REGLAREA AUTOMATĂ A FRECVENȚEI ȘI PUTERII ACTIVE ÎNTRUN SEE Necesitatea şi avantajele reglării automate recvenţă putere activă (RA P) în SEE Avantajele introducerii reglării automate a recvenţei şi puterii active sunt următoarele: a) eliminarea variaţiei de productivitate la consumatorii de energie electrică; b) reducerea luctuaţiei pierderilor în sistem; c) creşterea randamentului instalaţiilor şi a sistemului în ansamblu; d) evitarea enomenului de avalanşă recvenţătensiune în sistem; e) reducerea erorilor aparatelor de automatizare, în special a celor pe bază de inducţie, cum sunt contoarele de energie; ) asigurarea calităţii energiei electrice produsă şi livrată consumatorilor din SEE. Notă privind: Eliminarea variaţiei de productivitate la consumatorii de energie Fie Pc, puterea activă consumata la recvenţa şi Pc cea consumata la recvenţa. Există relaţia: PC PC q Z În uncţie de aceasta consumatorii se împart în următoarele patru categorii:. q = 0, putere consumată constantă, independentă de recvenţă (de exemplu: cuptoarele electrice cu rezistenţă sau arc, utilizări casnice prin electrotermie, iluminat etc).. q =, consumatorii la care cuplul rezistent este constant: M R = const. Deci : P M K ' Exemplu: maşini de ridicat, unele maşini unelte, ş.a. C R. q = 3 => consumatori la care cuplul rezistent M R are două componente: un termen constant M R0 şi un altul proporţional cu pătratul turaţiei, conorm relaţiilor: M R M R0 K n o P M K '' C R n n K Exemplu: instalaţii de tip centriugal în regimuri de turaţie dierită. 3. q > 3 sunt instalaţii de tip centriugal care au de învins presiuni statice, cum ar i pompele, compresoare, ventilatoare. De exemplu la pompele de alimentare a cazanelor q = 7. q 3
Legătura dintre reglarea recvenţei şi reglarea vitezei (turaţiei) turbinei de antrenare ( n) Se cunoaşte dependenţa : Error! Objects cannot be created rom editing ield codes. unde p este numarul de perechi de poli ai generatorului şi n turaţia [rot/min] n, () n 0 z creşte n 0 P E (n) P E (n) A C n n B 3 4 P M (n) z = z > z P M (n) z = ct 0 P P P 3 P M, P E Reglarea automată a vitezei turbinei de antrenare PE puterea electrică generată şi consumată; PM puterea mecanică dezvoltată la arborele turbinei; n turaţia [rot/min].
Principiul metodelor RA P în SEE n r ' 0 n r ' 0 z creste b n r0 n r0 ' n rx a A B A'' B'' n r ' x A' B' ' P P P P P Principiul metodelor de reglare automata recvenţăputere activă Schema uncţională pentru reglarea automată a recvenţei şi puterii active este o reglare în cascadă,de tip ierarhizat. 0 T R RAF s u K m Ks s T s R EE RAV RAV T G TTGs P r Dispecer Sistem electroenergetic Centrala electrica Schema uncţională pentru reglarea automată recvenţăputere activă (RAP) 0 T J timpul teoretic de lansare P P 0 M puterea de baza cu 0 0 0 GD J si 4 pn n GD n GD n T, 74 0 [ s] 4 0 s s s 3 0 0 60 60 4 60 P0 P0 Pentru intregul sistem reglant T T K P P K K T TG n T n g s 7.. Terminologie RAP (dupa manualul UCPTE / ENTSOE)
Operatorul de transport și de sistem (TSO) este o companie care este responsabila pentru operarea, mentenanta si dezvoltarea sistemului de transport pentru o arie de reglaj si interconexiunile sale. Aria de reglaj este o parte strans legata de Sistemul Interconectat UPCTE / ENTSOE (de obicei coincide cu teritoriul unei companii, unei tari sau unei arii geograice, izic demarcate de pozitia punctelor de masura ale schimbului de energie si putere ale retelei interconectate ramase), operat de un singur Operator de Transport și de Sistem, cu puteri izice si unitați de productie reglabile conectate cu aria de reglaj. O arie de reglaj poate i o parte dintrun bloc de reglaj care are propriul reglaj subordonat in ierarhia reglajului secundar. Blocul de reglaj cuprinde una sau mai multe arii de reglaj, care lucreaza impreuna in cadrul unctiei de reglaj secundar, tinand cont de celelalte blocuri de reglaj apartinand aceleasi arii sincrone. Aria sincrona este alcatuita din multiple arii/blocuri de reglaj interconectate. Fiecare arie/bloc de reglaj se poate diviza in subarii de reglaj care opereaza cu propriul lor reglaj subordonat atata timp cat aceasta nu pune in pericol uncționarea interconectata. Statismul unui generator s G este unul din parametrii ixați de regulatorul de viteza primar a grupului generator (generator și turbina). El este un raport adimensional si este exprimat in general in procente: s G / P / P G n Gn % Variatia in recventa a sistemului Δ este deinita in relatia urmatoare, in care n este recventa nominala, iar este recventa sistemului: n Variatia relativa a puterii generate este deinita ca raportul dintre variatia puterii generate ΔP G a unui generator (in stare de unctionare stabila) si puterea lui activa nominala generata P Gn. Statismul aparent al rețelei s este relația dintre abaterea cvasistaționara relativa de recvența rezultata ca urmare a unei perturbații și variația relativa de putere activa din rețea. / s 00 [%] P/ P
Caracteristica putererecventa a retelei este raportul dintre abaterea de putere ΔP a care a cauzat perturbatia si abaterea de recventa Δ cauzata de perturbatie (deicitele de putere sunt considerate ca valori negative): Pa [ MW / Hz ] Caracteristica putererecvența a retelei λ i este masurata pentru o arie de reglaj data i. Aceasta corespunde raportului dintre ΔP i (abaterea de putere masurata pe liniile de interconexiune ale ariei de reglaj i) si abaterea de recventa Δ cauzata de perturbatie (in aria de reglaj unde sa produs perturbatia va i necesar sa se adauge excedentul de putere, sau sa se scada deicitul de putere, care a cauzat perturbatia respectiva). Pi i [ MW / Hz ] Contributia iecarei arii de reglaj la caracteristica putererecventa a retelei se bazeaza pe valoarea de reerinta K ri pentru caracteristica putererecventa a retelei in aria de reglaj respectiva. Aceasta valoare de reerinta se obtine prin multiplicarea valorii de reerinta a caracteristicii putererecventa a retelei λ pentru intreaga arie sincrona si coeicientii de contributie C i a dieritelor arii/blocuri de reglaj: K C * ri i Valoarea de reerinta λ pentru caracteristica putererecventa a retelei in intregime este deinita de catre UCTE pe baza conditiilor descrise in strategie, tinand cont de masurari, consideratii teoretice si bazate pe experienta. Pentru Romania, valoarea coeicientului de contributie este de C., iar K i ri = 447 MW/Hz pentru anul 008. Acești coeicienți de contribuție C i sunt calculați in mod regulat pentru iecare arie de reglaj sau partener de interconexiune olosind urmatoarea ormula: C i E E i u in care E i este energia electrica generata in aria de reglaj i (incluzand producția de energie electrica pentru export și energia electrica programata produsa de grupurile energetice exploatate in comun) și E u este totalul (suma) producției de energie electrica in toate cele n arii de reglaj ale ariei sincrone.
Binomul de reglare depinde de eroarea ariei de reglaj (Area Control Error ACE) si reprezinta o expresie a reglajului secundar. G ( ACE) P K i i ri Banda de reglaj reprezinta ecartul de putere in care un grup iși poate varia incarcarea. De ex. hidroagregatul Vidraru are o banda de reglare de 0 MW, in intervalul [Pmin,Pmax] [35,55] MW. Viteza de incarcare se reera la rapiditatea cu care un grup se poate incarca sau descarca pana la valoarea de putere dorita. De ex. hidroagregatul Vidraru are o viteza de incarcare de 30 MW/min.
7.. Tipuri de reglaj Obiectivul reglajului de recventa il constituie mentinerea acesteia intro banda ingusta din jurul valorii nominale 0, care in sistemul interconectat ENTSOE din care ace parte și Romania este de 50 Hz. reglajul primar demareaza in cateva secunde ca o actiune comuna a partenerilor participanti la interconexiune. reglajul secundar succede actiunii reglajului primar dupa cateva minute, iind realizat numai de operatorul de sistem de transport in zona caruia sa produs perturbatia. reglajul tertiar elibereaza rezerva de reglaj secundar prin reprogramarea productiei de catre operatorul de sistem de transport responsabil de perturbatie. Restabileste valoarea medie Frecventa Sistemului Restabileste valorile nominale Limiteaza abaterile Activare Reglaj Primar Elibereaza rezervele Elibereaza rezervele dupa o deconectare Corecteaza Activare daca este responsabila Preia daca este responsabil Reglaj Secundar Elibereaza rezervele Preia Reglaj Tertiar Activare pe termen lung Corectia Timpului Schema de unctionare RAP conorm UPCTE / ENTSOE
0 K r C P P G P d C i Spre e / grupuri reglante P 0 C n Reglaj Operator bloc de reglaj Operator.. de reglaj P putere de schimb P 0 reerinta putere de schimb recventa 0 reerinta recventa ΔP abatere putere G P K G binom de reglaj i ΔP d marime de executie C coeicientul de repartitie K r coeicient de contributie a recventei
0i K ri C i Tara P 0i G i P di C ij Spre regulatoare arii de reglaj P i C in Regiune 0ij K rij C ij P 0ij G ij arii de reglaj P dij C ijk Spre e / grupuri reglante P ij C ijn Reglaj ierarhizat un operator de sistem (coordonator bloc de reglaj), regulatoare secundare ale ariilor de reglaj 0i P i K ri C i P 0i G i P di C ij Spre regulatoare arii de reglaj Tara C in Regiune P ij 0ij P i K rij C ij P 0ij G ij P dij C ijk Spre e / grupuri reglante P ij C ijn
Reglaj pluralist un operator de sistem (coordonator bloc de reglaj) P i puterea de schimb a tarii i cu exteriorul P ij puterea de schimb a regiunii ij P ij puterea de schimb a regiunii ij cu exteriorul
Tipuri de structure de RAP in UCPTE / ENTSOE UCTPE Tari Regiunea Des Central Des Centrale Dese Ierarhice Ierarhic Centrale Ierarhice Plurslist Centrale Dese Pluraliste Structuri de RAP in tarile din UCPTE / ENTSOE (995) Central Ierarhic Pluralist Belgia Franta Grecia Italia Olanda Austria Portugalia Elvetia Spania Germania Luxemburg Legi de reglare pentru RAP din tari apartinand UCPTE / ENTSOE Tara B DLDEKF E F GR I YU NL A P CH proportional X X X X integral X X proportional integral X X X X X
OTS reglant reglant reglant n Bloc de reglaj Schema de RAP izat OTS OTS OTS n reglant reglant Bloc de reglaj reglant n reglant reglant Bloc de reglaj reglant n reglant reglant Bloc de reglaj n reglant n Schema de RAP pluralist OTS arie de reglaj arie de reglaj arie de reglaj n reglant reglant Arie de reglaj reglant n reglant reglant Arie de reglaj reglant n reglant reglant Arie de reglaj n reglant n BLOC DE REGLAJ Schema de reglare RAP ierarhizat