выбрать понравившийся участок и проверить его на пригодность для жилищного строительства. Данный сервис позволяет упростить процедуру по поиску участков пригодных для строительства без ограничений и обременений.

Порядок установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и использование территорий, находящихся в охранных зонах объектов электросетевого хозяйства, регулируется Правилами установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон, утвержденными Постановлением Правительства РФ от 24.02.2009 N 160. Охранные зоны устанавливаются для всех объектов электросетевого хозяйства исходя из требований к границам установления охранных зон. Границы охранной зоны в отношении отдельного объекта электросетевого хозяйства определяются организацией, которая владеет им на праве собственности или ином законном основании.

«Земельные участки в пределах охранных зон у собственников, землевладельцев, землепользователей или арендаторов не изымаются, но важно понимать, что права владельца земельного участка, попадающего в границы такой охранной зоны, могут быть существенно ограничены. Нередко бывает, что такие зоны превращают хорошие земельные участки в бесполезные клочки земли. Поэтому задумываясь о приобретении земельного участка необходимо тщательно собрать максимально полную информацию о нем», — отмечает начальник отдела инфраструктуры пространственных данных Кадастровой палаты по Краснодарскому краю Дмитрий Тонхоноев

______________________________________________________________________________________________________

Пресс-служба Кадастровой палаты по Краснодарскому краю

 

	[email protected]		https://www.instagram.com/kadastr_kuban
	https://twitter.com/Kadastr_Kuban		https://t.me/kadastr_kuban

 

Правила установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон

В связи с участившимися случаями повреждения проводов линий электропередач ветками деревьев, высаженных жителями сельских поселений, а также деревьев, высаженных на муниципальных земельных территориях в охранной зоне линий электропередач, пр осим Вас довести ниже представленную информацию до жителей Чалтырского сельского поселения:

В соответствии с «Правилами установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон», запрещается осуществлять любые действия, которые могут нарушить безопасную работу объектов электросетевого хозяйства, в том числе, привести к их повреждению или уничтожению, причинению вреда жизни, здоровью граждан и имуществу физических или юридических лиц, а также повлечь нанесение экологического ущерба и возникновение пожаров.

Законодательством РФ установлены охранные зоны объектов электросетевого хозяйства и особые условия использования земельных участков, расположенных в границах этих зон. К охранной зоне линий электропередач относится земельный участок и воздушное пространство вдоль линий электропередачи, отстоящие по обе стороны линии от крайних проводов на расстоянии:

• для ВЛ напряжением до 1 кВ — 2 метра
• для В Л от 1 до 20 кВ — 10 метров

В охранных зонах ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

64. Набрасывать на провода и опоры воздушных линий электропередачи посторонние предметы, а также подниматься на опоры воздушных линий электропередачи.

Должностные лица и граждане, виновные в нарушении требований «Правил установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон», привлекаются к ответственности в порядке, установленном законодательством РФ.

Убедительная просьба ко всем руководителям, от которых зависит исполнение «Правил установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон», довести эту информацию до жителей Мясниковского района.

В целях повышения качества электроснабжения и недопущения масштабных повреждений линий электропередач, ввиду приближающегося осенне-зимнего периода необходимо организовать обрезку крон деревьев, произрастающих в охранной зоне линий электропередач.

Для обеспечения электробезопасности работ просим обращаться в Чалтырский РЭС и заранее согласовывать дату и время проведения работ по телефону: 8 (86349) 2-20-39; 8 (86349) 2-15-78.

 

07.09.2020, 174 просмотра.

Новости / Администрация городского округа Красногорск Московской области

Изображение: Охранные зоны объектов электросетевого хозяйства

В соответствии с Постановлением Правительства РФ № 160 от 24.02.2009 г. «О порядке установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон» в охранных зонах запрещается осуществлять любые действия, которые могут нарушить безопасную работу объектов электросетевого хозяйства, в том числе привести к их повреждению или уничтожению, и повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан и имуществу физических или юридических лиц, а также повлечь нанесение экологического ущерба и возникновение пожаров.

Для обеспечения безаварийного функционирования и эксплуатации объектов электросетевого хозяйства в охранных зонах и обеспечения содержания просек в пожаробезопасном состоянии в соответствии с требованиями правил пожарной безопасности, а также в связи с ограниченным доступом электросетевой компании к отдельным территориям необходимо поддерживать данные зоны в надлежащем состоянии в соответствии с гражданским и лесным законодательством по части вырубки деревьев и кустарниковых насаждений, а также обеспечивать беспрепятственный доступ сотрудников электросетевой компании к охранным зонам воздушных линий.

При приближении на недопустимое расстояние к проводам воздушных линий информируем об опасности поражения электрическим током. Посадка древесно-кустарниковой растительности в охранных зонах, согласно вышеуказанному постановлению, недопустима.

По информации Филиала ПАО «МОЭСК» — Западные электрические сети

ЗАДАТЬ ВОПРОС ГЛАВЕ Г.О. КРАСНОГОРСК

Больше новостей о жизни округа читайте в официальном телеграм-канале «Красногорск.Новости»

Энергобезопасность

В последнее время участились случаи повреждения линий электропередачи в ходе работ, выполняемых гражданами и организациями в охранной зоне воздушных и кабельных линий (обрезка деревьев, земляные и сельхозработы, разжигание костров). Ежегодно порядка сотни отключений электроэнергии в зоне ответственности АО «Донэнерго» происходит по вине потребителей, сторонних организаций, посторонних лиц.

В целях соблюдения гражданами и организациями «Правил установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон» (утверждены Постановлением Правительства Российской Федерации от 24.02.2009 № 160), обеспечения сохранности, создания нормальных условий эксплуатации электрических сетей и предотвращения несчастных случаев руководство АО «Донэнерго» обращается ко всем руководителям предприятий и учреждений, гражданам с напоминанием о необходимости:

• перед началом производства работ в охранной зоне электрических сетей (воздушные и кабельные линии) и трансформаторных подстанций получить письменное согласие предприятия, в зоне ответственности которого находятся эти сети;
• выполнять требование нормативных документов при работе в охранной зоне электросетей;
• выполнять защиту электроустановок в виде предохранителей или автоматических выключателей установленного значения по току (для отключения при возникновении короткого замыкания или перегруза).

Гражданам и организациям запрещается осуществлять в охранных зонах любые действия, которые могут нарушить безопасную работу объектов электросетевого хозяйства, в том числе привести к их повреждению или уничтожению, и (или) повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан и имуществу физических или юридических лиц, а также повлечь нанесение экологического ущерба и возникновение пожаров (например, строительство, капитальный ремонт, реконструкция или снос зданий и сооружений, посадка и вырубка деревьев и кустарников).

При обнаружении поврежденной линии электропередачи (провисший или оборванный провод, открытый кабель, поврежденная опора) или открытых дверей трансформаторных подстанций, распределительных устройств следует немедленно сообщить по телефону диспетчеру или администрации районных электрических сетей филиала АО «Донэнерго». Местонахождение поврежденной линии электропередачи необходимо оградить в радиусе 8-10 метров и не допускать посторонних лиц до приезда аварийной бригады.

Во избежание несчастных случаев с самыми тяжелыми последствиями гражданам запрещается подниматься на опоры линий электропередачи, производить самовольные подключения и переключения, открывать силовые щитки, сборки, снимать ограждения; устраивать свалки в охранных зонах электросетевого хозяйства, разводить огонь.

Запрещено также выполнять действия, которые могут привести к повреждению электросетей: демонтаж, снятие с целью воровства, хулиганства элементов опор, оборудования, проводов, ошиновки: наезд на опоры линий электропередачи; работа автокранов, вышек или подъемных механизмов, комбайнов высотой более 4 метров вблизи проводов.

Особая ответственность за электробезопасность детей лежит на родителях, учителях и воспитателях. Запрещайте детям:

• проникать в трансформаторные подстанции, распределительные устройства;
• влезать на опоры воздушных линий электропередачи, разбивать изоляторы;
• влезать на крыши и в технические подвалы зданий и строений, где находятся электрические коммуникации;
• играть под проводами и набрасывать на них посторонние предметы;
• открывать лестничные электрощиты и вводные щиты в подъездах домов.

АО «Донэнерго» информирует граждан о необходимости выполнения правил электробезопасности. Только соблюдение мер личной предосторожности может предотвратить возможность поражения электрическим током!

защитных зон в энергосистемах

В этом посте мы рассмотрим защитные зоны в энергосистеме и почему они перекрываются.

Что такое защитная зона в энергосистеме?

Защитная зона — это отдельная зона, которая устанавливается вокруг каждого элемента системы.

Значение такой защитной зоны состоит в том, что любая неисправность, возникающая внутри, вызывает срабатывание реле, что вызывает размыкание всех автоматических выключателей в этой зоне.

Защитные зоны

Автоматические выключатели размещаются в соответствующих точках, так что любой элемент всей энергосистемы может быть отключен для ремонтных работ, выполнения обычных требований по эксплуатации и техническому обслуживанию, а также в ненормальных условиях, таких как короткое замыкание. Таким образом обеспечивается защитное покрытие вокруг богатых элементов системы.

Различные компоненты, которые снабжены защитной зоной, включают генераторы, трансформаторы, линии передачи, шины, кабели, конденсаторы и т. Д.Ни одна часть системы не остается незащищенной. На рисунке ниже показаны различные защитные зоны, используемые в системе.

Почему зоны защиты перекрываются?

Границы защитных зон определяются расположением трансформатора тока. На практике различные защитные зоны перекрываются.

Перекрытие защитных зон сделано для обеспечения полной безопасности каждого элемента системы. Незащищенная зона называется мертвой зоной.Зоны перекрываются, и, следовательно, нет шансов на существование мертвой зоны в системе. В случае отказов в области перекрытия двух соседних защитных зон срабатывает больше автоматических выключателей, чем необходимо для отключения неисправного элемента.

Если нет перекрытий, то может существовать мертвая зона, что означает, что автоматические выключатели, находящиеся в зоне, могут не сработать даже при возникновении короткого замыкания. Это может нанести вред здоровой системе.

Степень перекрытия защитных зон относительно невелика.Вероятность отказов в перекрывающихся регионах очень мала; следовательно, срабатывание слишком большого количества автоматических выключателей будет частым. На рисунке показано перекрытие защитных зон при первичной реле.

Перекрывающиеся защитные зоны в энергосистеме

На рисунке показаны перекрывающиеся зоны в первичной ретрансляции. Из рисунка видно, что автоматические выключатели расположены в соединениях с каждым элементом энергосистемы. Это положение дает возможность отключить от системы только неисправный элемент.

Иногда для экономии количества автоматических выключателей выключатель между двумя соседними секциями можно не устанавливать, но в этом случае требуется отключить обе системы питания на случай отказа одной из двух. Каждая защитная зона имеет определенную защитную схему, и каждая схема имеет количество защитных систем.

Защитное реле

— обзор

I.A Краткая история

Основа современной передачи электроэнергии была заложена в 1882 году, когда Томас А.Станция Эдисона на Перл-Стрит, генератор постоянного тока и система радиальной линии передачи, используемая в основном для освещения, была построена в Нью-Йорке. Развитие передачи переменного тока в Соединенных Штатах началось в 1885 году, когда Джордж Вестингауз купил патенты на системы переменного тока, разработанные Л. Голаром и Дж. Д. Гиббсом из Франции. Энергетические системы переменного и постоянного тока в то время состояли из коротких радиальных линий между генераторами и нагрузками и обслуживали потребителей в непосредственной близости от генерирующих станций.

Первая высоковольтная линия электропередачи переменного тока в США была построена в 1890 году и прошла 20 км между водопадом Уилламетт в Орегон-Сити и Портлендом, штат Орегон.Технология передачи переменного тока быстро развивалась (Таблица I), и вскоре были построены многие линии переменного тока, но в течение нескольких лет большинство из них работали как изолированные системы. По мере увеличения расстояний передачи и роста спроса на электроэнергию возникла потребность в перемещении более крупных блоков мощности, стали важны факторы надежности, и начали строиться взаимосвязанные системы (электрические сети). Взаимосвязанные системы обеспечивают значительные экономические преимущества. Меньшее количество генераторов требуется в качестве резервной мощности на период пикового спроса, что снижает затраты на строительство для коммунальных предприятий.Точно так же требуется меньше генераторов во вращающемся резерве, чтобы справиться с внезапным, неожиданным увеличением нагрузки, что еще больше снижает инвестиционные затраты. Электросети также предоставляют коммунальным предприятиям возможности для выработки электроэнергии, позволяя использовать наименее дорогие источники энергии, доступные для сети в любое время. Энергетические системы продолжают расти, и типичные региональные электрические сети сегодня включают десятки крупных генерирующих станций, сотни подстанций и тысячи километров линий электропередачи. Развитие обширных региональных сетей и сетей в 1950-х и 1960-х годах привело к большей потребности в согласовании критериев проектирования, схем защитных реле и управления потоком энергии и привело к развитию компьютеризированных систем диспетчерского управления и сбора данных (SCADA).

ТАБЛИЦА I. Исторические тенденции в высоковольтной передаче электроэнергии

Напряжение системы (кВ)
Номинальное	Максимальное	Год введения	Типичное пропускная способность (МВт)	Типичная ширина полосы отвода (м)
Переменный ток
115	121	1915	50–200	15–25
230	242	1921	200–500	30–40
345	362	1952	400–1500	35–40
500	550	1964	1000–2500	35–45
765	800	1965	2000–5000	40–55
1100	1200	Протестировано 1970-х годов	3000–10000	50–75
Постоянный ток
50		1954	50–100	25–30
200	(± 100)	1961	200–500	30–35
500	(± 250)	1965	750–1500	30–35
800	(± 400)	1970	1500–2000	35–40
1000	(± 500)	1984	2000–3000	35–40
1200	(± 600)	1985	3000–6000	40–55

Первое коммерческое применение высоковольтной передачи постоянного тока было разработано R.Тюри во Франции на рубеже веков. Эта система состояла из ряда генераторов постоянного тока, подключенных последовательно к источнику для получения желаемого высокого напряжения. Позже были разработаны ионные преобразователи, и в 1930-х годах в штате Нью-Йорк был установлен демонстрационный проект на 30 кВ. Первая современная коммерческая система передачи постоянного тока высокого напряжения с использованием ртутных дуговых клапанов была построена в 1954 году и соединила подводным кабелем остров Готланд и материковую часть Швеции. С тех пор за ним последовали многие другие системы передачи постоянного тока, в последнее время использующие тиристорную технологию.Проекты включают воздушные линии и подземные кабели, а также подводные кабели, чтобы полностью использовать мощность постоянного тока, чтобы снизить стоимость передачи на большие расстояния, избежать проблем с реактивной мощностью, связанных с длинными кабелями переменного тока, и служат в качестве асинхронных связей между сетями переменного тока. .

Сегодня коммерческие энергосистемы с напряжением до 800 кВ переменного тока и ± 600 кВ постоянного тока работают по всему миру. Созданы и испытаны опытные образцы систем переменного тока напряжением от 1200 до 1800 кВ. Возможности передачи электроэнергии увеличились до нескольких тысяч мегаватт на линию, а экономия на масштабе привела к повышению номинальных характеристик оборудования подстанции.Батареи трансформаторов сверхвысокого напряжения (СВН) мощностью 1500 МВА и выше являются обычным явлением. Подстанции стали более компактными, так как все шире используются шины с металлической обшивкой и газовая изоляция SF ₆ . Автоматическое регулирование выработки электроэнергии и потока мощности имеет важное значение для эффективной работы взаимосвязанных систем. Для этих приложений широко используются компьютеры и микропроцессоры.

IB Компоненты системы

Целью системы передачи электроэнергии является передача электроэнергии от генерирующих станций к центрам нагрузки или между регионами безопасным, надежным и экономичным способом при соблюдении применимых требований федерального, государственного и местного уровня. правила и положения.Удовлетворение этих потребностей наиболее эффективным и безопасным образом требует значительных капиталовложений в линии электропередачи, подстанции и оборудование для управления и защиты системы. Ниже приведены некоторые из основных компонентов современной системы передачи электроэнергии высокого напряжения.

Воздушные линии электропередачи передают электроэнергию от генерирующих станций и подстанций к другим подстанциям, соединяющим центры нагрузки с электрической сетью, и передают блоки основной мощности на стыках между региональными сетями.Линии передачи высокого напряжения переменного тока представляют собой почти исключительно трехфазные системы (по три проводника на цепь). Для систем постоянного тока типичны биполярные линии (два проводника на цепь). Воздушные линии электропередачи рассчитаны на заданную мощность передачи при конкретном стандартизованном напряжении (например, 115 или 230 кВ). Уровни напряжения обычно основываются на экономических соображениях, и линии строятся с учетом будущего экономического развития в местности, где они заканчиваются.

Подземные кабели служат тем же целям, что и воздушные линии электропередачи.Подземные кабели требуют меньше полосы отвода, чем воздушные линии, но, поскольку они проложены под землей, их установка и обслуживание дороги. Подземная передача часто в 5–10 раз дороже, чем воздушная передача той же мощности. По этим причинам подземные кабели используются только в местах, где воздушное строительство небезопасно или технически неосуществимо, где земля для проезда недоступна или где местные власти требуют прокладки под землей.

Подстанции или коммутационные станции служат в качестве соединений и точек переключения для линий передачи, фидеров и цепей генерации, а также для преобразования напряжений до требуемых уровней.Они также служат точками для компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, а также для измерения электроэнергии. Подстанции имеют шинные системы с воздушной или газовой изоляцией (CGI). Основное оборудование может включать в себя трансформаторы и шунтирующие реакторы, силовые выключатели, разъединители, конденсаторные батареи, устройства измерения тока и напряжения, измерительные приборы, разрядники для защиты от перенапряжения, реле и защитное оборудование, а также системы управления.

Преобразовательные подстанции переменного / постоянного тока — это специальные типы подстанций, на которых выполняется преобразование электроэнергии из переменного в постоянный (выпрямление) или из постоянного в переменный (инвертирующее).Эти станции содержат обычное оборудование подстанции переменного тока и, кроме того, такое оборудование, как вентили преобразователя постоянного тока (тиристоры), соответствующее оборудование управления, преобразовательные трансформаторы, сглаживающие реакторы, реактивные компенсаторы и фильтры гармоник. Они также могут содержать дополнительные средства управления демпфированием или средства контроля устойчивости при переходных процессах.

Силовые трансформаторы используются на подстанциях для повышения или понижения напряжения и для регулирования напряжений. Для получения желаемого напряжения и поддержания фазового угла используются разные схемы обмоток.Обычно используются автотрансформаторы и многообмоточные трансформаторы. Силовые трансформаторы обычно оснащены переключателями ответвлений под нагрузкой или без нагрузки для регулирования напряжения и могут иметь специальные обмотки для подачи электроэнергии на станцию. Фазовращатели, заземляющие трансформаторы и измерительные трансформаторы — это специальные типы трансформаторов.

Шунтирующие реакторы используются на подстанциях для поглощения реактивной мощности для регулирования напряжения в условиях низкой нагрузки и повышения стабильности системы. Они также помогают снизить переходные перенапряжения во время переключения.Специальные схемы шунтирующих реакторов иногда используются для настройки линий передачи для гашения вторичной дуги в случае однополюсного переключения.

Силовые выключатели используются для переключения линий и оборудования, а также для отключения токов короткого замыкания во время аварийных ситуаций в системе. Срабатывание силового выключателя инициируется вручную оператором или автоматически цепями управления и защиты. В зависимости от изоляционной среды между главными контактами силовые выключатели бывают с воздушной, масляной или газовой изоляцией (SF ₆ ).

Выключатели-разъединители используются для отключения или обхода линий, шин и оборудования в зависимости от условий эксплуатации или технического обслуживания. Выключатели-разъединители не подходят для отключения токов нагрузки. Однако они могут быть оснащены последовательными прерывателями для прерывания токов нагрузки.

Синхронные конденсаторы — это вращающиеся машины, которые улучшают стабильность системы и регулируют напряжения при различных нагрузках, обеспечивая необходимую реактивную мощность; они не распространены в Соединенных Штатах.Иногда они используются в преобразовательных подстанциях постоянного тока для обеспечения необходимой реактивной мощности при низкой пропускной способности приемной системы переменного тока.

Шунтирующие конденсаторы используются на подстанциях для подачи реактивной мощности для регулирования напряжения в условиях большой нагрузки. Шунтирующие конденсаторные батареи обычно переключаются группами, чтобы минимизировать скачкообразные изменения напряжения.

Статические вольт-амперные реактивные компенсаторы (ВАР) сочетают в себе функции шунтирующих реакторов и конденсаторов, а также связанного с ними управляющего оборудования. В статических компенсаторах VAR часто используются конденсаторы с тиристорным управлением или насыщающийся реактор для получения более или менее постоянного напряжения в сети путем непрерывной регулировки реактивной мощности, передаваемой в энергосистему.

Ограничители перенапряжения состоят из последовательно соединенных блоков из нелинейного резистивного оксида цинка (ZnO) или карбида кремния (SiC), а иногда и из последовательных или шунтирующих разрядников. Ограничители перенапряжения используются для защиты трансформаторов, реакторов и другого основного оборудования от перенапряжений.

Стержневые зазоры служат той же цели, что и разрядники для защиты от перенапряжений, но с меньшими затратами, но с меньшей надежностью. В отличие от разрядников для защиты от перенапряжений, зазоры в стержнях при срабатывании вызывают короткое замыкание, что приводит к срабатыванию выключателя.

Конденсаторы серии

используются в линиях передачи на большие расстояния для уменьшения последовательного импеданса линий для управления напряжением.Снижение полного сопротивления линии снижает реактивные потери в линии, увеличивает пропускную способность и улучшает стабильность системы.

Релейное и защитное оборудование устанавливается на подстанциях для защиты системы от аномальных и потенциально опасных состояний, таких как перегрузки, сверхтоки и перенапряжения, путем срабатывания силового выключателя.

Коммуникационное оборудование жизненно важно для потока информации и данных между подстанциями и центрами управления. Линия передачи, радио, микроволновая и волоконно-оптическая линии связи широко используются.

Центры управления, мозг любой электрической сети, используются для управления системой. Они состоят из сложных систем диспетчерского управления, систем сбора данных, систем связи и управляющих компьютеров.

Централизованная схема защиты для интеллектуальной сети, интегрированной с несколькими возобновляемыми ресурсами с использованием Интернета энергии

https://doi.org/10.1016/j.glt.2019.01.002Получение прав и контента

Аннотация

Линии передачи и субпередачи в системах интеллектуальной сети спроектированы как многоточечные линии для питания нагрузок или интеграции ветряных или солнечных электростанций в качестве технологий генерации среднего размера.Линии электропередачи с несколькими ответвлениями — это экономичное решение для предотвращения строительства новых подстанций. Однако эти типы ответвлений создают проблемы при эксплуатации и защите. Когда возобновляемые ресурсы добавляются к фидерам, они действуют как линии передачи, по которым энергия течет в любом направлении в реле защиты. Затем ток короткого замыкания течет в разных направлениях, и координационная защита для этой конфигурации выходит из строя. Современные схемы защиты, основанные на автономных решениях, не подходят в таких случаях, и следует разрабатывать новые методы защиты системы.Ключевым фактором для будущего энергоснабжения являются информационные и коммуникационные технологии, основанные на InternetofEnergy (IoE), которые используются для обмена информацией между всеми измерениями систем передачи и субпередачи в области окружающей среды для точной защиты блоков и оптимизации координации. процесс. Эта информация собирается с помощью встроенных электронных устройств (IED). В таких случаях данные, измеряемые IED-устройствами и обмениваемые в области окружающей среды с помощью IoE, могут обеспечить точную защиту устройства для оптимизации процесса координации.Эта система является новой разработкой в ​​области защиты с использованием информатики; он называется i — защита . i — защита обеспечивает новый метод точного обнаружения неисправностей с использованием IED и IoE через глобальные беспроводные сети, такие как технология IEEE802.16 WiMAX . Это первое исследование, в котором применяется защита i — для защиты сложных конфигураций с несколькими ответвлениями на двух разных уровнях, то есть передачи и субпередачи.Метод защиты рассматривает исследуемую энергосистему как одну зону, а не как несколько отдельных защитных зон, которые используются при традиционной защите. Результаты показывают, что предложенный метод защиты позволяет успешно обнаруживать все типы неисправностей в сложных многоточечных линиях электропередачи с возобновляемыми ресурсами. Более того, первоначальные результаты показывают, что сеть IEEE802.16 может удовлетворять требованиям к задержке в предлагаемой схеме защиты.

Ключевые слова

Smart grid

I-protection

Возобновляемые ресурсы

Беспроводная связь

Интернет энергии

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

© 2019 KeAi Communications Co., Ltd. Издатель Elsevier B.V.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Инфраструктуры электросетей | Энциклопедия

1. Введение

Схемы систем защиты становятся все более важными из-за возрастающей сложности и проблем в энергосистемах. Несогласованность и ложное срабатывание защитных реле сыграли значительную роль в отключениях и распространении каскадных событий ^[1] . Североамериканский совет по надежности электроснабжения (NERC) сообщил, что вклад систем защиты в каскадные события составляет более 70% ^[2] .Исследование CIGRÉ ^[3] показало, что 27% сбоев в системе электроснабжения являются результатом ложных срабатываний систем защиты стяжек. Рисунок 1 иллюстрирует обновленную информацию о некоторых крупных отключениях электроэнергии и нарушениях во всем мире ^{[3] [4]} .

Рисунок 1. Крупнейшие системные нарушения и отключения электроэнергии во всем мире за последние несколько десятилетий.

Основная задача системы защиты — отделить поврежденную часть от исправной для стабильной подачи электроэнергии без каких-либо прерываний, каскадных отказов и отключений.Обычная координация энергосистемы включает первичную и резервную защиту ^{[5] [6]} . Основные части энергосистемы (сети), включая генерацию, высоковольтную линию передачи и распределение, должны быть отрегулированы до соответствующих настроек. Проблемы защиты значительно возрастают с ростом энергосистемы.

Generation: В системах защиты генераторов существует множество защитных функций и схем защиты. Авторы в Справочниках ^{[7] [8]} исследовали различия между дистанционными (21) и управляемыми напряжением или ограничением напряжения защитными реле максимального тока с выдержкой времени (51 В) в качестве резервной защиты генератора.Исследования показали, что функции защиты реле 21 и 51В не должны срабатывать в системе релейной защиты зон. В зависимости от конфигурации системы, расположенной выше по потоку, оба защитных реле с функцией 21 или 51 В могут использоваться в качестве резервной защиты генератора. Защитные функции 21 и 51 В используются в качестве резервной защиты, соответственно, с дистанционными реле и реле максимальной токовой направленности (DOC) в линиях электропередачи.

Линии передачи высокого напряжения: системы передачи используются для передачи электроэнергии от производства к потребителю.В системе передачи возникает множество неисправностей из-за расширения и длинных линий. Дистанционная защита — один из наиболее часто используемых способов защиты линий электропередачи с разными зонами. Размах мощности — серьезная проблема в системе защиты, где импеданс, видимый дистанционным реле, колеблется из-за колебаний напряжения и тока в линии передачи. Когда качание мощности переходит в рабочую зону, реле может без необходимости отключать ^[9] . Проблемы системы передачи с параллельными линиями возрастают из-за взаимной связи, обратной связи, подачи и плохой дискриминации между неисправными и исправными линиями.Эти проблемы влияют на дистанционную защиту, особенно в случае возникновения неисправности вблизи шины дальнего конца ^{[10] [11]} . Было предложено несколько решений для решения проблем защиты параллельных линий ^{[12] [13] [14]} . Авторы ссылок ^{[12] [13]} предложили методы защиты параллельных линий передачи с использованием вейвлет-преобразования, используя его великолепные характеристики для обнаружения помех в токовых сигналах и оценки векторов всех сигналов, а также для достижения высокоскоростная ретрансляция.В ссылке ^[14] авторы предложили адаптивную дистанционную защиту, основанную на информации, окружающей защищаемую линию в различных условиях эксплуатации. Было показано влияние гибкой системы передачи переменного тока (FACTS) на защитные устройства, такие как дистанционные реле, в линии передачи. Устройства FACTS в линиях передачи увеличивают способность линии передачи мощности, вызывая серьезные проблемы для дистанционной защиты линий передачи ^{[15] [16]} .Пусковой ток трансформатора влияет на защитные реле. Пусковые токи приводят к неправильной работе трансформаторных дифференциальных реле ^{[17] [18]} . Первым решением для предотвращения неправильной работы дифференциальных реле является задержка срабатывания реле ^[19] . В справке ^[20] представлено дифференциальное реле с ограничением только гармоник для защиты шины. В современных трансформаторных дифференциальных реле используются методы ограничения гармоник или блокировки ^[21] .Эти методы обеспечивают защиту реле для очень высокого процента случаев бросков тока и чрезмерного возбуждения. Метод бесполезен при очень низком содержании гармоник в рабочем токе.

Распределительная система : В последние годы структура распределительных сетей изменилась в результате диверсификации потребителей и технологических достижений. В связи с этим возросли проблемы защиты распределительных сетей. КЗ с высоким импедансом (HIF) — одна из проблем в распределительной сети.Повреждения с высоким импедансом в распределительных фидерах вызывают аномальные электрические условия, которые не могут быть обнаружены обычной системой защиты из-за низкого тока короткого замыкания и высокого импеданса в точке замыкания ^[22] . Более того, неспособность обнаружить ОПО может вызвать опасность пожара и опасность для жизни человека ^{[23] [24] [25]} . Были представлены различные решения для обнаружения HIF. Чакраборти и Дас ^[23] представили метод обнаружения HIF с несколькими четными гармониками, присутствующими в формах волны напряжения.Авторы ссылки ^[24] использовали метод с систематическим планом выделения признаков, основанный на методе обнаружения и классификации HIF. Дискретное вейвлет-преобразование было предложено для обнаружения HIF наряду с частотным диапазоном и преобразованием RMS для реализации алгоритма обнаружения на основе распознавания образов ^[26] .

2. Микросеть

Набор взаимосвязанных нагрузок и DG в четко определенных электрических границах, которые действуют как единый управляемый объект, может работать как в подключенном к сети, так и в изолированном режиме ^[27] .Увеличение стоимости доставки энергии от электростанций к потребителям и необходимость повышения надежности системы и экологических преимуществ оправдывают переход к технологиям DG ^[28] . В существующих методах защиты микросеть может вызвать множество проблем с точки зрения защиты ослепляющих зон, ложных срабатываний защитных реле, снижения уровней отказов, разделения и автоматического повторного включения ^{[29] [30] [31]} . На рисунке 2 изображена типичная модель микросети, которая подключена к сети в точке общего соединения (PCC).

Рисунок 2. Однолинейная схема микросети, подключенной к сети; ТЭЦ: теплоэлектроцентраль. CB: выключатель.

Микросети

очень разнообразны в отношении их подключения, защиты, связи, системы постоянного / переменного тока, типа DG и т. Д. Авторы ссылки ^[32] разделили микросети на три типа с различными режимами работы, включая микросети объекта, удаленные микросети и хозяйственные микросети. Микросети объекта работают в преднамеренном или непреднамеренном изолированном режиме, удаленные микросети включают только изолированный режим, а микросети коммунальных служб работают в режиме подключения к сети.Кроме того, в микросетях предприятий и инженерных сетей есть режимы подключения к электросетям, в отличие от удаленных микросетей. Удаленные микросети в основном используются в удаленных районах, на островах и на больших географических участках. Авторы ссылки ^[33] исследовали два типа ДГ, то есть типичную вращающуюся синхронную машину и ДГ на основе инвертора. Основная причина такой классификации — разница между уровнем тока короткого замыкания и напряжением постоянного и переменного тока. Удаленная микросеть охватывает большую географическую область по сравнению с микросетями объектов и коммунальных служб.Авторы ссылки ^[34] классифицировали микросети на три основные категории в зависимости от подключения к шинам переменного или постоянного тока, т.е. микросеть может быть переменного тока, постоянного тока или гибридной сети переменного / постоянного тока. Эти исследователи рассмотрели преимущества и недостатки систем переменного и постоянного тока. Большинство компонентов энергосистемы, таких как нагрузки и линии передачи, работают с системами переменного тока. Авторы ссылки ^[35] сравнили характеристики тока короткого замыкания в распределительных системах переменного и постоянного тока при наличии ДГ.Они исследовали различия между схемами защиты в системах переменного / постоянного тока и обнаружили, что ток короткого замыкания переменного тока имеет синусоидальную форму с двумя переходами через ноль в каждом периоде, включая значение импеданса повреждения и ток с высокой скоростью нарастания. В Ссылке ^[34] недостатки систем переменного тока представлены с точки зрения синхронизации ДГ, качества электроэнергии и трехфазного дисбаланса. Некоторыми из преимуществ систем постоянного тока являются более высокая эффективность, отсутствие потерь коэффициента мощности и низкий уровень напряжения, а также отсутствие необходимости в инверторах и трансформаторе.Кроме того, природа постоянного тока облегчает использование возобновляемых ресурсов и снабжение нагрузок постоянного тока. Гибридная микросеть облегчает прямую интеграцию генераторов переменного тока и постоянного тока в одну распределительную сеть. В ссылке ^[36] предложен метод анализа неисправностей, основанный на упрощенной модели гибридной микросетевой системы переменного / постоянного тока. В методе используется эквивалентное упрощение математической модели для анализа характеристической системы в аварийных условиях. На рисунке 3 показана гибридная структура с микросетями переменного и постоянного тока.

Рисунок 3. Гибридная микросеть (системы переменного и постоянного тока).

Интеллектуальная сеть обеспечивает оптимальный способ распределения электроэнергии от различных источников генерирующих станций и ДГ. Цели использования интеллектуальной сети в энергосистеме следующие:

• с участием физических лиц в составе энергосистемы, потребителей или поставщиков электроэнергии;
• используют больше возобновляемых источников энергии;
• снижение зависимости от производства электроэнергии на электростанциях;
• снижение полных отключений электроэнергии;
• увеличение мощности энергосистемы на отпуск электроэнергии;
• сокращение времени восстановления энергосистемы после возникновения неисправности;
• бритье пиков ^[37] .

Было несколько дискуссий о защите микросетей, каждая из которых была посвящена разным вопросам. В ссылке ^[35] авторы представляют подробный технический обзор микросетей и интеллектуальных сетей в свете текущих разработок и будущих тенденций. Они описали функции компонентов интеллектуальной сети, которые включают компоненты интерфейса интеллектуальных устройств, расширенное прогнозирование, управление блоками генерации / хранения, передачу / мониторинг данных, потоки мощности и управление энергопотреблением.Ссылка ^[36] проанализировала характеристики тока короткого замыкания в распределительных сетях переменного и постоянного тока, сначала описала методы защиты для систем переменного и постоянного тока и, наконец, сравнила методы защиты в сетях переменного и постоянного тока. В ссылке ^[38] представлен обзор проблем и подходов к защите микросетей. В этом справочнике основное внимание уделяется управлению микросетями, включая централизованное и децентрализованное управление. В ссылке ^[39] рассмотрены методы адаптивной защиты для микросетей.Были представлены различные методологии адаптивных систем защиты с микросетями. Обзор схем защиты и методов координации в микросетевых системах представлен в Справочном документе ^[40] .

Эта запись адаптирована из 10.3390 / app10228271

сетей передачи электроэнергии — Всемирная ядерная ассоциация

(обновлено в августе 2020 г.)

• Национальные и региональные сетевые системы, соединяющие производителей с оптовыми потребителями, обычно так же важны, как и производство электроэнергии.
• Инвестиции в них часто имеют такой же масштаб, что и генерирующие мощности.
• Новая технология позволяет передавать высокие напряжения на большие расстояния без больших потерь.
• Операторы систем передачи (TSO) несут ответственность за качество электроснабжения.
• В тех случаях, когда национальная энергетическая политика ставит во главу угла надежность энергоснабжения, роль TSO заключается в достижении эксплуатационной надежности из различных источников с различными характеристиками.

Страны с хорошо развитой электроэнергетической инфраструктурой создали сети, управляемые операторами систем передачи (TSO), для передачи электроэнергии в распределительные системы там, где это необходимо. Там, где генерирующие станции могут быть расположены близко к центрам нагрузки, они менее важны, чем удаленные станции, как, например, многие гидроэлектростанции и ветряные электростанции. Можно использовать более низкое напряжение. При более высоких напряжениях, например 500 кВ и выше, потери при передаче на сотни километров значительно снижаются.При сверхвысоких напряжениях (UHV) , например, 1000 кВ переменного тока или 800 кВ постоянного тока, потери дополнительно снижаются (, например, до 5% на 1000 км или 3,5% для HVDC), но требования к капиталу выше. Новые планы касаются линий 1100 кВ постоянного и 1050 кВ переменного тока. В Германии рассматривается возможность преобразования некоторых существующих линий переменного тока в постоянный ток для увеличения их пропускной способности.

Потери при передаче часто составляют около 6%, хотя средний мировой показатель составляет 8%. В США оценка составляет около 6%, или 250 ТВт-ч в год, на сумму около 20 миллиардов долларов.ЕС теряет 6%, а Великобритания — 8%. Китай работает над сокращением потерь при передаче с 6,6% в 2010 году до 5,7% в 2020 году, Япония в 2013 году имела потери 5%, а Южная Корея — 3%. В Индии потери при передаче в 2011 г. составили 222 ТВт-ч (21%), а в 2013 г. — 18%, в основном из-за краж. Некоторые страны выше. (Статистика Международного энергетического агентства)

Оптовые распределительные компании («дискотеки») понижают напряжение с помощью трансформаторов, в конечном итоге до внутреннего, и продают электроэнергию.

Передающие сети обычно работают с переменным током (AC), который можно легко преобразовать в более высокие или более низкие напряжения. Все чаще линии постоянного тока (DC) используются для конкретных проектов, в частности, подводные кабели, связывающие страны или соединяющие морские ветряные электростанции с береговыми сетями через преобразовательные подстанции. Кроме того, высоковольтные линии постоянного тока (HVDC) становятся все более важными для эффективной передачи на большие расстояния.

Обычно напряжение 132 кВ или выше будет подключать электростанции и обеспечивать основу сетевой системы, в то время как 66 кВ, 33 кВ или 11 кВ могут подключать к ним возобновляемые источники энергии, такие как ветер.Распределение составляет 400 вольт, а иногда и меньше.

В синхронной сети, такой как Западная Европа, все генераторы находятся в фазе, что позволяет передавать мощность переменного тока по всей территории, соединяя большое количество генераторов и потребителей электроэнергии и потенциально обеспечивая более эффективные рынки электроэнергии и резервные генерирующие мощности. В мае 2014 года были подключены электрические сети и АТС в южной и северо-западной Европе, что охватило около 70% европейских потребителей и с годовым потреблением почти 2400 ТВтч.Общий рынок электроэнергии на сутки вперед, созданный в результате физической и финансовой интеграции двух регионов, простирается от Португалии до Финляндии. Ожидается, что это приведет к более эффективному использованию энергосистемы и трансграничной инфраструктуры в результате лучшей гармонизации между энергетическими рынками. Ожидается, что рынки электроэнергии в Чешской Республике, Словакии, Венгрии и Румынии объединятся аналогичным образом, а затем соединятся с остальной Европой. Польша частично интегрирована с северо-западным регионом Европы через подводную линию в Швецию.Возможная интеграция Италии будет зависеть от переговоров Швейцарии с Европейским союзом о подключении энергосистем.

Иногда сети переменного тока соединяются линиями высокого напряжения постоянного тока (HVDC) с использованием преобразователей источника напряжения (VSC). HVDC позволяет подключать асинхронные системы переменного тока. Ожидается, что к 2020 году к мировым сетям будет добавлено более 300 ГВт новой мощности передачи постоянного тока высокого напряжения, две трети из которых будут приходиться на Китай для подключения внутренних возобновляемых источников (особенно гидро) к прибрежным центрам нагрузки. В июле 2016 года компания Siemens получила свой первый заказ на преобразовательные трансформаторы на 1100 кВ для линии высоковольтного постоянного тока Чанцзи — Гуцюань протяженностью 3200 км в Китае, которая будет введена в эксплуатацию в конце 2018 года.

Одной из основных проблем для многих стран, намеревающихся добавить ядерные мощности к своей инфраструктуре, является размер их энергосистемы. Многие атомные электростанции больше, чем электростанции, работающие на ископаемом топливе, которые они дополняют или заменяют, и не имеет смысла иметь какой-либо энергоблок, мощность которого превышает одну десятую мощности сети (возможно, 15% при наличии высокой резервной мощности). Это сделано для того, чтобы установку можно было отключить для дозаправки или технического обслуживания, либо из-за непредвиденных событий. Пропускную способность и качество сети также можно рассматривать на региональном уровне, как, например, в Иордании.Во многих ситуациях может потребоваться столько же инвестиций в сеть, сколько в электростанцию ​​(и).

В Европе управляющий орган системы передачи электроэнергии ENTSO-E, в состав которого входит 41 оператор TSO из 34 стран, оценил способность сетевых сетей Европы стать единым внутренним энергетическим рынком. Для этого потребуется около 128 миллиардов долларов на новые и модернизированные линии электропередач, чтобы соответствовать целям ЕС по возобновляемым источникам энергии и интеграции энергетического рынка. В своем Десятилетнем плане развития сети на 2012 год он определил 100 препятствий в сфере электроснабжения, 80% из которых связаны с проблемой интеграции возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца, в национальные сети.Большая часть европейских инвестиций должна быть направлена ​​на реконструкцию или строительство около 51 000 км высоковольтных линий электропередач и кабелей, которые должны быть объединены в 100 крупных инвестиционных проектов, направленных на устранение основных узких мест. Одна цель (поставленная в 2002 году) — обеспечить уровень межсетевого взаимодействия для каждой страны, по крайней мере, эквивалентный 10% ее генерирующих мощностей, для создания инфраструктуры электроэнергии в странах ЕС. Этого было далеко не достичь в 2013 году, но указанные инвестиции принесут пользу всем странам ЕС, кроме Испании.Одно из узких мест устраняется путем строительства линии HVDC мощностью 1400 МВт на 65 км через Пиренеи, чтобы удвоить пропускную способность Испания-Франция, самой длинной подземной линии HVDC в мире стоимостью 700 миллионов евро. Запланированное строительство второй подводной линии связи увеличит межсетевое соединение до 5000 МВт примерно к 2020 году.

В исследовательском проекте ENTSO-E 2013 участвовали 20 партнеров из 12 стран, чтобы пересмотреть определение надежности во все более взаимосвязанной системе с преобладанием возобновляемых источников энергии. Проект GARPUR (общепринятый принцип надежности с моделированием неопределенности и вероятностной оценкой рисков) фокусируется на оптимальном балансе между затратами на обеспечение надежного электроснабжения и социально-экономическими затратами на перебои в подаче электроэнергии во все более сложной системе.Этот подход учитывает вероятности отказов на основе погодной зависимости, истории технического обслуживания и условий в реальном времени. Он учитывает неопределенности как в прогнозах генерации, так и в прогнозах нагрузки, а также гибкость, обеспечиваемую спросом, хранением энергии и распределенными возобновляемыми источниками энергии. Это позволяет правительствам, регулирующим органам и TSO определять цену за надежность поставок и минимизировать затраты на ее достижение.

Пропускная способность производителей должна быть достаточной для пиковой выработки у них.Следовательно, из расчета на МВтч, поставленный оптовикам, это в три или четыре раза дороже для возобновляемых источников энергии, чем для станций с базовой нагрузкой. В Австрии плата за доступность сети и потери в линии на 2015 год установлена ​​на уровне около 3,50 евро / МВтч для возобновляемых источников энергии.

Германия является ярким примером потребности в увеличении пропускной способности, имея традиционные электростанции, работающие на ископаемом топливе, и атомные электростанции на юге, с линиями, простирающимися оттуда на остальную часть страны, в то время как источники энергии ветра расположены вдоль северного побережья Балтийского моря. .Следовательно, существующие линии с севера на юг стали узкими местами, неспособными передавать достаточное количество ветровой энергии с севера, чтобы заменить закрытые мощности на юге.

TSO заявили, что их анализ показал, что расширение сети только на 1,3 процента позволяет добавить 3 процента генерирующих мощностей и интегрировать 125 гигаватт возобновляемых источников энергии — и все это по цене 2 цента за киловатт-час для потребителей электроэнергии сверх 10-летний период. «Обременительные процедуры выдачи разрешений и отсутствие общественного признания в отношении линий электропередач в настоящее время являются наиболее серьезными препятствиями», с которыми сталкиваются эти усилия.Таким образом, ENTSO-E предлагает, чтобы каждое государство-член ЕС назначило единый компетентный орган, ответственный за завершение всего процесса выдачи разрешений, который не должен превышать трех лет.

Другая цель усилий ЕС в области сетевой инфраструктуры — снижение статуса «энергетического острова» Италии, Пиренейского полуострова, Ирландии, Великобритании и стран Балтии. Это будет решено с помощью обновлений, при этом общие затраты на генерацию снизятся примерно на 5%.

Запланированное соединение HVDC Nordlink мощностью 1,4 ГВт (эл.) Между Германией и Норвегией имеет большой потенциал для соединения солнечной и ветровой мощности северной Германии с гидроэнергетикой Норвегии с 2020 года, обеспечивая критически важную поддержку Германии и позволяя экспортировать излишки энергии ветра и солнца на север.Ожидается, что общая стоимость строительства 620 км к западу от Дании составит 2,8 миллиарда долларов. Однако Норвегия настаивает на том, чтобы в сделке учитывалась возможность диспетчеризации ее гидроэнергетических мощностей и чтобы она была частью любого рынка мощности, который вознаграждает за это свойство, поддерживая непостоянство Германии. Сообщается, что Германия считает эту связь жизненно важной для своих планов по отказу от диспетчерской ядерной энергетики в 2022 году. Норвежская Stattnett будет владеть 50%, немецкий TenneT TSO и государственный банк KfW Group будут владеть по 25% каждая.Норвегия производит около 95% электроэнергии за счет гидроэнергетики. Он уже имеет линии электропередачи со Швецией, Данией (1700 МВт, планируется еще 700 МВт HVDC) и Нидерландами (NorNed, 700 МВт), и строит линию HVDC протяженностью 730 км, стоимостью 2 млрд евро в Великобританию (линия NSN 1,4 ГВт, ввод в эксплуатацию в 2021 году). Проект NSN был выбран Европейской комиссией в качестве одного из проектов, направленных на создание интегрированного энергетического рынка ЕС.

Исследование Booz, спонсируемое Европейской комиссией, в 2013 году поддержало план ENTSO-E по увеличению передачи на 40% к 2020 году, но заявило, что этот показатель должен сохраняться до 2030 года.«Около 90% преимуществ достижимы, даже если будет достигнута только половина желаемого увеличения пропускной способности, даже без снижения спроса», — говорится в сообщении. В исследовании говорится, что более тесная интеграция рынков электроэнергии ЕС может принести к 2030 году до 40 миллиардов евро в год, а координация инвестиций в возобновляемые источники энергии может добавить к этому 30 миллиардов евро в год. Улучшение реакции со стороны спроса с помощью интеллектуальных сетей может составить до 5 миллиардов евро в год, а совместные расходы по балансировке могут составить до 0 евро.В исследовании говорится, что 5 миллиардов в год, что приведет к общей потенциальной выгоде до 75,5 миллиардов евро в год к 2030 году.

В мировой перспективе, по оценке французского агентства RTE, в течение десяти лет до 2022 года потребуются инвестиции в размере 700 миллиардов долларов в 16 крупнейших сетей, обслуживающих 70% мировой электроэнергии, частично за счет интеграции возобновляемых источников. В 16 сетях 2,2 млн км линий. Сама RTE планирует инвестировать 19 миллиардов долларов к 2020 году. В развитых странах развитие электросетей идет медленно из-за процесса утверждения и противодействия общественности.

Отправляемость

Основными проблемами для управления сетью являются управление частотой и напряжением в процессе удовлетворения спроса, который постоянно меняется. Это означает, что TSO должны иметь возможность диспетчеризации. Традиционно они отправляются в порядке значимости, т. Е. В соответствии с наименьшими предельными затратами. Однако с установлением преференциального доступа для периодически возобновляемых источников энергии в сочетании с относительно высокими льготными тарифами или другими договоренностями это все больше ставится под угрозу.Когда к сети подключены большие периодически возобновляемые мощности, поставки из них могут удовлетворить большую часть спроса или даже иногда превышать его, что означает, что надежные мощности с низкими маржинальными затратами затем отключаются. Поскольку такие установки часто представляют собой оборудование с высокими капитальными затратами и низкими эксплуатационными расходами, их экономическая жизнеспособность подрывается.

Органы управления энергосистемой, столкнувшиеся с необходимостью иметь возможность передавать электроэнергию в короткие сроки, рассматривают ветроэнергетику не как доступный источник поставки, который может быть задействован при необходимости, а как непредсказуемое падение спроса.В любом случае ветровой энергии требуется около 90% резервного питания, тогда как уровень поддержки для других форм производства электроэнергии, которые могут быть задействованы по запросу, составляет около 25%, просто учитывая время простоя на техническое обслуживание. Некоторое обсуждение затрат на интеграцию возобновляемых источников энергии содержится в сопроводительном документе WNA по возобновляемым источникам энергии и электроэнергии.

В тех случаях, когда время от времени поступает значительный объем возобновляемых источников энергии, все чаще звучат призывы к оплате мощности или механизмам вознаграждения за мощность (CRM) — положение о выплате коммунальным предприятиям, чтобы поддерживать диспетчерские мощности доступными и, в среднесрочной перспективе, поощрять инвестиции в них.Германия — это страна, в которой большинство газовых электростанций стало нерентабельным из-за положений Energiewende о поощрении возобновляемых источников энергии, и она предлагает два типа платежей за мощность: один на основе клиента, как во Франции, и один с центральным покупателем, как запланировано на СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО. В начале 2014 года в половине стран ЕС был или планировался какой-либо рынок мощности. В системе Великобритании требования к мощности будут определяться административно в соответствии с прогнозами TSO, а цена — на аукционе. Во французской системе потребность в мощности определяется децентрализованным спросом на розничном рынке, а цена определяется торговыми сертификатами.Центральная система имеет эффект социализации инвестиционных рисков. Первый аукцион мощности на 2018-19 годы в Великобритании состоится в ноябре 2014 года. Eurelectric призвала к тому, чтобы CRM были рыночными, а не государственной, технологически нейтральными, недискриминационными и регионально связанными.

Поддержание регулируемой мощности становится все труднее с появлением высоких мощностей возобновляемых источников энергии. Но цена неспособности удовлетворить спрос очень высока. Стоимость потерянной нагрузки (VOLL) оценивается в 50–350 раз от стоимости поставленного кВтч.Следовательно, необходимо поддерживать запас мощности, чтобы удовлетворить неожиданные всплески спроса и изменчивость ввода возобновляемых источников энергии.

Вспомогательные услуги: регулирование напряжения и частоты

Одна из основных функций TSO — гарантировать, что напряжение в распределительных сетях и частота существенно не отклоняются от установленных критериев. Он также должен контролировать поток энергии (загрузку сети) и устранять необычные помехи. TSO часто заранее заключает договор на эти вспомогательные услуги.

Вспомогательные услуги управления частотой (FCAS) являются фундаментальными, и в сети есть два типа: управление регулированием сглаживает обычные незначительные колебания нагрузки или генерации; Контроль непредвиденных обстоятельств — это корректировка баланса спроса и производства, чтобы избежать резких скачков частоты в сети, возникающих из-за серьезных перебоев в поставках. Первые используются постоянно и централизованно, вторые — лишь иногда и более локально.

В Великобритании национальная электросеть обязана поддерживать частоту в диапазоне 49.5–50,5 Гц и обычно составляет от 49,8 Гц до 50,2 Гц. В Австралии автоматическое управление генерацией поддерживает частоту от 49,85 до 50,15 Гц. В других местах допускается изменение 0,25 Гц. Регулирующее управление осуществляется путем регулировки выходной мощности генераторов. Контроль непредвиденных обстоятельств может потребовать более серьезных изменений в генерации или сбросе нагрузки, в зависимости от временных рамок. Во Франции уровень безопасности составляет 49,2 Гц, а ниже 49 Гц происходит отключение нагрузки.

Быстрые изменения частоты ослабляются из-за инерции вращающихся турбогенераторов в обычных синхронных электростанциях, что называется мгновенным резервом.В системах с высокой долей возобновляемых источников энергии электроника подающих инверторов может в некоторой степени имитировать это как синтетическую инерцию. Без этого необходимо ограничить мгновенное проникновение от асинхронных источников, таких как солнце и ветер. Кроме того, обычно имеется аварийный резерв или «вращающийся резерв», равный мощности самого большого генератора в системе.

После полного отключения электроэнергии во всем штате Южная Австралия в сентябре 2016 года из-за потери контроля напряжения и частоты, когда большая часть энергии поступала от ветряных электростанций, оператор австралийского энергетического рынка (AEMO) потребует, чтобы как минимум два синхронных генератора всегда были в рабочем состоянии. онлайн в штате (а также с сохранением некоторой резервной мощности от межгосударственного).В третьем промежуточном отчете AEMO об инциденте говорится: «Сила системы… в первую очередь зависит от количества расположенных поблизости синхронных генераторов».

Ключевым показателем является скорость изменения частоты (RoCoF). Маленькие заводы созданы, чтобы выжить только в небольших RoCoF, например, . 0,5 Гц / с, а при превышении они отключаются (отключаются). Перед отключением большие генераторы должны выдерживать RoCoF до 3 Гц / с. Крупное отключение электроэнергии в Южной Австралии в сентябре 2016 года произошло после того, как RoCoF достиг 7 Гц / с.

В Японии из-за повреждений, вызванных землетрясением Тохоку в марте 2011 года, частота Tepco упала до 48,44 Гц чуть более чем за минуту, но отключение нагрузки на 5570 МВт, за которым быстро последовало еще 135 МВт в непосредственной близости, позволило избежать отключения системы. Частота была восстановлена ​​примерно за пять минут при увеличении выработки (хотя потеря мощности в 9100 МВт электроэнергии потребовала недели, чтобы исправить ее после веерных отключений).

В начале 2016 года Национальная электросеть Великобритании активно откликнулась на тендер на «усиленную частотную характеристику» мощностью 200 МВт (эл.).Он предлагал четырехлетние контракты на мощность, способную обеспечить 100% выходную активную мощность за секунду или меньше регистрации отклонения частоты. Было предложено около 888 МВтэ емкости аккумуляторных батарей, 150 МВтэ межсетевого взаимодействия, 100 МВтэ мощности отклика на стороне спроса и 50 МВтэ мощности маховика. В сентябре были объявлены победившие заявки на усиление частотной характеристики — 64 проекта мощностью от 10 до 49 МВт и общей стоимостью 66 миллионов фунтов стерлингов. Все, кроме трех, связаны с хранением батарей. Выигрышные предложения варьировались от 7 до 12 фунтов стерлингов за МВтч усиленной частотной характеристики.

В Европе для TSO было предложено разрешить большее изменение частоты, например, от 50 до 47,5 Гц в течение длительных периодов времени, чтобы можно было лучше приспособить прерывистые возобновляемые источники. Правительства некоторых стран ЕС призывают к увеличению вклада возобновляемых источников энергии, но в случае Германии исследование вспомогательных услуг до 2033 г. предполагает, что можно управлять частотным регулированием. ENTSO-E заявляет, что предложение о большей гибкости заключается в решении «проблем трансграничных сетей и проблем рыночной интеграции», одна из которых требует «содействия достижению целей по проникновению возобновляемой генерации».«В настоящее время допускается кратковременное изменение до 1 Гц. Западноевропейская ассоциация органов регулирования ядерной энергетики (WENRA) заявила, что это предложение «может отрицательно повлиять на ядерную безопасность», потому что «определение диапазона частоты и напряжения слишком велико». Кроме того, изменчивость ускоряет старение некоторых компонентов установки, особенно электродвигателей. Данные ENTSO-E показывают, что увеличение проникновения возобновляемых источников энергии связано с резким увеличением количества и продолжительности повторяющихся событий.

В соответствии с техническими и проектными спецификациями по ядерной безопасности самая низкая частота, разрешенная для оборудования, связанного с безопасностью, составляет 48 Гц, а частота ниже этого значения означает, например, что насос охлаждающей жидкости может работать слишком медленно. Кроме того, ядерное законодательство нескольких стран WENRA не позволяет атомным станциям участвовать в регулировании частоты или отслеживании нагрузки, как это было предложено ENTSOE-E.

Дополнительные услуги по управлению напряжением связаны с поддержанием потока мощности в пределах физических ограничений оборудования.Один из методов управления напряжением заключается в том, что генераторы поглощают реактивную мощность из электрической сети или генерируют в ней реактивную мощность и соответственно регулируют местное напряжение. Это также можно сделать с помощью высокоинерционных вращающихся стабилизаторов в решетчатой ​​системе. В ЕС постоянно допустимый диапазон изменения напряжения генератора составляет от 95% до 105% номинального напряжения на срок до 15 минут. В течение ограниченного времени генераторы должны быть способны работать в диапазоне напряжений от 92% до 108% номинального напряжения, чтобы компенсировать проблемы TSO, в основном для обеспечения синхронной работы сети и поддержки системы при возникновении местных проблем с напряжением. ( у.грамм. , чтобы избежать падения напряжения). В точке подключения системы передачи для распределения напряжение может изменяться на 10%. В Германии исследуются несколько новых средств обеспечения повышенной реактивной мощности в сети, в том числе трансформаторы с фазовым сдвигом, и может быть использована некоторая повторная переадресация. Также предусмотрено обеспечение реактивной мощности через инверторные станции планируемых линий постоянного тока.

Управление напряжением и частотой в сочетании с быстрым нарастанием и падением — основные проблемы, возникающие в связи с увеличением доли солнечных и ветровых возобновляемых источников энергии в любой энергосистеме.Должна быть подключена достаточная управляемая мощность синхронной генерации, чтобы обеспечить инерцию для поддержания частоты. Асинхронный ввод от ветряных и солнечных фотоэлектрических модулей сам по себе не может обеспечить требуемый контроль для обеспечения безопасности системы, что вызывает необходимость в других мерах.

Некоторая синтетическая инерция может быть обеспечена электроникой питающих инверторов от ветряных турбин или, что более надежно, синхронные конденсаторы могут обеспечить достаточную реальную инерцию для стабилизации системы.Это высокоинерционные вращающиеся машины, которые могут поддерживать энергосистему в обеспечении эффективной и надежной синхронной инерции и могут помочь стабилизировать отклонения частоты за счет генерации и поглощения реактивной мощности. Некоторые более новые ветряные турбины напрямую связаны и работают синхронно с фиксированными скоростями вращения, определяемыми сетью, обеспечивая некоторую стабильность частоты, хотя и меньшую общую выходную энергию, чем при выходе постоянного тока.

Синхронные конденсаторы похожи на синхронные двигатели без нагрузки и механически ни с чем не связаны.Они могут быть дополнены маховиком для увеличения инерции. Они используются для управления частотой и напряжением в слабых частях сети или там, где имеется высокая доля переменного возобновляемого ввода, требующего повышения стабильности сети. Добавление синхронных конденсаторов может помочь с потреблением реактивной мощности, повысить устойчивость к короткому замыканию и, следовательно, инерцию системы, а также обеспечить лучшее динамическое восстановление напряжения после серьезных сбоев системы. Они могут компенсировать опережающий или запаздывающий коэффициент мощности путем поглощения или подачи реактивной мощности (измеренной в вольт-амперных реактивных, ВАр) в линию.Некоторые генераторы, выведенные из эксплуатации на угольных электростанциях, переоборудованы в синхронные конденсаторы, работающие от сети.

В Германии сильно изменяющийся поток от морских ветряных электростанций на севере передается в основные центры нагрузки на юге, что приводит к колебаниям напряжения и необходимости усиленного контроля реактивной мощности. Уменьшение инерции во всей энергосистеме сделало потребность в повышении устойчивости к короткому замыканию и стабильности частоты более критичной, что было решено путем установки большого синхронного конденсатора GE в Берграйнфельде в Баварии.После отключения электроэнергии по всему штату Южная Австралия устанавливает четыре синхронных конденсатора Siemens, чтобы компенсировать значительную долю ветрового воздействия на энергосистему и снизить уязвимость к дальнейшим проблемам, связанным с этим.

В Великобритании Statkraft планирует установить два вращающихся стабилизатора GE для обеспечения устойчивости сети передачи в Шотландии. Они будут потреблять около 1 МВтэ из сети и обеспечивать синхронную инерцию, во много раз превышающую импульсную возобновляемую энергию, заменяя роль инерции в ископаемом топливе или атомных станциях.Этот проект входит в пятерку инновационных контрактов на стабильность сети, заключенных оператором электроэнергетической системы Национальной сети в январе 2020 года.

Некоторые определения вспомогательных услуг включают повторную отправку и сокращение, наряду с отслеживанием нагрузки, среди других услуг для обеспечения надежной работы сети. Это новое явление, возникающее из-за чрезмерной мощности солнечной и ветровой энергии, которая обычно имеет приоритет. (Гидроэнергетика как возобновляемый источник может быть отключена без потери потенциальной энергии, которая остается доступной по запросу в качестве диспетчерского источника.)

Системные затраты

По мере возрастания роли возобновляемых источников энергии все больше внимания уделяется системным эффектам, связанным с взаимодействием переменных возобновляемых источников энергии с диспетчерскими технологиями. Системные эффекты относятся к затратам, превышающим затраты на уровне завода, на поставку электроэнергии при заданной нагрузке и уровне надежности снабжения. В отчете Агентства по ядерной энергии ОЭСР 2012 года основное внимание уделялось «системным затратам на уровне сети», подмножеству системных затрат, опосредованных электросетью, которые включают а) затраты на расширение и усиление транспортных и распределительных сетей, а также на подключение новых мощностей, и б) затраты на усиление краткосрочного балансирования и поддержание долгосрочной адекватности и безопасности электроснабжения.

Отчет показал, что, хотя все технологии порождают системные затраты, затраты на управляемые генераторы, по крайней мере, на порядок ниже, чем у переменных возобновляемых источников энергии. Если системные затраты на переменные возобновляемые источники энергии были включены на уровне электросети, общие затраты на электроснабжение увеличились до одной трети, в зависимости от страны, технологии и уровней проникновения. В то время как стоимость системы на уровне энергосистемы для диспетчерских технологий ниже 3 долларов США / МВт-ч, они могут достигать 40 долларов / МВт-ч для берегового ветра, до 45 долларов / МВт-ч для морского ветра и до 80 долларов / МВт-ч для солнечной энергии.Кроме того, чем больше распространяются прерывистые возобновляемые источники энергии, тем выше стоимость системы. Внедрение возобновляемых источников энергии до 10% от общего объема поставок электроэнергии увеличит затраты на МВтч на 5-50% (в зависимости от страны) и, как правило, на 13-14%, но с 30% возобновляемых источников энергии затраты на МВтч обычно увеличиваются на одну треть.

В настоящее время такие затраты на сетевом уровне просто покрываются потребителями электроэнергии за счет более высоких сетевых сборов, а производителями диспетчерской электроэнергии в виде сниженной маржи и более низких коэффициентов нагрузки.Неспособность учитывать системные затраты означает добавление неявных субсидий к уже значительным явным субсидиям для переменных возобновляемых источников энергии. Пока эта ситуация сохраняется, диспетчерские технологии не будут все больше заменяться по мере того, как они достигают конца своего срока эксплуатации, тем самым серьезно снижая надежность снабжения. Между тем их экономическая жизнеспособность серьезно подрывается, что особенно сильно сказывается на технологиях с самыми высокими переменными затратами. Поддержание высокого уровня безопасности электроснабжения в декарбонизирующих электроэнергетических системах со значительной долей переменных возобновляемых источников энергии потребует стимулов для интернализации системных затрат, а также рыночных структур, которые адекватно покрывают затраты на все диспетчерское производство электроэнергии, включая низкоуглеродную ядерную энергию.

В отчете NEA делается вывод о том, что в краткосрочной перспективе ядерная энергетика будет относительно лучше, чем уголь или газ из-за ее низких переменных затрат. Однако в долгосрочной перспективе, когда необходимо принять новые инвестиционные решения, пониженные коэффициенты нагрузки непропорционально сильно повлияют на технологии с высокими фиксированными затратами, такие как ядерная энергия, из-за снижения использования мощностей. Таким образом, в системах, которые в настоящее время используют ядерную энергию, внедрение переменных возобновляемых источников энергии, вероятно, приведет к увеличению общих выбросов углерода из-за использования технологий с более высоким уровнем выбросов углерода, таких как газ, в качестве резервного (несмотря на краткосрочное воздействие на его жизнеспособность).

Наличие высоких системных затрат означает, что потребуются значительные изменения для обеспечения экономически жизнеспособного сосуществования ядерной энергии и возобновляемых источников энергии во все более декарбонизированных электроэнергетических системах. Такие изменения могут включать более широкое использование ценообразования на выбросы углерода, долгосрочных контрактов на поставку электроэнергии и механизмов оплаты мощности, чтобы обеспечить адекватные стимулы для новых инвестиций.

Отчет NEA содержит четыре рекомендации:

• Повышение прозрачности затрат на генерацию на системном уровне для обеспечения рациональной политики.
• Подготовить нормативно-правовую базу, которая минимизирует системные затраты и интернализирует их для каждой технологии, чтобы обеспечить жизнеспособные, адекватные и устойчивые поставки с балансом системы.
• Признать ценность управляемых низкоуглеродных технологий и реформировать энергетические рынки для их поддержки.
• Повысьте гибкость системы с помощью отслеживания нагрузки, хранения, управления спросом и межсетевого взаимодействия.

Уязвимость

Жизненно важная роль передающей инфраструктуры вызывает опасения по поводу ее уязвимости для враждебных государств или террористических атак, особенно от высокогорного электромагнитного импульса (ЭМИ).Согласно исследованию Федеральной комиссии по регулированию энергетики (FERC), США могут быть заблокированы на срок до 18 месяцев из-за террористических атак на девять жизненно важных трансформаторных подстанций. FERC отвечает за регулирование безопасности межгосударственных электрических сетей, включая планы восстановления после аварийного запуска, которые необходимы для всех частей энергосистемы США. FERC и North American Electric Reliability Corporation опубликовали подробную оценку планов «черного старта» в 2016 году на основе опроса девяти неназванных сетевых операторов, включая генерирующую компанию, операторов передачи и координаторов контроля.

Конгресс назначил Комиссию EMP для оценки ситуации и рекомендации превентивных мер. Она провела тесты на повреждение оборудования электросети импульсами ЭМИ и сообщила в 2008 году, что многие системы управления были уязвимы. Законопроект США, Закон о защите критически важной инфраструктуры, ожидает принятия в Палате представителей. Новый анализ угрозы EMP, проведенный Исследовательским институтом электроэнергетики (EPRI), запрошенный Министерством энергетики (DOE) и запланированный на 2018 год, и обновленный анализ угроз Комиссией EMP прояснят варианты.Другие страны и ЕС также рассматривают эти уязвимости, при этом Южная Корея, как сообщается, лидирует в отношении защиты от ЭМИ. Угрозы варьируются от высотного ЭМИ, которое может вызвать глубокие и обширные повреждения, до огнестрельного оружия по трансформаторной подстанции и кибератак.

Некоторые коммунальные предприятия США начали защищать свои системы от ЭМИ. Dominion Energy в Вирджинии планирует потратить до 500 миллионов долларов к 2020 году на защиту своей системы от атак, включая строительство операционного центра стоимостью 80 миллионов долларов, защищенного от волн ЭМИ.Duke Energy имеет проект по защите трех своих генерирующих станций в Каролине. В случае атаки EMP гидроэлектростанция Герцога на озере Уайли на государственной границе будет доступна для подачи энергии из блэкстарта.

Отдельные страны

Китай разрабатывает очень сложную энергосистему, так как его основные месторождения угля находятся на севере, его основной ветровой потенциал — на крайнем западе, а его атомные электростанции — на побережье — недалеко от центров нагрузки. Сетевая система, управляемая Государственной сетевой корпорацией Китая (SGCC) и China Southern Power Grid Co (CSG), быстро растет, используя сверхвысокое напряжение (1000 кВ переменного тока с 2009 года и 800 кВ постоянного тока с 2010 года).К 2015 году SGCC инвестировала 500 миллиардов юаней (75,5 миллиардов долларов) в расширение сети сверхвысокого напряжения до 40 000 км. К 2020 году мощность сверхвысоковольтной сети, как ожидается, составит около 300-400 ГВт, которая будет функционировать как основа всей системы, соединяя шесть региональных кластеров. К 2020 году должно быть подключено 400 ГВт чистых источников энергии, из которых гидроэнергетика будет составлять 78 ГВт, а энергия ветра с севера — еще значительную часть. Планируется, что ветровая мощность к 2020 году превысит 100 ГВт. Однако, по данным Национального управления энергетики, в 2015 году около 34 ТВт · ч ветровой выработки — около 20% — было потеряно из-за неадекватного подключения к сети.

В конце 2009 года Китай запланировал потратить 600 миллиардов долларов на модернизацию своей сети. Ожидается, что в период с 2014 по 2020 годы высоковольтные линии электропередачи увеличатся с 1,15 млн. Км до 1,6 млн. Км. 2010. SGCC также реализует экспортные проекты — см. Бразилию ниже.

Линия сверхвысокого напряжения постоянного тока из Юньнани в Шэньчжэнь в провинции Гуандун составляет почти 2000 км и стоит 22 миллиарда юаней (3 миллиарда долларов) для CSG и будет передавать 20 ТВт-ч в год с 2017 года.Это один из 11 крупных проектов ЛЭП.

Северная часть , Индия, , в июле 2012 года пострадала от двух крупных сбоев энергосистемы, в результате чего первые 390 миллионов человек остались без электричества, а днем ​​позже — около 680 миллионов человек в 22 штатах, что свидетельствует о проблемах инфраструктуры в стране. Первой пострадала северная сеть, затем эта плюс часть восточной и северо-восточной сетей, после того, как низкое напряжение в одном месте отключило линию, и это привело к каскадному отключению. Большинство реле понижения частоты (UFR) в северном регионе не работали, и диспетчерские центры не реагировали на проблему.Электропитание некоторых основных служб возобновлялось каждый раз через несколько часов, но другие не работали более суток. Все пять сетей контролируются Power Grid Corporation, которая эксплуатирует 95 000 км линий электропередачи. В стране 33 государственных центра диспетчеризации грузов (SLDC), пять региональных центров диспетчеризации грузов (RLDC) и национальный центр диспетчеризации грузов.

USA представляет собой лоскутное одеяло из сетей, которые часто почти не связаны между собой. Western Interconnection включает около 11 штатов, а также Британскую Колумбию и Альберту.ERCOT включает большую часть Техаса, а Eastern Interconnection — остальную часть США и Канады. В центре страны очень малая мощность сети. Exelon несколько раз на протяжении более года временно сокращала внепиковую выработку на одной или нескольких своих атомных электростанциях в Иллинойсе из-за ограничений сети в зоне межсетевого взаимодействия PJM. Компания ранее заявляла, что в регионе вокруг этих станций возникают периодические перегрузки в сети из-за отключений линий электропередачи для планового технического обслуживания, большого притока ветровой энергии в сеть в непиковые часы или комбинации этих факторов.

В 2012 году в отчете Американского общества инженеров-строителей говорилось, что устаревшее оборудование и нехватка мощностей приводили к периодическим сбоям, и говорилось, что к 2020 году необходимы дополнительные инвестиции в размере 107 миллиардов долларов. Это может быть консервативным. В сентябре 2011 года простая ошибка привела к каскадному и неконтролируемому отказу, который затронул южную Калифорнию и стал самым масштабным в истории штата. Он соперничал с провалом 2003 года, в результате которого большая часть северо-востока и 50 миллионов человек остались без электричества.Среди четырех основных причин отключения электроэнергии на северо-востоке, которые следователи перечислили шесть месяцев спустя: основное предприятие энергоснабжения «не осознавало и не осознавало ухудшающееся состояние своей системы». Согласно исследованию Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, за период с 1965 по 2009 год в США и Канаде произошло 57 крупных сбоев электросети, 41 из них в США и два из них — общие.

В отчете Массачусетского технологического института за 2011 год говорится, что энергосистемы США столкнутся «с рядом серьезных проблем в течение следующих двух десятилетий, в то время как новые технологии также предоставляют ценные возможности для решения этих проблем.«Включение большего количества возобновляемых источников энергии — это одна проблема, увеличение проникновения электромобилей — другая. Но« разнообразие форм собственности и регулирующих структур в энергосистеме США усложняет разработку политики, и остается ряд институциональных, нормативных и технических препятствий, требующих действий. . «Он вынес соответствующие рекомендации.

Отчетная карта по инфраструктуре Американского общества инженеров-строителей за 2017 год показала, что большинство линий электропередачи и распределения в США были построены в период с 1950 по 1969 год с ожидаемым сроком эксплуатации 50 лет.Опрос, проведенный в мае 2017 года Smart Electric Power Alliance (SEPA) и Black & Veatch, показал, что инвестиции в передачу и распределение быстро растут, отчасти из-за необходимости интеграции возобновляемых источников энергии. В августе 2017 года Министерство энергетики (DOE) опубликовало отчет о рынках электроэнергии и надежности, в котором рекомендовалось, чтобы Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) взяла на себя ведущую роль в обеспечении эффективных сетевых подключений для более широкого и надежного удовлетворения спроса на базовую нагрузку, поскольку а также обеспечение устойчивости энергосистемы.

В августе 2014 года новая линия HVDC мощностью 530 км, мощностью 1000 МВтэ, Champlain Hudson Power Express (CHPE) получила окончательное одобрение и будет установлена ​​под землей и под водой, начиная с канадской границы в Квебеке и протянувшись вдоль озера Шамплен и через части рек Гудзон, Гарлем и Ист-Ривер до Нью-Йорка. Стоимость проекта оценивается в 2,2 миллиарда долларов и будет завершена к началу 2018 года. Он рассматривается как усиленная инфраструктура, обеспечивающая 1 ГВт электроэнергии, неуязвимую для стихийных бедствий.В декабре 2016 года была утверждена линия связи чистой энергии Новой Англии — линия высокого напряжения постоянного тока мощностью 1000 МВт протяженностью 246 км от Канады до Вермонта, две трети которой находятся под озером Шамплейн. Hydro-Québec предлагает рынкам США избыточную мощность 3000 МВт (эл.).

Другой проект HVDC, коннектор CleanPower на озере Эри мощностью 1000 МВт (эл.

Предлагается проект

Eversource по передаче электроэнергии через Северный перевал стоимостью 1,6 миллиарда долларов, чтобы вывести 1090 МВт гидроэлектроэнергии Квебека в Нью-Гэмпшир и Массачусетс.Это 380 км, 320 кВ постоянного тока, но в 2018 году не удалось получить разрешение от Нью-Гэмпшира, где около одной трети его длины будет проходить под землей.

В ноябре 2013 года правительством США был одобрен проект шлюза мощностью 1500 МВт (эл.

В 2015 году было выдвинуто предложение по экологически чистой энергии на сумму 2 миллиарда долларов для линии электропередачи постоянного тока постоянного тока мощностью 3500 МВт (1129 км) от ветряных электростанций в Оклахоме и Техасе до Мемфиса, Теннесси, с соединением с сетью TVA.Строительство этой линии Plains & Eastern Clean Line должно было начаться в 2017 году для ввода в эксплуатацию в 2020 году, при этом GE будет поставлять преобразовательные подстанции HVDC. Арканзас первоначально выступил против проекта, а затем в августе 2017 года Миссури отклонил его, ожидая согласия пострадавших округов. Это будет первый из нескольких проектов, связывающих ветроэнергетику в центре континента с рынками востока и запада. Предлагаемая линия Grain Belt Express Clean Line будет иметь 1250 км HVDC от западного Канзаса через северный Миссури и Иллинойс, соединяясь с рынком межсетевых соединений PJM.Другие предложения связаны с ветряными электростанциями в северном Техасе и западном Канзасе.

В 2014 году вступили в строй конкурентные зоны возобновляемой энергии (CREZ) ERCOT, которые связали 11,6 ГВт ветрогенерации в северном Техасе и западном Техасе с центрами нагрузки на юге, с 5700 км линий электропередачи 345 кВ. Он рассчитан на 18,5 ГВт. Ветровая генерация поддерживается большим парком парогазовых установок.

В середине 2016 года независимый системный оператор Калифорнии (CAISO) заявил в 700-страничном отчете, что расширение его деятельности за счет включения большего числа западных штатов приведет к более эффективной электросети, уменьшит выбросы парниковых газов на западе, а также или превысить поставленную государством цель получать половину своей энергии из возобновляемых источников.Исследование показало, что региональный рынок в 11 штатах сократит расходы, позволив производителям более легко продавать избыточную электроэнергию через границы штата, а также позволит Калифорнии импортировать большие объемы возобновляемой энергии из соседних штатов. CAISO сообщила, что Калифорния должна произвести к 2025 году излишек возобновляемой энергии в размере 13 ГВт, который необходимо будет отключить, когда пиковая выработка превысит спрос. Расширение территории ISO позволит использовать его совместно или вывозить на свалку между штатами без остановки турбин.

В Германии существующие линии с севера на юг перегружены и неспособны передавать достаточное количество ветровой энергии с севера для замены закрытых мощностей на юге. В мае 2011 года немецкое федеральное сетевое агентство и управление электросетей Bundesnetzagentur (BNetzA) сообщило о последствиях планов по прекращению производства ядерной энергии и значительному увеличению доли ветровых и солнечных источников. Он строго предупредил о возможной уязвимости к серьезным сбоям, а также о ненадежности, особенно на юге.Стабильность сети была главной проблемой, наряду с производительностью и пропускной способностью.

В декабре 2012 года отчет Немецкого энергетического агентства (Deutsche Energie-Agentur GmbH, DENA) показал, что к 2030 году потребуются инвестиции в размере от 27,5 до 42,5 миллиардов евро для расширения и модернизации распределения электроэнергии, чтобы справиться с увеличением доли возобновляемых источников энергии в поставках. Исследование распределения DENA показало, что необходимо расширение сети и распределения с 135 000 км до 193 000 км. Он призвал к реформированию нормативно-правовой базы, чтобы помочь операторам сетей получить прибыль, необходимую в качестве стимулов для необходимых инвестиций.DENA на 50% принадлежит министерствам федерального правительства и на 50% — финансовым учреждениям Германии. Исследование распределения было поддержано немецкими генерирующими и сетевыми компаниями, включая EnBW, EOn и Vattenfall.

В октябре 2015 года правительство утвердило планы строительства четырех основных высоковольтных линий постоянного тока общей протяженностью около 1000 км с севера и вблизи населенных пунктов под землей, первоначально из-за противодействия Баварии воздушным линиям. По оценке министерства энергетики, вариант с подземным переходом будет стоить от 3 до 8 миллиардов евро больше, чем воздушные линии, которые будут добавлены к счетам потребителей, но ожидалось, что это ускорит согласование.В мае 2016 года BNetzA оценила стоимость необходимых 7000 км новых линий электропередачи в 35 миллиардов евро, при этом приоритет будет отдан трем линиям север-юг к 2022 году, когда должна быть закрыта последняя атомная станция. Планы по этим четырем коридорам HVDC с севера на юг отстают от графика.

Наряду с 2800 км новых линий, совместно называемых SuedLink, обновляется около 1500 км существующей сети. Правительства штатов согласились позволить BNetzA координировать планы, а не отстаивать региональные интересы.Один из строящихся проектов — это так называемый мост Тюрингии на 380 кВ, соединяющий Саксонию-Ангальт на востоке Германии с Баварией, который должен быть завершен в начале 2016 года. Планируется дальнейшее увеличение пропускной способности с севера на юг путем преобразования 400 км к северу Линия Рейн-Вестфалия — Баден-Вюртемберг до 2 ГВт HVDC. Он должен был быть введен в эксплуатацию в 2019 году, когда атомная электростанция EnBW в Филлипсбурге 2 мощностью 1392 МВт (эл.) Должна была закрываться, но отставание от нее составляло примерно год.

Планы по линии HVDC мощностью 1400 МВт с Норвегией обещают помочь Германии в достижении целей возобновляемой энергии, как это уже несколько лет делает соединительный узел между Данией и Норвегией для ветроэнергетики Дании.(Ветряные турбины Дании в значительной степени зависят от их эффективного использования на 29 ГВт гидроэнергетических мощностей в Норвегии, более 1 ГВт из которых могут быть отправлены незамедлительно, когда энергия ветра недоступна в Западной Дании. В 2014 году эта цифра увеличится на 700 МВт. естественная взаимозависимость между ветром Западной Дании и норвежской гидроэнергетикой. При хороших ветрах энергия может быть экспортирована обратно в Норвегию и там сохранить гидроэнергетический потенциал.)

Чешская Республика — одна из соседних стран, затронутых проблемами энергосистемы Германии.С середины 2012 года электростанция Темелин мощностью 2 ГВт эксплуатировалась на 100 МВт ниже мощности в соответствии с инструкциями сетевого оператора CEPS из-за проблем с безопасностью сети, вызванных скачками напряжения из-за производства возобновляемой энергии в Германии. Чешская Республика и Польша установили фазосдвигающие трансформаторы на границе с Германией, чтобы заблокировать сброс электроэнергии в Германии; Они уже были во Франции, Нидерландах и Бельгии.

Австрия — еще одна страна, испытывающая трудности из-за субсидируемых ветряных и солнечных фотоэлектрических систем.Австрийской энергосистеме (APG) становится все труднее уравновесить непредсказуемое предложение и спрос. Это вызвало необходимость в адекватных источниках балансирующей мощности, что потребовало наличия надежных источников, таких как газовые генераторные установки. В Австрии большинство из них в настоящее время не работает, не в состоянии конкурировать экономически, и, следовательно, страна сильно зависит от неопределенных немецких поставок. ПНГ предлагает оплату мощности, чтобы поддерживать запасы ископаемого топлива в режиме ожидания, особенно в связи с тем, что дополнительные ветровые мощности вводятся в эксплуатацию с ограниченным доступом к сети.

Французский сетевой оператор RTE планирует инвестировать 15 миллиардов евро (19 миллиардов долларов) в национальную сеть к 2020 году и еще 20 миллиардов евро к 2030 году с учетом существующей структуры энергопотребления. Однако в нем говорится, что к 2030 году потребуется 50 миллиардов евро, чтобы справиться с сокращением доли ядерной энергетики с 75% до 50% поставок и заменой ее возобновляемыми источниками энергии. Основные инвестиции в энергосистему необходимы для повышения надежности энергоснабжения и обеспечения растущей мощности возобновляемых источников энергии. RTE имеет 105 000 км линий электропередачи, и расходы на транспортировку по сети составляют около 10% счетов потребителей.

Франция уже экспортирует много электроэнергии в Италию. В 2015 году компания RTE начала работы по строительству нового соединения HVDC Savoie-Piemont мощностью 1200 МВт (эл. Это будет самая длинная подземная высоковольтная линия электропередачи (320 кВ), когда она будет введена в эксплуатацию в 2019 году. В 2014 году Италия импортировала 19 ТВт-ч через существующие линии 2700 МВт-ч, а новое соединение добавит мощности еще на 10,5 ТВт-ч.

Итальянская Terna является оператором связи с 64 000 км линий электропередачи. Он разделит стоимость подключения HVDC Savoie-Piemont.

Новое правительство Украины , сформированное в 2014 году, нацелено на интеграцию с европейской энергосистемой и газовой сетью, чтобы сделать страну частью европейского энергетического рынка к 2017 году. В марте 2015 года соглашение было подписано между украинской распределительной компанией Укрэнерго и польской компанией Polenergia. партнером, для экспорта электроэнергии в рамках «энергетического моста» Украина-ЕС и в связи с Планом объединения энергетических рынков Балтии.Это позволит более эффективно использовать ядерные мощности Украины и позволит собрать средства для оплаты увеличения этих мощностей в Хмельницком. Предусмотрено подключение линии электропередачи 750 кВ от Хмельнисток к Жешову в Польше, включая также угольную электростанцию ​​на Бурштынском острове на Украине, при этом блок 2 Хмельнистки будет отключен от украинской энергосистемы. В июне 2015 года правительство одобрило проект.

Российская Федеральная сетевая компания на 80% принадлежит государству и контролирует 125 000 км линий электропередачи из более чем 13.6 млн кв. Км. Его клиентами являются региональные распределительные компании («дискотеки»), поставщики электроэнергии и крупные промышленные предприятия.

Японская сетка очень необычна тем, что на главном острове, Хонсю, северо-восточная половина, включая Токио, имеет частоту 50 Гц, обслуживается Тепко (и Тохоку), а юго-западная половина, включая Нагоя, Киото и Осака, — 60 Гц, обслуживается Чубу. (с Kansai & Hokuriku), и их соединяет только 1 ГВт преобразователей частоты. Это связано с оригинальным оборудованием из Германии и США соответственно.Межсетевое соединение увеличивается до 2,1 ГВт за счет средств коммунальных предприятий. В начале 2013 года было объявлено, что METI создаст новый орган для уравновешивания спроса и предложения на электроэнергию на обширных территориях по всей Японии уже в 2015 году. Новый орган будет управлять сетью и объектами передачи, которые в настоящее время принадлежат и управляются коммунальными компаниями.

Между Финляндия и Швеция , линия Fenno-Skan 2 HVDC была завершена в декабре 2011 года, увеличив количество подключений на 40%. Это улучшает функционирование скандинавского рынка и позволяет Финляндии импортировать недостающую электроэнергию из Швеции, а не из России.Это 300 км, две трети подводных лодок через Ботнический залив и 800 МВт при 500 кВ постоянного тока. Это стоило 315 миллионов евро. Fingrid планирует установить дальнейшее сообщение со Швецией к 2024 году.

В , Бразилия, , Государственная электросетевая корпорация Китая (SGCC) строит линию связи длиной 2084 км от гидроэлектростанции Белу-Монте мощностью 11 233 МВт на реке Шингу в северном штате Пара до южных экономических центров в штате Минас-Жерайс. Это первый подобный экспортный проект сверхвысокого напряжения для компании — 800 кВ постоянного тока.Кроме того, State Grid Brazil строит 250-километровую линию сверхвысокого напряжения от электростанции Bel Monte до Рио-де-Жанейро. Ожидается, что стоимость двух проектов составит 4,7 миллиарда долларов. SGCC уже является четвертым по величине TSO в Бразилии.

Крупные региональные сетевые проекты

План объединения энергетического рынка Балтии (карта энергосистемы Балтии, pdf)

Планируемая Висагинская атомная электростанция рассматривается как краеугольный камень Плана объединения энергетического рынка Балтии (BEMIP), связывающего Польшу, Финляндию и Швецию.Высоковольтное (400 кВ) юго-западное объединение постоянного тока мощностью 1000 МВт — PowerBridge или LitPol Link — стоимостью 250-300 миллионов евро для увеличения пропускной способности между Литвой и Польшей должно быть построено с 500 МВт к 2015 году и еще 500 МВт, запланированным к 2015 году. 2020. Большая часть финансирования поступает из Европейского союза (ЕС), и работа идет с опережением графика. Для синхронизации трех стран Балтии с Польшей и ЕС к 2025 году потребуются дополнительные линии передачи данных между Эстонией и Латвией.

Это следует за открытием соединительной линии между Эстонией и Финляндией на севере — Estlink-1, высоковольтного кабеля постоянного тока мощностью 150 кВ, 350 МВт, стоимостью 110 миллионов евро и также финансируемого ЕС.170 км 450 кВ HVDC Estlink-2 дальше на восток и в настоящее время строится, обеспечит еще 650 МВт в начале 2014 года. Бюджет проекта составляет около 320 миллионов евро, которые будут разделены между TSO Finngrid и Elering (Эстония), с 100 миллионов евро будут предоставлены ЕС в рамках обширного пакета ЕС по восстановлению экономики. Оба будут эксплуатироваться двумя TSO.

Еще одна важная линия электропередачи к западу по дну Балтийского моря, проект NordBalt 300 или 400 кВ HVDC мощностью 700 МВт, планируется между Клайпедой в Литве и Нибро в Швеции (400 км) Svenska Kraftnat и LitGrid.Ожидается, что проект стоимостью 550 миллионов евро будет завершен к 2016 году. (Страны Балтии и Беларусь имеют хорошее объединение сетей с советских времен, но это не распространяется на Польшу, не говоря уже о Германии. Калининград получает всю электроэнергию из России. , через литовскую сеть.)

Пересмотренная в 2012 году энергетическая политика Литвы включает перестройку энергосистемы, чтобы она была независимой от российской системы и для работы с синхронной системой Европейской сети операторов системы передачи (ENTSO), а также укрепление взаимосвязи между тремя странами Балтии.

Эта интеграция с ЕС стала важным фактором, приведшим к приостановке Россией работ на своей новой Балтийской атомной электростанции в своем эксклаве Калининград. Он был разработан для энергосистемы ЕС и построен примерно на 20%. Несмотря на попытки привлечь западноевропейский капитал и обеспечить продажу электроэнергии в ЕС через предлагаемые линии электропередачи, электростанция мощностью 1200 МВт изолирована, и в ближайшем будущем она не сможет выполнить свое предназначение. Калининград имеет ограниченный транспортный канал с Литвой, но не с Польшей, другим его соседом.Обе эти страны отказались покупать продукцию нового балтийского завода. Литва не желает модернизировать свою сеть Калининградской области, чтобы позволить передавать электроэнергию Балтийской АЭС через ее территорию и Беларусь в Россию. Помимо модернизации линии связи с Литвой, российский сетевой оператор ИнтерРАО планировал построить линию связи мощностью 600-1000 МВт через границу Калининграда с Польшей и подводную линию связи HVDC мощностью 1000 МВт с Германией, но без клиентов эти планы не реализованы. В марте 2013 года Росатом заявил, что Россия подала заявку на присоединение Калининграда к энергосистеме ЕС (ENTSO-E), но, очевидно, без ответа.

Европейская и Скандинавская энергетические биржи

В европейском регионе существует несколько энергетических бирж: NordPool, охватывающий Скандинавию, страны Балтии и Польшу; Европейский (EEX), охватывающий Францию, Германию, Австрию и Великобританию; GME, охватывающая Италию, Швейцарию и некоторые страны к востоку от Италии; и OMEL для Испании и Португалии. Они торгуются на спотовом и фьючерсном рынках.

Сеть Северного моря

Стремясь к достижению цели ЕС по достижению 20% доли энергии из возобновляемых источников к 2020 году, девять европейских стран согласились построить энергосистему из высоковольтных кабелей под Северным морем.Это будет первая многонациональная сеть, предназначенная для решения проблемы неустойчивого характера «зеленой» выработки электроэнергии. Инициатива по сетям Северного моря включает Германию, Данию, Норвегию, Швецию, Бельгию, Францию, Нидерланды, Люксембург и Соединенное Королевство.

Проект направлен на подключение около 100 ГВт морской ветровой энергии, что в настоящее время планируется европейскими энергетическими компаниями. Великобритания запустила программу стоимостью 100 миллиардов фунтов стерлингов для развития своих оффшорных ветряных электростанций; уже самая большая в мире — около 1 ГВт, до 40 ГВт к 2020 году.Ориентировочная стоимость проекта составит около 40 миллиардов долларов, и ожидается, что он будет запущен к 2023 году, обеспечивая баланс между поставками и нагрузками между регионами и от крупных ветряных и солнечных электростанций.

В феврале 2016 года в Европе был построен или только что завершен ряд проектов подводного кабеля:

Скагеррак 4, 700 МВт, соединяющих Норвегию и Данию, введен в эксплуатацию в марте 2015 года.
NordBalt, 700 МВт, соединяющий Швецию и Литву, срок сдачи — 2016 г.
Западная линия HVDC, 2200 МВт, соединяющая Шотландию и Уэльс, срок сдачи — 2017 г.
MON.ITA, 1000 МВт, соединяет Италию и Черногорию, срок сдачи — 2019 г.
NEMO, 1000 МВт, соединяющая Великобританию и Бельгию, срок погашения — 2018 г.
Nord.link, 1400 МВт, соединяет Германию и Норвегию, срок исполнения — конец 2020 г.
Великобритания-Норвегия NSN, 1400 МВт, соединяющая Великобританию и Норвегию, срок погашения — 2021 г.
IFA 2, 1000 МВт, соединяющая Великобританию и Францию ​​(предлагается), к 2020 г.
FABlink, 1000-1400 МВт, соединит Великобританию и Францию ​​(предлагается), к 2022 году.

Строительство линии связи по Северному морю мощностью 1,4 ГВт между Норвегией и Нортумберлендом в Великобритании преодолело половину пути и готовилось к завершению к 2021 году, сообщила британская передающая компания National Grid в июне 2020 года.Еще одно соединение на 1,4 ГВт с Шотландией, Northconnect, планируется после ввода в эксплуатацию North Sea Link и Nordlink (в Германию).

Средиземноморские ссылки

Линия 1,4 ГВт (эл.) Между Испанией и Марокко работает с 1998 года.

Новое звено постоянного тока Elmed мощностью 600 МВт планируется соединить итальянскую сеть в Партанне на Сицилии с Эль-Хаварией в Тунисе с 2025 года. Длина подводного кабеля составляет около 192 км, из них 32 км подземного кабеля на Сицилии и 5 км в Тунисе.Смета расходов составляет 600 миллионов евро, половина из которых финансируется ЕС.

Сеть Восточной Азии

Korea Electric Power Corporation (Kepco) продвигает план соединения Пусана в Южной Корее с Фукуокой на юге Японии через остров Цусима. Это будет включать в себя 50-километровый участок до острова и еще 150 км до Японии, что позволит ожидаемому переизбытку электроэнергии в Южной Корее уменьшить нехватку электроэнергии в Японии. Это будет соединение с частотой 60 Гц с этой частью Японии.

Это следует за предложением японского Softbank в 2012 году о создании Азиатской суперсети, соединяющей Корею, Китай, Японию, Россию (Владивосток и Хабаровск) и Монголию.Сообщается, что Softbank объединился с Newcom в Монголии для разработки ветряной электростанции мощностью 300 МВт в пустыне Гоби, которая в конечном итоге будет снабжать Японию. В дальнейших планах — до 7 ГВт. Newcom уже поставляет 5% электроэнергии Монголии за счет ветра.

Южноафриканский энергетический пул (SAPP)

SAPP координирует энергосистемы 12 стран Сообщества по развитию юга Африки (САДК) (Ангола, Ботсвана, Демократическая Республика Конго, Лесото, Малави, Мозамбик, Намибия, Южная Африка, Свазиленд, Танзания, Замбия и Зимбабве).Девять из стран являются так называемыми «действующими участниками», что означает, что они связаны с объединенной сетью, которая передает около 97% энергии, производимой в SAPP. Общая установленная мощность в 2014 году составила 57 ГВт, из которых было доступно менее 52 ГВт. Большая часть электроэнергии вырабатывается в Южной Африке, где ее мощность составляет 77%. Спрос превышает предложение. Всемирный банк предложил 20 миллионов долларов для финансирования региональных энергетических проектов в рамках SAPP.

В августе 2015 года САДК объявило, что в стадии строительства находятся мощности мощностью 24 ГВт (эл.), Которые должны быть введены в эксплуатацию к 2019 году, около 70% из них — из возобновляемых источников, а остальная часть — от крупных угольных электростанций Медупе и Кусиле в Южной Африке.Самым крупным проектом была первая очередь гидроэлектростанции Гранд-Инга на реке Конго в Демократической Республике Конго, которая могла бы в конечном итоге произвести 44 ГВт (эл.).

Восточноафриканский энергетический пул (EAPP)

Всемирный банк финансирует новый проект Восточной электрической магистрали, который соединит Эфиопию с Кенией и, в конечном итоге, с Южноафриканским энергетическим пулом. Это первая фаза программы интеграции энергетики Восточной Африки стоимостью 1,3 миллиарда долларов, при этом Банк предоставил 243 миллиона долларов для Эфиопии и 441 миллион долларов для Кении, в котором говорится, что «проект изменит основы электроэнергетического сектора в Восточной Африке».Линия 400 кВ переменного тока, 2000 МВт (эл.) Между Кенией и Танзанией была профинансирована Африканским банком развития в начале 2015 года.

Эфиопия планирует увеличить мощность гидроэнергетики с 2,4 до 10 ГВт и стать региональным экспортером электроэнергии. Государственная энергетическая компания Ethiopian Electric Power подписала контракт на 120 миллионов долларов США с China Electric Power Equipment and Technology на строительство высоковольтной линии электропередачи протяженностью 433 км от Волайты на юге страны до границы с Кенией.Эта линия высоковольтного постоянного тока 500 кВ, 2000 МВт с Кенией должна быть завершена в 2018 году при финансовой поддержке Всемирного банка.

Энергетический пул Западной Африки (WAPP)

Экономическое сообщество западноафриканских государств (ЭКОВАС) ранее приняло решение о создании Западноафриканского энергетического пула (WAPP). В июле 2015 года было подписано соглашение между несколькими странами о сотрудничестве в разработке комплексной региональной ядерно-энергетической программы Западной Африки, связанной с этим.

Центральная и Южная Америка

Самая длинная в мире линия высоковольтного постоянного тока (2400 км) была введена в эксплуатацию в Бразилии в 2014 году, чтобы вывести 3150 МВт электроэнергии от двух гидроэлектростанций на северо-западе в Сан-Паулу.Бразилия, Аргентина, Уругвай и Парагвай с общими крупными гидроэнергетическими проектами уже имеют обширные сетевые подключения.

Чили, Колумбия, Эквадор и Перу стремятся интегрировать свои энергосистемы через проект Андской системы электрических соединений (SINEA). В 2015 году Боливия вместе с Аргентиной, Бразилией и Парагваем согласились инвестировать более 620 миллионов долларов США в программу объединения электроэнергии, в результате чего будет построено 1400 км сетевой инфраструктуры. Затем Боливия договорилась с Перу о присоединении.

В Центральной Америке, благодаря проектам в области возобновляемых источников энергии, в 2014 году было завершено строительство последнего звена Центральноамериканской системы электрических соединений (SIEPAC), которое соединило шесть стран от Гватемалы до Панамы через линию длиной 1800 км.

Австралия

Национальный рынок электроэнергии Восточной Австралии (NEM) управляет крупнейшей в мире объединенной энергосистемой, протяженностью более 5000 километров от Северного Квинсленда до Тасмании и центральной части Южной Австралии и поставляет электроэнергию на сумму около 10 миллиардов долларов в год для удовлетворения потребностей более 10 миллионов человек. пользователей.

Умные сети

«Интеллектуальная сеть» относится к классу технологий доставки электроэнергии, в которых используются компьютерные средства управления для отслеживания и согласования предложения с потребностями конечных пользователей в реальном времени, соответственно меняя цены. Он включает двустороннюю связь между дистрибьютором и счетчиками и коммутаторами клиентов с управлением этой информацией для оптимизации эффективности. Ключевой особенностью полной интеллектуальной сети является технология автоматизации, которая позволяет коммунальному предприятию настраивать и контролировать каждое отдельное устройство или миллионы устройств из центра.Интеллектуальные сети позволяют оптимально интегрировать бытовые возобновляемые источники энергии в сеть, а также интегрировать в систему электромобили.

Интеллектуальные сети имеют большое значение на уровне распределения, но мало на уровне TSO. Около 80% инвестиций в интеллектуальные сети приходится на уровень DSO и очень мало на уровне TSO. Несмотря на разговоры об электрических магистралях, HVDC и т. Д., Большинство возобновляемых источников, не связанных с гидроэнергетикой, подключены к низковольтным распределительным сетям, а не к высоковольтным сетям.

Препятствия к улучшению

Высокая стоимость проектов передачи электроэнергии является одним из факторов, сдерживающих инвестиции в новые мощности.

Приобретение полосы отвода передающих активов и управление ею — сложный и обременительный процесс во многих странах, где на карту поставлены надежность и мнение потребителей. Электроэнергетические компании и TSO должны управлять многочисленными и часто конкурирующими интересами при переговорах об сервитутах для проектов передачи. Они будут определяться целями надежности и мощности, но у землевладельцев и государственных чиновников другие приоритеты и интересы.

Во Франции противники проекта Котантен-Мэн протяженностью 163 км, соединяющего новый реактор Фламанвиль с основной энергосистемой, утверждали, что неуверенность в безопасности проживания вблизи высоковольтных линий электропередач, включая риск возникновения лейкемии у детей, означает, что проект не должен продолжаться.Противники — экологические группы и местные общественные объединения. Высший административный суд страны отклонил апелляцию, заявив, что это проект, представляющий общественный интерес, и что было проведено достаточное количество оценок безопасности.

---

Заметки и ссылки

Общие источники

Международное агентство по атомной энергии, Серия изданий по ядерной энергии № NG-T-3.8, Надежность электрических сетей и взаимодействие с атомными электростанциями (2012)
Международное агентство по атомной энергии, Серия технических отчетов No.224, Взаимодействие характеристик сети с проектированием и производительностью атомных электростанций (1983),
Международное агентство по атомной энергии, Эксплуатация атомных электростанций без базовой нагрузки: режимы гибкой работы с отслеживанием нагрузки и частотным регулированием, Серия изданий МАГАТЭ по ядерной энергии, № NP-T-3.23 (апрель 2018 г.)
Агентство по ядерной энергии ОЭСР, Ядерная энергия и возобновляемые источники энергии: системные эффекты в низкоуглеродных электроэнергетических системах , ISBN 9789264188518 (ноябрь 2012 г.)
ОЭСР / АЯЭ, 2013, Документы с техническими заключениями CSNI No.16: Глубокая защита электрических систем. NEA # 7070
Гримстон, М., 2013 г., Полная стоимость производства электроэнергии, Proc IMechE Часть A: J Power and Energy 0 (0) 1-11
EnergyMarketPrice 15/5/14 в связи с подключением к сети Европы
Австралийский оператор энергетического рынка, ООО и Electranet, Интеграция возобновляемых источников энергии в Южной Австралии (октябрь 2014 г.)
Мировой отчет по передаче, контролю и распределению электроэнергии , Data Group (март 2015 г.)
Ален Буртин и Вера Сильва, EDF R&D, Технико-экономический анализ европейской электроэнергетической системы с 60% ВИЭ (17 июня 2015 г.), доступен на веб-сайте Energy Post
Оператор австралийского энергетического рынка, Руководство по дополнительным услугам на национальном рынке электроэнергии (апрель 2015 г.)

Power Systems 101: Философия реле

Философия реле

, 24–27 мая 2021 г. | Озеро Мэри, Флорида

Учебная программа

Power Systems 101 — это интенсивный четырехдневный (4) курс по восемь (8) часов в день, который охватывает следующую учебную программу.Участники, завершившие курс, заработают 32 кредитных часа:

Схема расположения подстанций и схемы защитных зон

• Обзор системы трансмиссии
• Типы генерации
• Что такое неисправность?
• Схема расположения подстанций
• Схемы защитных зон

---

Функциональная Диаграмма Упражнение

• Практическая функциональная схема
• Линия защиты
• Защита автобусов
• Защита трансформатора
• Отказ выключателя
• Блокираторы

---

Трансформаторы тока

• Основы CT
• Передаточные числа
• Классы CT T&C
• Рейтинг CT
• Ток насыщения и кривые
• Эквивалентные схемы
• Тестирование КТ
• Стандарты IEEE

---

Управление выключателем

• Механическое управление
• Цепи отключения
• Замкнуть цепи
• Противонасосные цепи
• Повторное включение
• Технические характеристики и рейтинги
• Сигнализация
• Стандарты IEEE

---

Дифференциал

• Дифференциал автобусов
• Теория KCL
• Дифференциальные схемы ТТ
• Расчет тока в дифференциальных цепях
• Не соответствует ТТ
• Катаные КТ
• CT Полярность
• Дифференциальное приложение с высоким импедансом
• Стандарты IEEE

---

Защита трансформатора

• Теория трансформатора
• Эквивалентная схема
• Типы трансформаторов
• Потери трансформатора
• Номинальные характеристики трансформатора
• Tap Changes
• Стандарты IEEE

---

Линия защиты

• Физические характеристики линий передачи
• Мхо Круг
• Теория импедансной защиты
• Зоны защиты
• Сквозные схемы POTT, PUTT, DCB и DCUB
• Надежность и безопасность
• Стандарты IEEE

---

Отказ выключателя

• Инициирование отказа выключателя
• Текущие требования
• Положение выключателя
• Критическое время очистки
• Стабильность системы
• Различные логические схемы отказа выключателя
• Теория отключения и блокировки
• Стандарты IEEE

Регистр

Цена включает все инструкции, флэш-накопитель с электронной копией учебной программы, завтрак и закуски каждый день семинара, а также вечерние светские мероприятия.Печатную книгу учебной программы можно приобрести за дополнительную плату в размере 100 долларов США на человека. Количество мест ограничено. .

Power Systems 101 — Lake Mary, FL: зарегистрируйтесь за 895 долларов США

Power Systems 101 — Lake Mary, FL: зарегистрируйтесь за 995 долларов США

Повышение эффективности защиты энергосистемы с помощью систем мониторинга на обширной территории

Общая цель использования мониторинга на обширной территории для усиления защиты состоит в создании новых концепций защиты, которые снизят вероятность возникновения отключений и уменьшат их интенсивность, когда они действительно происходят.Ключевые области, в которых WAM может способствовать защите энергосистемы, следующие.

1. 1)

   Предотвращение неподходящих настроек реле для преобладающих условий системы

2. 2)

   Управление нарушениями на обширной территории

3. 3)

   Снижение воздействия скрытых отказов

4. 4)

   Обеспечение подходящего баланса между безопасностью и надежностью защиты

Целью защиты является защита отдельных элементов энергосистемы от повреждений и обеспечение безопасности самой энергосистемы.

В случае защиты первичного оборудования очень небольшая роль в использовании мониторинга на большой территории. Это связано с тем, что первичная защита должна надежно обеспечивать очень быстрое реагирование на любую неисправность элемента, который она защищает. Однако более низкая скорость реакции, необходимая для резервной защиты, и тот факт, что она защищает зону системы, означает, что глобальный мониторинг может быть полезным инструментом для повышения ее производительности.

Наиболее эффективным средством обеспечения того, чтобы система выдержала экстремальные условия и возмущения на обширной территории, является высокая степень встроенной избыточности и прочности [32].Однако такое чрезмерное проектирование системы несовместимо с экономическими и экологическими требованиями, предъявляемыми к современным энергосистемам. Следовательно, значительная роль расширенной защиты для мониторинга на обширной территории может заключаться в том, чтобы позволить системным операторам обеспечить существующий уровень безопасности и надежности в этих новых условиях эксплуатации.

Измерения на большой площади дают возможность создавать схемы контроля для резервной защиты, более продвинутые формы защиты системы и совершенно новые концепции защиты.Примеры этих функций защиты: [32]:

1. 1)

   Адаптивные реле, которые обновляют свои настройки при изменении состояния системы

2. 2)

   Улучшенная защита многополюсных линий

3. 3)

   Адаптивная защита конца линии, которая контролирует удаленный выключатель, если он разомкнут, недостижение Зоны 1 заменяется мгновенной характеристикой

4. 4)

   Временно адаптируйте настройки реле для предотвращения неправильной работы во время срабатывания холодной нагрузки

5. 5)

   Используйте способность цифровых реле к самоконтролю для выявления скрытых отказов и используйте функцию горячей замены, предлагаемую IEC 61850, для их устранения

6. 6)

   Интеллектуальное контролируемое разделение, которое предотвращает неконтролируемое разделение системы за счет реализации адаптивного управляемого разделения

В оставшейся части этого раздела более подробно обсуждаются некоторые возможности расширенной защиты глобального мониторинга.

Оповещение о риске выхода за пределы характеристики реле

Целью этого приложения является обнаружение того, когда импеданс, наблюдаемый реле, приближается к характеристике реле в исправных условиях. Эта информация затем используется для сигнализации инженерам по защите о потенциально неподходящей настройке реле [32].

Эта концепция не улучшает напрямую характеристики защиты или не использует измерения на большой площади. Тем не менее, он использует сеть связи, которая необходима для глобального мониторинга, чтобы генерировать ценную информацию, которая поможет инженерам по защите повысить безопасность и надежность защиты.Этот метод может быть применен к критическим реле, которые уязвимы к превышению нагрузки и / или колебаниям мощности, или к реле, которые будут иметь более серьезные последствия в случае любого неправильного срабатывания.

Предотвращение превышения нагрузки

Нагрузочная способность реле импеданса — это максимальная нагрузка, которую можно отличить от неисправности. Это в значительной степени зависит от напряжения на шине и потоков реактивной мощности, которые могут сильно меняться в напряженных условиях и при перепадах мощности. Сильно нагруженные линии могут нарушить настройки реле и вызвать неправильную или несоответствующую операцию отключения.Это превышение нагрузки импедансных реле сыграло роль в недавних отключениях электроэнергии [7, 8] и возникает из-за того, что настройка реле представляет собой компромисс между желаемым уровнем настройки и максимальной ожидаемой нагрузкой в ​​местах расположения реле. Этот компромисс должен учитывать широкий диапазон возможных системных условий, нагрузок и непредвиденных обстоятельств.

Этот компромисс уязвим для непредвиденных условий, так как он основан на автономном моделировании вероятных условий эксплуатации и непредвиденных обстоятельств. Таким образом, настройка реле будет подходящей только при условии, что предположения, сделанные при ее настройке, верны.С более изменчивым характером современных энергосистем и введением значительной периодической генерации вполне вероятно, что этот компромисс станет еще более неэффективным, поскольку разница между максимальной и нормальной нагрузкой станет более значительной и изменчивой [33]. Благодаря вычислительной мощности цифровых реле это можно преодолеть, используя измерения нагрузки в реальном времени, чтобы предотвратить превышение нагрузки, компенсируя вход реле по току нагрузки [32].

Регулировка баланса между безопасностью и надежностью защиты

Уравновешивание требований надежности и безопасности — одна из важнейших задач при разработке защиты. Существующая защита предназначена для обеспечения надежности [34]. Такое предпочтение надежности является привлекательным во время нормальной работы, когда угроза не устраненной неисправности является серьезной, и система может легко пережить потерю одного элемента из-за изначально высокого уровня резервирования в исправной энергосистеме.

Однако во время нарушения работы на обширной территории такое предпочтение надежности может привести к неправильным и несоответствующим операциям отключения. Это серьезная угроза для нагруженной системы, поскольку потеря одного элемента может ускорить спуск системы в состояние каскадного отказа и даже отключения электроэнергии.

Следовательно, было бы привлекательно сместить баланс этого компромисса в сторону безопасности в напряженных условиях, то есть когда возникающие условия (например, перепады мощности) могут увеличить вероятность неправильной работы и выявить скрытые отказы.Высокая степень резервирования защиты энергосистемы означает, что существует множество различных возможных способов объединения выходов различных реле для выбора баланса между зависимостью и безопасностью.

Измерения на большой площади могут использоваться для обнаружения того, что система вошла в напряженное состояние, а затем корректировать философию защиты, чтобы сместить баланс с надежности в сторону безопасности. На рис. 2 это достигается переключением между операцией ИЛИ, голосованием большинством и операцией И.Контрольный сигнал выбирает логическую комбинацию, используемую для определения сигнала отключения выключателя из сигналов отключения каждого отдельного реле. По материалам [35].

Рис. 2

Использование WAM для изменения баланса между надежностью и безопасностью

Этот подход немного повысит вероятность того, что неисправность не будет устранена. Однако при существующем подходе к защите вероятность того, что неисправность не будет устранена, очень мала. Таким образом, это небольшое увеличение вероятности невыполнения устранения неисправности является приемлемым, поскольку оно предлагает значительное снижение вероятности несоответствующих действий защиты от обострения напряженных условий и приближения системы к обесточиванию [22].

Эта форма адаптивной защиты, основанная на измерениях на большой площади, может быть эффективным решением проблемы, связанной со скрытыми отказами. Требование нескольких реле для подтверждения любого отключения предотвратит один скрытый отказ любого из этих реле, который приведет к неправильной и несоответствующей операции отключения. Однако, поскольку скрытые отказы могут появиться в любом элементе схемы защиты, любое увеличение сложности защиты должно быть тщательно оценено с точки зрения их собственных режимов отказа, как скрытых, так и не скрытых.

Контроль резервных зон

Неправильная работа реле зоны 3 была определена как значительный фактор, способствовавший недавним отключениям электроэнергии [7] [36]. Необычные токи нагрузки и колебания мощности, наблюдаемые во время возмущений на большой площади, могут привести к нежелательной работе этих реле. Примеры поведения системы, которое может вызвать неправильную работу реле, показаны на рис. 3.

Рис. 3

Примеры динамических условий, которые могут вызвать неправильное срабатывание дистанционных реле [32]

Эта уязвимость привела к некоторым призывам отказаться от зоны 3; но большинство авторов согласны с тем, что это слишком экстремально, и вместо этого следует использовать широкие измерения для повышения производительности защиты резервного копирования [10].

Примером того, как это может быть достигнуто, является контроль резервной защиты с использованием сигналов срабатывания от удаленных PMU [35]. Пример этого изображен на рис. 4. Кроме того, измерения токов обратной последовательности могут использоваться для дальнейшего улучшения этой концепции.

Рис. 4

Контроль работы резервного реле с использованием удаленных PMU для проверки на наличие неисправности в Зоне 3 [35]

Удаленные блоки PMU устанавливаются в пределах зоны защиты резервного реле и контролируют ток в этих удаленных местах.Эти устройства реализуют простую характеристику срабатывания и передают двоичный сигнал срабатывания на резервное реле. Если характеристика резервного реле нарушена, но ни одно из удаленных устройств не сработало, то можно сделать вывод, что неисправности не было и работа резервного реле может быть заблокирована. Это предотвращает неправильную интерпретацию колебаний нагрузки в экстремальных условиях как неисправность и помогает предотвратить неправильное срабатывание реле резервного копирования, которое приведет к распространению возмущений на обширную территорию по системе.

Улучшение резервной защиты было особым направлением недавних работ, и были предложены методы, основанные на импедансах на большой площади и индексах тока [37], подаче чистого тока в заранее определенные зоны [38] и измерениях напряжения [39]. Кроме того, в недавней работе [40] представлена ​​схема, разработанная для конкретного и сложного случая линий с последовательной компенсацией. Эти методы могут либо контролировать, либо заменять существующие реле зоны 3, хотя требуется дальнейшая работа в области резервирования связи [39].Большинство из этих недавних методов основаны на WAP; однако некоторые из них этого не делают и [41] используют функцию энергии, полученную на основе трехфазных измерений и местного фазового угла, чтобы блокировать работу зоны 3.

Интеллектуальное отключение при частотной нагрузке

Отключение нагрузки — это традиционная последняя линия защиты от экстремальных частотных условий. Текущая практика в основном заключается в том, что это отключение осуществляется с использованием последовательности этапов сброса, которые запускаются при нарушении определенного порогового значения частоты [42].Более быстрое отключение нагрузки после потери подачи признано эффективным средством ограничения отклонения частоты с уменьшением степени отключения нагрузки [43]. Тем не менее, найти баланс между преимуществами повышенной скорости реакции и риском ненужных потерь является сложной задачей.

В изолированных энергосистемах регулирование частоты становится все более серьезной проблемой. Замена традиционной синхронной генерации на асинхронную снижает инерцию системы и допускает большие и быстрые отклонения частоты [44, 45].

Были предприняты обширные исследования для создания более совершенных схем сброса нагрузки, в которых используются измерения на большой площади для уменьшения количества сбрасываемой нагрузки:

1. 1)

   Адаптация величины сброса нагрузки к преобладающим системным условиям, например, инерция

2. 2)

   Более быстрое переключение нагрузки

Более быстрое начало сброса нагрузки может быть достигнуто с помощью сигналов на основе событий (например,грамм. потеря основного соединителя или генератора) или с помощью более сложных запускающих сигналов (например, запуск на основе скорости изменения частоты). Кроме того, величина сброса нагрузки может быть адаптирована к размеру возмущения и инерции системы с помощью измерений на большой площади.

Примеры этой работы включают адаптацию сброса на основе измерений скорости изменения частоты (RoCoF) сразу после возмущения [46] и [47]. Однако точное измерение RoCoF быстро является проблемой, и [48] выявляет ряд потенциальных угроз для его успешного использования при адаптивном сбросе нагрузки.Другая работа рассматривает сброс нагрузки как проблему оптимизации, которую можно решить с помощью генетических алгоритмов [49] и нейронных сетей [50]. Недавняя работа включает аспекты динамической оценки безопасности и прогнозирования частотной характеристики [51]. Кроме того, некоторые авторы попытались отразить влияние UFLS на систему в целом, например изменения напряжения, реактивных потоков [52] и нагрузки линии [53].

Адаптивная ретрансляция сбоев в работе

Условия рассогласования и разделение системы являются ключевыми факторами, ведущими к краху и отключениям системы.По мере приближения образования электрического центра система будет испытывать резкие колебания мощности, которые еще больше усугубят напряженные условия и приблизят систему к краху. Следовательно, абсолютно необходимо быстро распознавать и предотвращать любые потенциальные несоответствия; это роль реле защиты от рассогласования.

Прогнозирование нестабильных условий с помощью локальных измерений — сложная задача, которая зависит от настроек, выбранных с помощью моделирования переходных процессов различных непредвиденных обстоятельств и состояний системы [35].

На основе этих симуляций две зоны определены для реле импеданса, которые устанавливаются близко к предполагаемому электрическому центру, и любое нарушение внутренней зоны обозначает некорректное состояние [35].

Однако это надежный подход только для простых систем, которые можно охарактеризовать как две области, которые колеблются друг против друга, например действующая система для межсетевого соединения Флорида-Джорджия [54].

В более сложных системах потоки мощности и коэффициенты синхронизации меняются слишком сильно, чтобы предполагаемые характеристики оставались точными в течение длительного времени.Следовательно, характеристика реле станет либо слишком чувствительной, что приведет к неправильной работе, либо нечувствительной, что не позволит реле когда-либо сработать. Хотя настройки реле могут обновляться по мере изменения условий, постоянная настройка защиты таким образом нежелательна; поскольку это, скорее всего, послужит источником скрытых отказов (как и любое обслуживание схем защиты).

Можно разработать схему защиты большой площади, которая отслеживает напряжения прямой последовательности в системе.Эти синхронизированные измерения в реальном времени могут быть использованы для прогнозирования того, приближаются ли области системы к несогласованному состоянию [35]. Это прогнозирование может быть использовано для инициирования управляемого разделения областей, которые теряют синхронизм [10], или, если прогноз доступен достаточно заранее, могут быть предприняты действия, чтобы предотвратить возникновение состояния рассогласования и полностью избежать разделения системы. Проблема, с которой сталкивается при разработке такой схемы, будет заключаться в выборе местоположения измерений и разработке алгоритмов для достижения надежного определения когерентности в реальном времени, когда группы когерентных генераторов являются переменными.

Схемы защиты целостности системы (SIPS)

SIPS защищают безопасность энергосистемы от чрезвычайных непредвиденных обстоятельств или глобальных нарушений, которые выходят за рамки традиционной защиты. Растущая доступность и зрелость измерений в масштабах всей территории в реальном времени позволили создать более совершенные SIPS, которые способны защищать энергосистемы от возмущений на обширной территории в широком диапазоне рабочих условий.

Этапы выполнения SIPS следующие: ① Идентификация и прогнозирование напряженных состояний, ② Классификация угроз безопасности системы, Решения и действия, ④ Координация и ⑤ Исправление.

Примеры SIPS включают [55]: отклонение генератора, отклонение нагрузки, снижение нагрузки при пониженной частоте и напряжении, разделение системы, динамическое торможение и управление клапаном турбины. В [10] описано несколько действующих SIPS.

Действия, доступные для SIPS, включают [56]: сброс нагрузки, запуск / отключение генерации, переключение шунтирующих реакторов, отключение линии, переключение ответвлений, регулировка уставок контроллера, блокировка ответвлений, управляемое изолирование, управление HVDC и переключение торможения. резисторы.

SIPS, как и все средства защиты, предпринимают корректирующие действия в попытке защитить энергосистему от последствий непредвиденных обстоятельств. Тем не менее, все большее притяжение к SIPS объясняется их способностью, благодаря доступности измерений в реальном времени на обширной территории, выявлять сложные возникающие угрозы для энергосистемы и быстро и решительно реагировать на них, чего не могут защитить другие. Например, SIPS на основе событий может реагировать сразу после серьезной непредвиденной ситуации или комбинации непредвиденных обстоятельств, а не ждать неизбежного ухудшения состояния системы.Напротив, SIPS на основе отклика может использовать измерения состояния системы в реальном времени после возникновения непредвиденных обстоятельств, чтобы оценить необходимость отклика и адаптировать характер любого отклика к истинному состоянию системы. Кроме того, принятие решений на основе событий и реагирования может быть объединено для создания сложных SIPS, которые могут обеспечивать быстрые и адаптивные действия защиты для широкого диапазона системных условий и непредвиденных обстоятельств.

Однако серьезность непредвиденных обстоятельств, от которых предназначена защита SIPS, и крайне интрузивный характер многих доступных им действий означают, что SIPS сталкивается с обременительными требованиями с точки зрения как надежности, так и безопасности [56].Например, отказ в работе может привести к неконтролируемому возмущению на обширной территории, что, скорее всего, приведет к отключению электроэнергии, а работа без необходимости может вызвать отключение электроэнергии, когда система работала в нормальном состоянии.

Сложность новых SIPS и их распространение делают правильную координацию различных SIPS в энергосистеме важной задачей. Это очень важно, потому что неправильная работа SIPS может иметь далеко идущие последствия. Кроме того, широкозонный характер некоторых SIPS будет означать, что SIPS соседних систем также должны быть скоординированы.

Применение WAP в распределительных сетях

Изменяющийся характер энергосистем и возможные преимущества защиты больших территорий также распространяются на защиту распределительной системы. Изменения, с которыми сталкиваются распределительные сети, включают подключение накопителей энергии, электромобилей, интеллектуальных счетчиков, участие на стороне спроса и подключение распределенной генерации (DG). Кроме того, эти изменения должны происходить с учетом устаревания базы активов и увеличения общей нагрузки.

Увеличивающееся количество подключений DG является особенно значительным изменением, поскольку оно привело к радикальному изменению распределительных сетей от радиальных систем с одним источником к более сложным системам с несколькими источниками. Это создало ряд угроз для защиты распределительной системы, включая обратные потоки мощности и вклад ДГ в токи короткого замыкания. Природа угрозы зависит от относительного положения места повреждения, реле и DG, но может включать ложное срабатывание и потерю чувствительности или селективности [57, 58].Кроме того, высокие уровни короткого замыкания на уровне распределения могут позволить токам замыкания превысить те, которые могут быть безопасно прерваны имеющейся защитой.

Эти угрозы означают, что стандарт IEEE 1547 рекомендует отключать DG во время сбоев. Это очевидное и существенное препятствие для того, чтобы ОГ играла значительную роль в работе системы в напряженных условиях. Чтобы преодолеть этот барьер, требуются новые концепции защиты, обеспечивающие превосходные характеристики. Глобальная защита, которая использует информацию из нескольких мест для быстрого и выборочного устранения неисправностей в этих более сложных распределительных сетях, является привлекательным решением.Предлагаемые новые концепции включают:

1. 1)

   Внедрение направленных реле максимального тока для замены реле максимального тока, которые распространены в существующих системах [59];

2. 2)

   Использование многоагентных систем, которые могут контролировать несколько местоположений и принимать решения об адаптивной ретрансляции [60]

3. 3)

   Усиленная защита пилота [61]

4. 4)

   Улучшенная реакция преобразователя при неисправностях [62]

5. 5)

   Реле тепловой защиты, использующие механизм логических выводов для объединения динамических характеристик и координации DG для управления нагрузкой [63]; и

6. 6)

   Использование точечной защиты по току обратной последовательности (I ₂ DP).

WAP на уровне распределения будет зависеть от инфраструктуры и технологий, аналогичных системам на уровне передачи. Однако меньшее угловое разделение в распределительной сети означает, что измерение углов в распределительной сети является более сложным, чем на уровне передачи. Особенно важным средством реализации этих новых принципов защиты являются микропроцессорные реле, которые могут легко изменять свои настройки, и стандарт IEC 61850 будет иметь важное значение для полной реализации возможностей этих устройств и удовлетворения потребностей в защите будущих распределительных систем [62].

Еще одна мотивация для WAP на уровне распределения — это его роль в качестве средства адаптивного управления, например автоматическая реконфигурация сети, которая сокращает частоту и продолжительность прерываний потребителей, управляет загрузкой цепи и ограничивает уровень отказа [57]. Адаптивное управление распределительной сетью становится все более необходимым для уменьшения барьеров для ДГ, наилучшего использования установленного ГД и, за счет этого, содействия обеспечению будущего с низким уровнем выбросов углерода.