Embed Size (px)
Citation preview
1
Miljenko Brezovec Tomislav Plavšić HEP Proizvodnja d.o.o., PP HE Sjever HEP OPS d.o.o. [email protected] [email protected] Nenad Švarc HEP Proizvodnja d.o.o. [email protected]
ANALIZA MOGUĆNOSTI SUDJELOVANJA PROIZVODNIH JEDINICA U REGULACIJI NAPONA I JALOVE SNAGE NA PRIMJERU PP HE SJEVER
SAŽETAK
U referatu se opisuju potrebe za regulacijom napona i proizvodnjom jalove snage hrvatskog
elektroenergetskog sustava, s osvrtom na postojeće stanje i mogućnosti sudjelovanja proizvodnih jedinica u regulaciji napona i jalove snage na primjeru Proizvodnog područja HE Sjever, koje obuhvaća tri hidroelektrane na Dravi. Sažeto je opisana izvedba sustava uzbude i regulatora napona te tehničke mogućnosti proizvodnje jalove snage predmetnih proizvodnih jedinica. Na karakterističnim primjerima dijagrama napona i jalove snage analizira se uobičajena pogonska praksa rada agregata. Navode se nedostatci sadašnjeg načina planiranja i upravljanja naponom i jalovom snagom, te obrazlaže potreba za uvođenjem koordinirane sistemske regulacije napona unutar hrvatskog elektroenergetskog sustava uvažavajući područne specifičnosti izgrađenosti i opterećenosti mreže te angažiranosti agregata.
Ključne riječi: regulacija napona i jalove snage, grupna regulacija, proizvodna jedinica, planiranje i pogon EES
ANALYSIS OF POWER PRODUCTION UNITS ABILITY TO PARTICIPATE IN VOLTAGE AND REACTIVE POWER CONTROL ON THE PP HE SJEVER EXAMPLE
SUMMARY Paper describes Croatian power system voltage and reactive power control needs, with respect
to present state and possibilities of power production units to participate in voltage and reactive power control with example of Hydro North, that includes three hydro power plants on the Drava river. Excitation control system and reactive power production abilities of Hydro North power plants are briefly described. Usual operation of power production units is analysed on the basis of characteristical examples of voltage and reactive power diagrams. Disadvantages of present voltage and reactive power planning and control are described, with explanation of need for implementation of coordinated system voltage control within Croatian power system, taking into consideration specific development and loading of the areal network, as well as unit commitment.
Key words: voltage and reactive power control, group control, production unit, power system planning and operation
10. savjetovanje HRO CIGRÉ Cavtat, 6. – 10. studenoga 2011.
HRVATSKI OGRANAK MEĐUNARODNOG VIJEĆA ZA VELIKE ELEKTROENERGETSKE SUSTAVE – CIGRÉ
X-XX
2
1. UVOD Održavanje pogonskih napona unutar propisanih granica, češće nazivano regulacija napona i jalove snage, jedna je od osnovnih usluga sustava, koja jamči stabilan rad elektroenergetskog sustava (EES). Održavanje napona osigurava operator prijenosnog sustava, koristeći se pri tome vlastitim regulacijskim i kompenzacijskim uređajima, te pomoćnom uslugom regulacije napona i proizvodnje jalove snage koju mu pružaju proizvođači električne energije. Tehničke uvjete održavanja pogonskih napona unutar hrvatskog elektroenergetskog sustava propisuju Mrežna pravila elektroenergetskog sustava [1], a načela primjene razrađena su u Planu obrane hrvatskog EES-a od velikih poremećaja [2]. Mrežnim pravilima određen je obavezni ili nepridjeljivi dio proizvodnje jalove snage, tj. onaj dio kojeg moraju osigurati svi korisnici mreže, te pridjeljivi dio ili osiguranje jalove energije izvan dopuštenog faktora snage, za kojeg operator sustava osigurava kvalificiranom pružatelju odgovarajuću financijsku naknadu. Određivanje proizvodnje jalove snage proizvodnih jedinica u fazama planiranja i vođenja pogona nije danas jasno definirano putem odgovarajućih pravilnika ili procedura, te regulaciju napona na sabirnicama elektrane u pravilu obavlja operatorsko osoblje elektrane, podešavanjem postavnih vrijednosti jalove snage elektrane ili pojedinačnih proizvodnih jedinica. Zahtjev operatora prijenosnog sustava za dodatnom proizvodnjom jalove snage određenih proizvodnih jedinica uobičajeno se izdaje usmeno pri utjecajnoj promjeni uklopnog stanja mreže ili tijekom pogona nakon poremećaja u pogonu prijenosnog sustava, a vrlo rijetko na temelju pisanih zahtjeva za neko unaprijed određeno razdoblje. Nedostatci takvog načina regulacije napona i jalove snage mogu se dugoročno kvalitetno riješiti samo uvođenjem koordinirane sistemske regulacije napona. Analizirani su mogući režimi rada hidroagregata u regulaciji napona i jalove snage, te su dane smjernice za kvalitetno planiranje i upravljanje jalovom snagom uzimajući u obzir zahtjeve i mogućnosti operatora sustava, kao i tehničke mogućnosti agregata. Opisana su dosadašnja pogonska iskustva regulacije napona i jalovih snaga na primjeru pogona hidroagregata Proizvodnog područja HE Sjever. Opisana je i hijerarhijska koncepcija regulacije napona te su predložene smjernice za određivanje režima rada agregata u hijerarhijskoj regulaciji napona. 2. PROIZVODNJA JALOVE SNAGE U HIDROELEKTRANAMA Mogućnosti proizvodnje jalove snage sinkronog generatora određene su izvedbom stroja i pogonskim ograničenjima [3,4], slika 1.
Slika 1. Karakteristična pogonska karta hidrogeneratora
3
Raspoloživa jalova snaga generatora pri nazivnim parametrima pogona sustava određena je nazivnom djelatnom snagom i nazivnim faktorom snage generatora. Generator može raditi u režimu naduzbude, kada daje u mrežu induktivnu jalovu snagu, ili u režimu poduzbude, kada uzima iz mreže kapacitivnu jalovu snagu. Tijekom pogona generatora pojavljuju se određena odstupanja parametara pogona od nazivnih vrijednosti, koja utječu na raspoloživu jalovu snagu. Odstupanje faktora snage od nazivne vrijednosti bitno utječe na raspoloživu jalovu snagu generatora. Pogon generatora sa sniženim cosϕ ograničen je strujom rotorskog namota. Pri pogonu generatora s povišenim cosϕ prividna snaga ograničena je maksimalnom snagom pogonskog stroja. Ograničenja koja u režimu naduzbude određuju raspoloživu jalovu snagu su granica zagrijavanja statorskog namota, granica zagrijavanja rotorskog namota, ograničenje radi pogonskog stroja i granica tehničkog minimuma pogona. U režimu poduzbude raspoloživa jalova snaga određena je granicom statičke stabilnosti i zagrijavanjem čeonih dijelova namota statora i rotora. 2.2. Regulacija napona generatora
Automatski regulator napona (ARN) sinkronog generatora u normalnom režimu rada održava napon na stezaljkama generatora prema postavnoj vrijednosti te omogućuje određivanje jalove snage koja se predaje u mrežu (ili preuzima iz mreže). U poremećenim režimima rada ARN obavlja i funkciju povećanja granica stabilnosti. Kod digitalnih regulatora programski algoritmi uspoređuju mjerene vrijednosti napona s postavljenom vrijednošću, a njihovom pojačanom razlikom preko generatora impulsa upravljaju tiristorskim okidnim impulsima i tako mijenjaju uzbudnu struju na potrebni iznos. Suvremeni automatski regulatori napona imaju realizirane slijedeće regulacijske algoritme:
• regulacija napona: − mjerenje i formiranje mjernog signala, − osnovno regulacijsko djelovanje (formiranje referentnog signala, formiranje signala
regulacijskog odstupanja, selektori ograničivača, PI algoritam), − ograničavači (ograničenje struje uzbude, ograničenje struje statora u induktivnom području,
ograničenje minimalne struje uzbude u kapacitivnom području), − dodatne regulacijske funkcije (kompenzacija vanjske karakteristike generatora po jalovoj i
djelatnoj struji generatora, frekvencijska kompenzacija napona generatora, rasterećenje po jalovoj snazi i sl.);
• nadređene regulacijske funkcije: − regulator jalove snage, − stabilizator elektroenergetskog sustava (PSS).
Slika 2. Strukturna blok-shema sustava regulacije uzbude sinkronog generatora
4
Na slici 2 prikazan je klasični krug regulacije napona sinkronog generatora s krugom regulacije struje uzbude i nadređenim krugom regulacije napona generatora. Iz dva linijska napona (uab, ubc) i dvije fazne struje (ia, ic) generatora određuju se amplitude napona (ugen) i jalove snage generatora (Q). Povećavanje struje uzbude (iu) moguće je izvesti na tri načina: djelovanjem na širinu impulsa (pwm), referencu struje uzbude (iuref) i referencu napona generatora (uref). Ovi regulatori se koriste kod svih generatora dok se regulator jalove snage upotrebljava ovisno o zahtjevima elektroenergetskog sustava na pojedinu proizvodnu jedinicu. Regulator jalove snage generatora i napona su proporcionalno integralnog tipa. Regulator jalove snage je nadređen regulatoru napona koji je nadređen regulatoru struje uzbude generatora proporcionalnog tipa. Kompenzacija jalove snage generatora je izvedena povećanjem naponske povratne veze s povećanjem jalove snage generatora. 2.3. Upravljanje sustavom uzbude Proizvodnjom jalove snage generatora upravlja se putem sustava automatske regulacije uzbude. Upravljanje sustavom uzbude može biti lokalno s ormara sustava uzbude, centralno s komandne ploče odnosno iz procesne stanice elektrane ili daljinsko iz nadređenog centra vođenja. Komandna ploča omogućava ručno upravljanje pomoću tipkala prema potrebi sekvence upravljanja, a podešavanje jalove snage izvodi se na osnovu parametara očitanih s instrumenata za pogonska mjerenja. Procesne stanice agregata omogućavaju upravljanje agregatima iz komande elektrane ili iz nadređenog centra vođenja. Upravljanje preko procesne stanice je moguće zadavanjem pojedinih naloga preko operatorske stanice ili automatski u sklopu sekvence agregata. Procesna stanica zadaje naloge sustavu uzbude prema upisanim postavnim vrijednostima ili procesno obrađenim zahtjevima nadređenog centra vođenja koji se usklađuju s obzirom na broj raspoloživih agregata i prilikama na mreži. Procesne stanice elektrane mogu imati i dodatnu funkciju koordiniranog upravljanja jalovim snagama pojedinih generatora da bi se postigla željena ovisnost između napona i jalove snage elektrane kao jedinstvene cjeline. Grupnom regulacijom mogu se prevladati nedostatci koji se pojavljuju pri pojedinačnom upravljanju i osigurati automatsko postizanje željenog napona na sabirnicama elektrane i željene raspodjele jalovog opterećenja između generatora u pogonu [5,6]. 3. PRIMJERI RADA AGREGATA PP HE SJEVER U REGULACIJI NAPONA I JALOVE SNAGE Sustavi uzbude generatora HE Varaždin, HE Čakovec i HE Dubrava omogućavaju različite režime regulacije napona i jalove snage, posebno generatori HE Varaždin i HE Dubrava koji su opremljeni novim sustavima uzbude i digitalnim regulatorima napona. Radi naponskih potreba EES predviđena je i grupna regulacija jalove snage na razini HE, pri čemu postoje dva režima rada:
• rad prema postavnoj vrijednosti jalove snage elektrane, • rad „bez zahtjeva" – jalova snaga prilagođava se prema iznosu napona generatora.
Upravljanje postrojenjima sve tri hidroelektrane u normalnom pogonu obavlja se daljinski iz Komande lanca Varaždin (KLV) pa se i režim upravljanja jalovom snagom određuje iz centra daljinskog upravljanja. Osnovni način upravljanja jalovom snagom je zadavanje postavnih vrijednosti iz KLV koji se preko procesnih stanica elektrane automatski prosljeđuju na sustav uzbude u izvršenje. U situacijama kada operator sustava ustanovi potrebu za značajnijom promjenom jalove snage, koristi se rad prema postavnoj vrijednosti jalove snage koju u tom slučaju određuje operator sustava u skladu s tehničkim mogućnosti agregata. U nastavku će se analizirati uobičajena pogonska praksa rada agregata uz prikaz karakterističnih primjera dijagrama napona i jalove snage. 3.1. Rad prema postavnoj vrijednosti Način rada prema postavnoj vrijednosti predstavlja klasičnu grupnu regulaciju jalove snage na zadanu vrijednost ukupne jalove snage. Snaga se raspodjeljuje po agregatima u ovisnosti o radnom opterećenju, u skladu s ograničenjima prema pogonskoj karti generatora. Na taj način se održava jalova snaga HE na strani generatorskog napona prema zadanoj postavnoj vrijednosti. Ukoliko nema posebnog zahtjeva operatora sustava, postavna vrijednost određuje se tako da jalova snaga na VN strani blok-transformatora bude približno 0.
5
Osnovni nedostatak ovakvog načina rada je što se prema zadanoj postavnoj vrijednosti održava jalova snaga HE na strani generatorskog napona, što znači da bi kod uključenja/isključenja drugog agregata trebalo prilagoditi postavnu vrijednost ukupne jalove snage. Osim toga, zbog gubitaka na transformatoru, iznos jalove snage na VN strani blok-transformatora mijenja se ovisno o radnoj snazi:
0100n
t kn
S SQ i uS
⎛ ⎞= +⎜ ⎟
⎝ ⎠ (1)
gdje je Sn nazivna snaga transformatora, i0 struja magnetiziranja, uk napon kratkog spoja, S trenutna prividna snaga. U ovakvom režimu rada jalova snaga generatora (napon 6.3kV) u pravilu je konstantna, a zbog promjena radne snage agregata dolazi do promjena jalove snage na VN strani blok-transformatora (napon 110 kV). Primjer promjena napona generatora i mreže te radne i jalove snage agregata B HE Dubrava tijekom dana prikazan je na slici 3.
104
106
108
110
112
114
116
118
120
00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00
napo
n m
reže
(kV)
5.7
5.8
5.9
6
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
napo
n ge
nera
tora
(kV)
napon mreže napon generatora
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00
jalo
va s
naga
(MVA
r)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
radn
a sn
aga
(MW
)
jalova snaga 6.3kV jalova snaga 110kV radna snaga
Slika 3. Rad prema postavnoj vrijednosti - naponi i snage agregata B HE Dubrava (srijeda 27.04.2011.) Ovakav način rada najčešće se primjenjuje u normalnom pogonu, pri čemu se postavne vrijednosti za ukupnu jalovu snagu elektrane zadaju daljinski iz KLV. Korekcije postavne vrijednosti provode se prema potrebi npr. kod uključenja i isključenja drugog agregata.
6
3.2. Rad „bez zahtjeva“ za jalovom snagom Način rada „bez zahtjeva“ predstavlja grupnu regulaciju na postavnu vrijednost 0 MVAr unutar naponskih ograničenja. U slučaju prekoračenja naponskih ograničenja započinje regulacija napona, naravno u okvirima ograničenja definiranih pogonskom kartom. Naponska ograničenja definirana su slijedećim iznosima napona - HE Varaždin od 9.8 do 11 kV, HE Čakovec i HE Dubrava od 5.9 do 6.3 kV. Iako se na taj način jalova snaga može automatski prilagođavati potrebama sustava, ova mogućnost se za sada vrlo rijetko koristi. Na slici 4 prikazane su promjene napona generatora i mreže te radne i jalove snage agregata B HE Dubrava tijekom dana u režimu rada „bez zahtjeva“ za jalovom snagom. Iz ovog karakterističnog primjera vidljivo je da je za vrijeme uobičajenih naponskih prilika jalova snaga generatora oko 0, dok je u razdobljima sniženog napona mreže tijekom vršnih opterećenja jalova snaga generatora automatski povećana.
104
106
108
110
112
114
116
118
120
00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00
napo
n m
reže
(kV)
5.7
5.8
5.9
6
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
napo
n ge
nera
tora
(kV
)
napon mreže napon generatora
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00
jalo
va s
naga
(MV
Ar)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
radn
a sn
aga
(MW
)
jalova snaga 6.3kV jalova snaga 110kV radna snaga
Slika 4. Rad „bez zahtjeva“ - naponi i snage agregata B HE Dubrava (srijeda 04.05.2011.)
3.3. Rad prema posebnom zahtjevu operatora sustava Kao primjer posebnog zahtjeva operatora sustava analiziran je slučaj od 20.04.2011. kada je zbog preopterećenja dalekovoda TS Čakovec - TS Nedeljanec u 08:30 operator sustava zatražio povećanje jalove snage svih agregata na PP HE Sjever u skladu s trenutnim mogućnostima. U pogonu su tada bila po dva agregata na HE Varaždin, HE Čakovec i jedan agregat HE Dubrava. Na slici 5 prikazani su naponi generatora, naponi mreže te jalove snage (radi preglednosti za HE Varaždin i HE Čakovec prikazani su podaci samo za jedan agregat jer su za drugi agregat podaci gotovo identični).
7
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
10.7
10.8
10.9
00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00
napo
n ge
nera
tora
HEV
(kV)
5.7
5.8
5.9
6
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
napo
n ge
nera
tora
HEČ
, HE
D (k
V)
HEV A HEČ A HED B zahtjev
104
106
108
110
112
114
116
118
120
00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00
napo
n m
reže
(kV
)
HEV HEČ HED zahtjev
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00
jalo
va s
naga
gen
erat
ora
(MV
Ar)
HEV A HEC A HED B zahtjev
Slika 5. Odzivi napona na povećanje jalove snage prema zahtjevu operatora sustava (srijeda 20.04.2011.)
8
3.4 Utjecaj promjene jalove snage na iznos napona generatora Povećanjem jalove snage dolazi do određenog povećanja napona generatora pa povećanje jalove snage ne znači nužno i povećanje struje statora (uz konstantnu radnu snagu). Mogućnost povećanja napona generatora povećanjem jalove snage ovisi o „elastičnosti“ mreže i ona je ograničena, ali nije beznačajna. Na slici 6 prikazan je primjer promjene napona generatora B HE Dubrava uslijed promjene jalove snage iz kojeg je vidljivo da se pri povećanju jalove snage za 4 MVAr napon generatora povećao za gotovo 0.1 kV. Ako se npr. radi smanjenja zagrijavanja generatora kao kriterij definira minimalna struja statora, postavlja se pitanje „optimalne“ radne točke generatora (za zadanu radnu snagu) s aspekta jalove snage. Regulacija jalove snage prema tom kriteriju mogla bi biti vrlo interesantna mogućnost.
0
1
2
3
4
5
06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00
jalo
va s
naga
(MVA
r)
5,8
5,9
6
6,1
6,2
6,3
napo
n ge
nera
tora
(kV
)
jalova snaga napon generatora
Slika 6. Odziv napona generatora B HE Dubrava na promjenu jalove snage 4. HIJERARHIJSKA REGULACIJA NAPONA I JALOVE SNAGE S RAZINE SUSTAVA – PRIJEDLOG ZA HR EES
Današnji način izvođenja sistemske U-Q regulacije u hrvatskom EES-u temeljen je na usmenim nalozima iz centara vođenja operatora sustava prema elektranama, te se odvija najčešće u izvanrednim pogonskim situacijama kada je potrebno prepodesiti proizvodnju jalove snage generatora u pogonu na način da se povise ili snize vrijednost napona u okolnoj prijenosnoj mreži. Nalozi centara vođenja temeljeni su najčešće na uvidu u trenutno stanje sustava, a vrlo rijetko su planski, na temelju provedenih naponskih analiza. Pri iznimno visokim pogonskim naponima isključuju se pojedini značajno podopterećeni dalekovodi uvažavajući zahtjevanu razinu sigurnosti vođenja hrvatskog EES-a.
Obzirom na gore opisano stanje, može se ustvrditi da se U-Q regulacija u hrvatskom EES-u praktički temelji na primarnoj regulaciji napona. Primarni regulacijski uređaji omogućuju kompenzaciju malih i slučajnih promjena opterećenja i napona, ali u slučajevima pojave većih poremećaja (strukturni poremećaji i poremećaji stanja) nisu dovoljni za održavanje željenih vrijednosti napona. U tim je slučajevima potrebno koordinirano mijenjati ulazne postavne vrijednosti primarnih regulatora napona na području pojave poremećaja. Koordiniranu promjenu postavne vrijednosti primarnih regulatora napona vrlo je teško provesti ručno, pojedinačnim usmenim nalozima, te se ovakav tip regulacije uobičajeno provodi putem automatskih regulacijskih sustava [8,9]. Pri tome su prisutne dvije ili tri hijerarhijske razine U-Q regulacije:
- primarna regulacija, koja je lokalnog karaktera, na razini regulacijskih jedinica, - sekundarna regulacija, koja se provodi na određenom području , - tercijarna regulacija, koja se provodi za elektroenergetski sustav kao cjelinu. Zajednička osobina sekundarne i tercijarne regulacije je njihova realizacija putem djelovanja na
iznose referentnih vrijednosti primarnih regulatora napona. Time se nameće potreba za koordinacijom svih razina regulacijskog djelovanja, a koja se izvodi vremenskim i prostornim razdvajanjem, slika 7.
9
TERCIJARNAREGULACIJA
PROCJENASTANJA
PROMJENA TOPOLOGIJE
SEKUNDARNIREGULATOR
~ ~ PRIMARNI
REGULATORprimarna petlja
Gi
ZONA 1 ZONA nZONA i
sekundarna petlja
... ...
Periodično slanje postavnih vrijednosti
tercijarna petljaNACIONALNA RAZINA
REGIONALNA RAZINA
LOKALNA RAZINA Stanja (ON/OFF)
Mjerenja (V,P,Q)
Slika 7. Hijerarhijska struktura sustava regulacije napona i jalovih snaga
Potreba za uvođenjem koordinirane i automatizirane U-Q regulacije danas se sve više nameće
radi zahtjeva sigurnosti pogona, kvalitete isporuke električne energije i ekonomičnosti pogona. U do sada provedenim analizama za hrvatski EES [10] pokazana je značajna korisnost primjene ovakvog tipa U-Q regulacije. Koordinirana sistemska U-Q regulacija predstavlja globalnu regulaciju na razini EES-a sa zadatkom optimiranja tokova jalovih snaga primjenom koordinacije djelovanja sekundarnih i/ili primarnih regulatora napona pojedinih regija ili regulacijskih uređaja i generatora. Radi se o algoritmu van stvarnog vremena i bez zatvorene povratne regulacijske veze, čiji je rezultat određivanje optimalnih postavnih vrijednosti sekundarnih i/ili primarnih regulatora napona, a koji se temelje na proračunu optimalnih tokova snaga za čitav EES. Dobivene vrijednosti podešenja regulatora napona prenose se na lokacije teleinformacijskim sustavom. Koordinirana sistemska U-Q regulacija je učinkovit proces, kako u pogledu sigurnosti tako i ekonomičnosti pogona EES-a, dajući kao rezultat optimalnu raspodjelu proizvodnje i tokova djelatnih i jalovih snaga.
Za hrvatski EES predlaže se dvo-razinska hijerarhijska struktura sustava U-Q regulacije, koja osim primarne razine uključuje i koordiniranu sistemsku razinu, temeljenu na proračunu optimalnih tokova snaga [11]. Kao kriterij provođenja proračuna optimalnih tokova snaga predlaže se minimiziranje gubitaka djelatne snage, uz dodatan kriterij osiguranja dovoljne pričuve jalove snage u EES-u za slučaj naponskih poremećaja, jednolike relativne raspodjele pričuve jalove snage po svim generatorima u pogonu te minimiziranja razmjene tokova jalove snage po interkonekcijskim dalekovodima [12,13]. Upravljačke varijable algoritma bila bi podešenja regulacijskih sklopki mrežnih transformatora s mogućnošću regulacije pod opterećenjem, podešenja kompenzacijskih uređaja (kondenzatorske baterije, prigušnica) te podešenja regulatora uzbude generatora u pogonu. Pri tome bi se posebno trebalo voditi računa o učestalosti i redoslijedu namještanja regulacijskih uređaja te određivanju mrtve zone regulatora.
Ne preporuča se automatsko namještanje postavnih vrijednosti primarnih regulatora napona u zatvorenoj regulacijskoj petlji, već u otvorenoj petlji. Optimizacijski algoritam bi se pokretao automatski, prema unaprijed zadanim kriterijima, no rezultati proračuna služili bi samo kao informacija dežurnom voditelju sustava. Nakon potvrde od strane dežurnog voditelja sustava, signali bi se proslijeđivali prema potrebi, u mrežne centre i transformatorske stanice, centre vođenja slivova te na upravljačka mjesta u elektranama.
Opisanom koordiniranom sistemskom U-Q regulacijom ostvarila bi se prijeko potrebna koordinacija regulacijskih uređaja i generatora u sklopu hrvatskog EES-a, uz ostvarenje sigurnog i ekonomski učinkovitog pogona EES-a. U NDC Zagreb instaliran je sustav za proračun optimalnog naponskog plana, koji je trenutno u ispitnoj fazi, no potencijalno čini dobru osnovu za provjeru učinkovitosti sistemske U-Q regulacije. Da bi sistemska U-Q regulacija zaživjela u praksi prvenstveno je potrebno razviti sustav za daljinsko namještanje postavnih vrijednosti primarnih regulatora napona. Postrojenja HEP Proizvodnje, poglavito hidroelektrane, sposobna su sudjelovati u sistemskoj U-Q regulaciji te će daljnje aktivnosti ovisiti i o dogovorima s operatorom sustava u pogledu pružanja pomoćne usluge U-Q regulacije na koordiniranim osnovama.
10
5. ZAKLJUČAK U radu su analizirani mogući režimi rada agregata PP HE Sjever s aspekta regulacije jalove snage - rad prema postavnoj vrijednosti sa zahtjevanom jalovom snagom uključujući i posebne zahtjeve operatora sustava te automatski režim prema naponu generatora („bez zahtjeva“). Iako su mogućnosti sudjelovanja pojedinačnih agregata u regulaciji napona i jalove snage ograničene, kada se promatra svih 6 agregata dolazi se do značajnih iznosa jalove snage koji mogu bitno utjecati na naponsku sliku EES sjeverozapadne Hrvatske. Dodatna prednosti su priključenost svih područnih elektrana na 110 kV razinu te što se pogon HE Varaždin, Čakovec i Dubrava vodi daljinski iz jednog mjesta što omogućava koordinirano djelovanje u regulaciji napona i jalove snage. S obzirom da u normalnim pogonskim prilikama nema posebnih zahtjeva operatora sustava, kada je faktor snage veći od 0.95, automatsko zadavanje jalove snage prema trenutnim naponskim prilikama je vrlo interesantna mogućnost. Prilagodbom parametara postojećih grupnih regulatora uzimajući u obzir potrebe sustava može se ostvariti dodatno poboljšanje vođenja pogona. Kako bi se postigli što bolji efekti, potrebno je razraditi smjernice za kvalitetno planiranje i upravljanje jalovom snagom uzimajući u obzir zahtjeve sustava i mogućnosti proizvodnih jedinica.
U konačnici, predložena je koncepcija koordinirane sistemske U-Q regulacije kojom je moguće ostvariti koordinaciju regulacijskih uređaja i generatora u sklopu hrvatskog EES-a, uz ostvarenje sigurnog i ekonomski učinkovitog pogona EES-a. 6. LITERATURA [1] "Mrežna pravila elektroenergetskog sustava“, NN 36/06 [2] "Plan obrane hrvatskog EES-a od velikih poremećaja“, HEP OPS, 2010. [3] I.Ilić, Z.Maljković, I.Gašparac, A.Višković, "Korištenje pogonske karte agregata u trgovanju jalovom
energijom“, 8. simpozij o sustavu vođenja EES-a, Zbornik radova, Cavtat 2008., referat A1-12 [4] N.Dizdarević, M.Majstrović, D.Bajs, G.Majstrović, "Tržišni aspekti regulacije napona i kompenzacije
jalove snage“, 7. savjetovanje HRO CIGRE, Zbornik radova, Cavtat 2005., referat C5-07 [5] "Analiza automatizacije hidroelektrana vodotoka Cetine s osnova sigurnosti, stabilnosti, optimiranja
pogona hidroelektrana i pružanja usluga EES-u“, FESB Split, 2005. [6] M.Čalović, "Regulacija elektroenergetskih sistema“, ETF Beograd, 1997. [7] "Sustav uzbude HE Dubrava - dokumentacija izvedenog stanja“, Končar INEM, Zagreb, 2007. [8] J.P.Paul, C.Corroyer, P.Jeannel, J.M.Tesseron, F.Maury, A.Torra, “Improvements in the
organization of secondary voltage control in France”, CIGRE Rapport, Paris, France, 1990., Paper 38/39-03
[9] P.Marannino, F.Zanellini, G.Marelli, M.Merlo, G.Piccini, Assesing the mvar generation values to price the reactive power support to a hierarhical voltage control, Bulk Power System Dynamics and Control – VI, August 22-27, 2004, Italy
[10] T.Plavšić, V.Grujić, I.Kuzle, “Minimiziranje gubitaka djelatne snage Newtonovom metodom na primjeru hrvatskog EES-a”, Energija, god. 53 (2004) 4, 259-270
[11] T.Plavšić, R.Matica, N.Švarc, “Optimal voltage scheduling procedure for Croatian power system ”, 8th Conference on the European Energy Market EEM11, May 25-27, 2011., Zagreb, Croatia
[12] J.A.Momoh, Electric power system applications of optimization, Marcel Dekker Inc., 2001. [13] W.Zhang, F.Li, L.M.Tolbert, "Review of reactive power planning: objectives, constraints, and
algorithms", IEEE Trans. on Power System, Vol. 22, No. 4, November 2007, pp. 2177-2186.
