179
Stručni rad
UDK:621.3.072 :621.316.726
BIBLID:0350-8528(2010),20.p. 179-200
Primarna, sekundarna i tercijarna regulacija
učestanosti i primarna regulacija napona u EPS-u
Gordana Radović, Dragan P. Popović, Petar Kovačević, Milan Ivanović,
Saša Minić, Slobodan Bogdanović, Zoran Ćirić, Dane Džepčeski, Dušan
Arnautović
1
1
Elektrotehnički institut ”Nikola Tesla”, Koste Glavinića 8a
11000 Beograd, Srbija
[email protected]
Kratak sadržaj:
Elektromreža Srbije (EMS), nakon povezivanja sa
glavnim delom UCTE mreže, je u obavezi da striktno poštuje zahteve,
kriterijume i standarde propisane od strane UCTE, a koji se odnose na
primarnu, sekundarnu i tercijarnu regulaciju učestanosti i primarnu
regulaciju napona. U skladu sa tim u radu je izložena suština ove
problematike, kao i analiza aktuelnog stanja.
Ključne
r
eči:
primarna, sekundarna, tercijarna, regulacija, učestanost,
napon
1. Uvod
Najveća elektroenergetska interkonekcija u Evropi, koja pokriva prostor
od Portugala do Poljske i od Holadije do Bugarske i Grčke, je UCTE (na
francuskom jeziku -
Union pour la Coordination du Transport de l'énergie
électrique
, na engleskom jeziku -
Union for Coordination of the Transmission
of Electricity
). EES Srbije je, kao značajni deo EES-a bivše SFRJ, postao
punopravni član interkonekcije UCTE (tada je to bila asocijacija UCPTE)
početkom sedamdesetih godina prošlog veka.
Ratna razaranja u Jugoslaviji su 1991. godine dovela do privremenog
razdvajanja UCTE intrekonekcije na dve sinhrone zone. Odnosno, EES tada
SR Jugoslavije je 26. septembra 1991. godine imao potpuni prekid svih
fizičkih veza sa interkonekcijom UCPTE. Od tada, EES bivše SR Jugoslavije
se nalazio u "ostrvu" sa EES Makedonije, Grčke i Albanije. Aprila 1994.
godine, tom "ostrvu" se pridružuje EES Rumunije, a aprila 1996. godine, EES
Bugarske. Nakon toga, uspostavljena je druga UCTE sinhrona zona (JIEL
blok), koju su činili EES Srbije, Makedonije, Crne Gore, Republike Srpske,
180
Rumunije, Bugarske, Grčke i Albanije, koja je funkcionisala sve do 10. oktobra
2004. godine, kada je izvršena njena uspešna rekonekcija sa glavnim delom
UCTE interkonekcije. U dogovoru sa Biroom UCTE od 1. decembra 2007.
godine menja se ime bloka JIEL u SMM blok i JP EMS preuzima poslove
koordinatora bloka od EKC. Na slici 1 daje se struktura i organizacija
kontrolnih blokova i regulacionih oblasti u UCTE interkonekciji, sa koje se vidi
i položaj SMM bloka u okviru ove interkonekcije.
Slika 1. Položaj SMM bloka unutar UCTE interkonekcije
U 2008. godini JP EMS je po prvi put sa JP EPS zaključio Ugovor o
pružanju sistemskih usluga (predviñen Zakonom o energetici) kojima su
obezbeñeni kapaciteti i energija za potrebe: primarne, sekundarne i tercijarne
regulacije učestanosti, primarne regulacije napona i uspostavljanje sistema
nakon raspada.
U okviru ovih sistemskih usluga, dakle, posebno mesto imaju primarna
regulacija napona i primarna, sekundarna i tercijarna regulacija učestanosti. U
skladu sa tim javila se potreba za izradom studije [1], čiji je osnovni zadatak
da izvrši odgovarajuće provere, snimanja, ispitivanja, podešavanja i analize
relevantnih parametara sistema regulacije pobude i sistema turbinske
regulacije agregata, odnosno blokova u svim elektranama EPS-a (18
turboagregata i 46 hidroagregata, ukupno 64 agregata) za potrebe primarne
regulacije napona i primarne, sekundarne i tercijarne regulacije učestanosti.
Krajnji cilj je poboljšanje kvaliteta pomenutih vrsta regulacije, odnosno
eventualno usklañivanje sa postojećom važećom regulativom, kao i
obezbeñenje primarne rezerve za potrebe vršenja primarne regulacije
182
statističkom obradom, može da se stekne slika o valjanosti rada primarne
regulacije i o potrebnim merama za njeno poboljšanje.
Globalne performanse
sistema koje se posmatraju tokom poremećaja su:
regulaciona energija i prividni statizam interkonekcije. Regulaciona energija
interkonekcije računa se prema sledećoj relaciji:
u
P
f
λ
∆
=
∆
.
(1)
gde je:
∆P - promena aktivne snage koju izaziva poremećaj;
∆f - odstupanje učestanosti interkonekcije u uspostavljenom kvazistacio-
narnom stanju, nastalo kao posledica nastalog poremećaja.
Prividni statizam interkonekcije računa se kao:
/
/
u
u
f
f
s
P P
∆
=
∆
.
(2)
gde je:
P
u
- proizvedena snaga za ceo povezani sistem u trenutku poremećaja;
f - učestanost interkonekcije pre nastanka poremećaja.
U
lokalne performanse
koje se računaju u cilju provere lokalnog kvaliteta
primarne regulacije pojedinog EES, odnosno regulacione oblasti, spadaju:
regulaciona energija regulacione oblasti i prividni statizam regulacione oblasti,
pri čemu su izrazi za ove performanse analogni izrazima (1) i (2) za povezani
EES, s tim što se posmatrane veličine odnose na sistem za koji se odreñuje
kvalitet primarne regulacije.
Takoñe, bitna veličina za odreñivanje kvaliteta lokalne regulacije
učestanosti je i vreme angažovanja njene primarne regulacije u tretiranoj
oblasti, koje bi trebalo da bude u skladu sa preporukama UCTE-a.
Posmatrajući dinamičku promenu učestanosti od trenutka poremećaja u EES-
u do nastanka novog kvazistacionarnog stanja, odnosno tokom dejstva
primarne regulacije učestanosti, evidentno je da na dinamiku promene
učestanosti u prvom redu utiču: vrednost i vremenska promena neuravnote-
ženosti izmeñu proizvodnje i potrošnje, kinetička energija akumulisana u
obrtnim masama u EES-u, broj agregata koji su osposobljeni da učestvuju u
primarnoj regulaciji učestanosti, veličina rezerve za primarnu regulaciju u
EES-u i njena prostorna raspodela na agregate.
Osnovni činioci koju utiču na vrednost odstupanja učestanosti u
uspostavljenom kvazistacionarnom stanju su: vrednost statizama agregata
angažovanih u primarnoj regulaciji, odnos izmeñu agregata koji učestvuju i
koji ne učestvuju u primarnoj regulaciji, odnos izmeñu proizvedenih snaga u
svim agregatima i nominalnih snaga agregata koji učestvuju u primarnoj
regulaciji i osetljivost potrošnje na promenu učestanosti u sistemu.
183
2.2.
Aktuelno stanje primarne regulacije učestanosti
Saglasno iznetom u [24] i [25] primarna regulacija učestanosti u EES
Srbije je u dobrom stanju, tako da se praktično posle svakog poremećaja
odaziva na način koji u potpunosti zadovoljava UCTE standarde i zahteve. To
je ilustrovano činjenicom da je primarna rezerva u EES Srbije tokom 2008.
godine iznosila 43 MW, što je predstavljalo 1,43% od ukupne primarne
rezerve na nivou UCTE interkonekcije [24]. Tokom 2009. godine ta rezerva
iznosila je 45 MW, što je predstavljalo 1,49% od ukupne primarne rezerve na
nivou UCTE interkonekcije [25].
Osnovni resursi za ovu vrstu regulacije nalaze se u agregatima
hidroelektrana, odnosno blokovima termoelektrana i njihovim sistemima
turbinske regulacije. Stoga, u tab. 1 i tab. 2 biće dat prikaz njihovih
elementarnih karakteristika.
Tabela 1.
Vrste turbina i turbinskih regulatora u hidroelektranama u EES Srbije
Hidroelektrana
Vrsta turbine
Vrsta regulatora
ðerdap 1
Kaplan
digitalni elektrohidraulički (agregat 6)
eletrohidraulički (agregati 1, 2, 3, 4, 5)
ðerdap 2
Kaplan
digitalni elektrohidraulički
HE Bajna Bašta
Francis
digitalni elektrohidraulički
HE Zvornik
Kaplan
mehaničkohidraulički (agregati A i B)
eletrohidraulički (agregati C i D)
HE Bistrica
Francis
elektrohidraulički
HE Potpeć
Francis
digitalni elektrohidraulički
(1)
HE Kokin Brod
Francis
digitalni elektrohidraulički
HE Uvac
Francis
mehaničkohidraulički
HE Pirot
Francis
elektrohidraulički
HE Vrla 1
Pelton
mehaničkohidraulički
HE Vrla 2
Francis
mehaničkohidraulički
HE Vrla 3
Francis
mehaničkohidraulički
HE Vrla 4
Francis
mehaničkohidraulički
HE Ovčar Banja
Kaplan
digitalni elektrohidraulički
HE Meñuvršje
Kaplan
digitalni elektrohidraulički
RHE Bajina Bašta
Francis
digitalni elektrohidraulički
(1)
- u toku je zamena elektrohidrauličkih regulatora digitalnmi eletrohidrauličkim regulatorima
185
tome, dakle, imperativ je da sve regulacione oblasti budu sposobne da
sopstvenu potrošnju uravnoteže sa sopstvenom proizvodnjom, uz tačno
definisane tehničke i ekonomske uslove. Meñutim, da bi lakše izvršavale
svoje obaveze prema interkonekciji (sekundarna regulacija, razmena
podataka, obračuni), susedne regulacione oblasti se često udružuju u
regulacione blokove.
3.1.
Način rada regulacionog bloka EES Srbije, Crne Gore i
Makedonije
SMM regulacioni blok je nadležan za poslove propisane aktuelnim UCTE
Operativnim priručnikom [4]. Sa ispunjenjem ovih zahteva, omogućeno je da
EES Srbije, Crne Gore i Makedonije rade u UCTE interkonekciji. Deo poslova
koji se odnose na rad regulacione oblasti, a neophodni su i za rad
regulacionog bloka, obavljaju operatori prenosnog sistema (TSO) iz
prethodno navedenih država (JP EMS, EPCG i MEPSO). Na osnovu
dogovora ovih TSO, koji je formalizovan potpisivanjem i odgovarajućeg
Ugovora, poslove operatora bloka radi JP EMS.
Operator bloka planira rad bloka, vrši nadzor njegovog rada u realnom
vremenu kao i neophodne obračune realizovanog rada. Poslovi operatora
bloka se generalno mogu podeliti na sledeće tri osnovne grupe: programi
razmene, organizovanje i nadzor sekundarne regulacije učestanosti i snage
razmene (LFC) i elektroenergetski obračuni. Navedeni poslovi se obavljaju u
skladu sa regulativom i praksom UCTE. Svaka regulaciona oblast unutar
interkonekcije je dužna da korišćenjem sekundarne regulacije učestanosti i
snage razmene u svakom trenutku održava sumu snaga razmene prema
susednim EES i učestanost interkonekcije na planiranim vrednostima,
odnosno sa tehnički prihvatljivim odstupanjima u odnosu na planirane
vrednosti. U Dispečerskom centru (DC) svake regulacione oblasti se, na
osnovu merenja učestanosti i ukupne razmene aktivne snage sa susednim
sistemima, izračunava regulaciona greška oblasti (Area Control Error - ACE).
Programski paket blok regulator [26] ima zadatak da omogući istovremeni
proračun regulacionih grešaka svake članice SMM bloka kao i regulacione
greške bloka. Ovako izračunate regulacione greške paket, posredstvom
SCADA sistema, prosleñuje u dispečerske centre članica bloka. Programski
paket omogućava proračun regulacione greške bloka po hijerarhijskom i
pluralističkom modu rada sekundarne regulacije.
Programski paket za svaku regulacionu oblast izračunava regulacionu
grešku ACE, po sledećoj relaciji:
(
)
(
)
k
k
k0
fk
0
ACE = P -P
+B
f-f
.
(3)
