Оперативное управление в энергосистемах

УДК 621.311(075.8)
ББК 31.2я73
         К17

Р ец е н з е н ты: кафедра «Электроснабжение» УО «Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого»; начальник службы
режимов РУП «Объединенное диспетчерское управление» А.М. Короткевич

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее части не может быть осуществлено без разрешения
издательства.

Калентионок, Е. В.
Оперативное управление в энергосистемах : учеб. пособие / Е.В. Калентионок, В.Г. Прокопенко, В.Т. Федин ; под
общ. ред. В.Т. Федина. – Минск : Выш. шк., 2007. – 351 с. :
ил.
ISBN 9789850612601.

Рассматриваются цели и задачи, принципы организации и структура оперативного диспетчерского управления энергосистемами, методы и средства управления нормальными режимами энергосистем и
электрических сетей, методические подходы к ликвидации основных
аварийных режимов в энергосистемах, системообразующих и распределительных сетях.
Для студентов энергетических специальностей вузов. Может быть
использовано слушателями центров подготовки и повышения квалификации инженеровэнергетиков и инженерами, чья деятельность
связана с анализом и управлением режимами энергосистем и электрических сетей.

УДК 621.311(075.8)
ББК 31.2я73

© Калентионок Е.В., Прокопенко В.Г.,
 
Федин В.Т., 2007
ISBN 9789850612601
 © Издательство «Вышэйшая школа», 2007

К17

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данное учебное пособие предназначено для студентов
энергетических специальностей учреждений, обеспечивающих получение высшего образования. В качестве основного
оно может быть использовано студентами, которые специализируются по диспетчерскому управлению энергосистемами и
электрическими сетями, автоматизации энергетических процессов, эксплуатации электроэнергетических систем, а как дополнительное – студентами смежных инженерных специальностей энергетического профиля. Книга может быть полезна
научным работникам, аспирантам, магистрантам, инженерам,
занимающимся исследованиями, анализом режимов энергосистем и электрических сетей и их управлением. Кроме того,
учебное пособие может быть использовано при переподготовке и повышении квалификации персонала диспетчерских
служб и служб режимов энергосистем и электрических сетей в
институтах, центрах, на факультетах и курсах повышения квалификации.
Несмотря на то что имеется достаточно большое количество изданий, касающихся диспетчерского управления, учебная
литература по этой тематике практически отсутствует. Систематизированное изложение всех основных вопросов диспетчерского управления имеется только в монографии [11]. Однако она была издана более 40 лет назад и поэтому требует корректировки, к тому же предназначена для инженеров, а не для
студентов, и в настоящее время малодоступна. Следует отметить учебное пособие [13], предназначенное  для институтов
повышения квалификации и отражающее вопросы диспетчерского управления мощными энергообъединениями, а также
учебник [36], в котором рассматривается в основном алгоритмизация и аппаратная часть автоматизированной системы

управления режимами энергосистем. Другие фундаментальные монографии, написанные известными специалистами,
посвящены отдельным вопросам диспетчерского управления
мощными энергообъединениями либо имеют обзорный характер [1, 3, 19, 30–32].
Данная работа – первая попытка создать учебное пособие
для студентов по оперативному управлению как энергосистемами, так и сетями, т.е. содержащее вопросы диспетчерского
управления различного иерархического уровня в электроэнергетике. При этом авторы стремились не к простому изложению
инструктивных материалов, а к доступному объяснению физических процессов, происходящих в нормальных и аварийных
режимах энергосистем, их математическому описанию.
При подготовке пособия авторы использовали литературу,
выпущенную сотрудниками Центрального диспетчерского
управления Единой энергосистемы СССР (ЦДУ ЕЭС СССР),
системного оператора открытого акционерного общества
«Центральное диспетчерское управление Единой энергосистемы России» (ОАО «СО – ЦДУ ЕЭС»), руководящие материалы РУП «Объединенное диспетчерское управление», опыт
преподавания дисциплин по электрическим системам и сетям,
устойчивости и эксплуатации энергосистем, автоматическому
управлению электрическими системами на кафедре «Электрические системы» Белорусского национального технического университета, а также личный опыт диспетчерской работы в
энергосистеме и разработки противоаварийных тренировок
для диспетчеров энергосистем.
Материал данного учебного пособия соответствует дисциплине «Оперативное управление в энергосистемах», а также
частично дисциплинам «Диспетчерское управление энергосистемами», «Автоматическое управление в энергосистемах»,
«Эксплуатация энергосистем», которые имеются в учебных
планах вузов Республики Беларусь.
Материал книги распределен между авторами следующим
образом: В.Г. Прокопенко написал гл. 1, 2, В.Т. Федин – гл. 3,
Е.В. Калентионок – гл. 4.
Авторы благодарят сотрудников РУП «Объединенное диспетчерское управление» А.И. Тумаша, В.Л. Горовикова и
А.М. Короткевича за предоставленные нормативные материалы, связанные с оперативным управлением объединенной

энергосистемой Республики Беларусь, которые были использованы при подготовке данной работы.
Авторы считают своим приятным долгом выразить благодарность инженерам Е.А. Заборской, Е.Л. Ковенской,
О.Б. Киселевой, Г.Н. Короткому и технику Ю.Н. Кондратенко, вложившим большой и кропотливый труд в подготовку и
оформление рукописи.
Все отзывы и пожелания просим направлять по адресу:
220013, Минск, проспект Независимости, 65, корпус 2, кафедра «Электрические системы» Белорусского национального технического университета.
Авторы

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АБ
– автомат безопасности

АВР
–  автоматический ввод резерва

АГП
– автомат гашения поля

АД
– асинхронный двигатель

АЛАР – автоматика ликвидации асинхронного режима

АОЧ
– автоматика ограничения частоты

АПАХ – автоматика прекращения асинхронного хода

АПВ
– автоматическое повторное включение

АПНУ – автоматическое предотвращение нарушения устойчивости

АРВ
– автоматическое регулирование возбуждения

АРНТ – автоматическое регулирование напряжения на трансформаторах

АРС
– автоматический регулятор скорости

АЧД
– автоматика частотного деления

АЧР
– автоматическая частотная разгрузка

АЭС
– атомная электростанция

БК
– батарея конденсаторов

ВДТ
– вольтодобавочный трансформатор

ВЛ
– воздушная линия

ВН
– напряжение высокой стороны трехобмоточного трансформатора

ГАЭС – гидроаккумулирующая электростанция

ГДС
– главная диспетчерская служба

ГРЭС – государственная районная электростанция

ГТС
– газотурбинная станция

ГЭС
– гидроэлектростанция

ДАРН – дополнительная аварийная разгрузка по напряжению

ЕЭС
– единая энергетическая система

КРУ
– комплектное распределительное устройство внутренней установки

КРУН – комплектное распределительное устройство наружной установки

КЭС
– конденсационная электростанция

ЛР
– линейный разъединитель

ЛЭП
– линия электропередачи

МСВ
– межсекционный выключатель

МЭК
– Международная электротехническая комиссия

НН
– напряжение низкой стороны трехобмоточного трансформатора

НР
– нагрузочный резистор

НСН
– нагрузка собственных нужд

ОАПВ – однофазное автоматическое повторное включение

ОВ
– обходной выключатель

ОВБ
– оперативновыездная бригада

ОДС
– оперативнодиспетчерская служба

ОДУ
– объединенное диспетчерское управление

ОИК
– оперативноинформационный комплекс

ОМП – определение мест повреждения

ОЭС
– объединенная энергосистема

ПА
– противоаварийная автоматика

ППБ
– Правила пожарной безопасности

ПТБ
– Правила техники безопасности

ПТЭ
– Правила технической эксплуатации

ПУЭ
– Правила устройства электроустановок

РДС
– районная диспетчерская служба

РЗА
– релейная защита и автоматика

РПН
– регулирование напряжения под нагрузкой

РТ
– режимный тренажер

РУ
– распределительное устройство

РЭС
– район электрических сетей

САОН
– специальная автоматика отключения нагрузки

САПАХ
– селективная автоматика предотвращения асинхронного хода

СК
– синхронный компенсатор

СН
– напряжение средней стороны трехобмоточного трансформатора

СО
– системный оператор

СТК
– статический тиристорный компенсатор

ТМ
– телемеханика

ТОП
– тренажер оперативных отключений

ТП
– трансформаторная подстанция

ТР
– трансформаторный разъединитель

ТС
– телесигнал

ТЭС
– тепловая электростанция

ТЭЦ
– теплоэлектроцентраль

УКЗ
– указатель короткого замыкания

УРОВ
– устройство резервирования отказа выключателя

ФПТ
– фиксирующий прибор токовый

ЦДС
– центральная диспетчерская служба

ЦДУ
– центральное диспетчерское управление

ЦКС АРЧМ– центральная координирующая система автоматического 
регулирования режима по частоте и перетокам активной 
мощности

ЦП
– центр питания

ЧАПВ
– частотное автоматическое повторное включение

ЧВД
– часть высокого давления

ЧНД
– часть низкого давления

ШР
– шунтирующий реактор

ШСВ
– шиносоединительный выключатель

ЭГП
– электрогидравлический преобразователь

ЭЦК
– электрический центр качаний

1

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ОПЕРАТИВНОГО 
УПРАВЛЕНИЯ

1.1. Цели и задачи оперативного управления 
в энергосистемах

Нормальная работа энергосистем возможна только при
четко функционирующей системе оперативного управления их
режимами. Необходимость эффективной системы оперативного управления обусловлена следующими важнейшими свойствами энергосистем:
значимость производимого продукта не только в сфере
материального производства, но и при обеспечении безопасных и комфортных условий работы и проживания больших
групп людей;
сложность производственной структуры, большой объем производимой продукции, разнообразие основного оборудования с разными техникоэкономическими характеристиками и, как следствие, возможность ведения допустимых, но не
оптимальных режимов с перерасходом энергоресурсов;
непрерывность процессов производства, распределения
и потребления электрической энергии;
быстрота протекания технологических процессов;
наличие условий повышенной опасности для здоровья и
жизни людей, эксплуатирующих оборудование самих энергосистем.
Оперативное управление в энергосистемах называют оперативнодиспетчерским или диспетчерским, поскольку

оно реализуется через диспетчерские службы. Диспетчерское
управление производится централизованно и непрерывно в
течение суток. Оно осуществляется высшим оперативным руководителем энергосистемы – диспетчером.
Ц е л ь  диспетчерского управления – разработка и ведение
режимов энергосистем, обеспечивающих надежное и бесперебойное снабжение потребителей электрической и тепловой
энергией удовлетворительного качества при максимальной экономичности работы энергосистемы в целом, создание возможности безопасного обслуживания оборудования энергосистемы.
Для достижения данной цели при реализации диспетчерского управления приходится решать следующие  з а д а ч и:
долгосрочное и краткосрочное планирование графиков
нагрузки энергосистем;
составление балансов мощности и энергии;
разработка нормальной и ремонтных схем энергосистемы;
регулирование частоты и активной мощности;
регулирование напряжения и реактивной мощности;
расчеты статической и динамической устойчивости;
внутрисуточная оптимизация режимов;
экспрессные расчеты потокораспределения в электрической сети в вынужденных режимах работы энергосистемы;
рассмотрение заявок на вывод оборудования в ремонт;
руководство оперативными переключениями в электрических сетях;
ведение служебной документации и др.

1.2. Принципы и структура диспетчерского 
управления

Система диспетчерского управления основана на следующих  п р и н ц и п а х:
отделение оперативнодиспетчерских функций от административнохозяйственных;
иерархическая структура диспетчерского управления с
обязательным подчинением дежурного оперативного персонала каждой ступени управления диспетчерскому персоналу более высокой ступени управления;
предоставление персоналу каждой ступени управления
максимальной самостоятельности в выполнении всех оперативных функций, не требующих вмешательства оперативного руководителя более высокой ступени диспетчерского управления;