Моделирование энергосистем и испытание устройств релейной защиты в режиме реального и модельного времени

Abstract

Рассмотрены методы моделирования режимов энергосистем и испытания устройств релейной защиты с помощью комплексов моделирования в реальном времени и с помощью компьютерных программных комплексов, позволяющих выполнять моделирование в режиме условного масштаба времени. Информационные входные сигналы защиты при моделировании в режиме условного модельного времени получаются в ходе вычислительного эксперимента, а испытания устройств защиты проводятся с помощью аппаратно-программных испытательных комплексов с использованием расчетных входных сигналов. Исследование устойчивости энергосистемы при изменении режимов генерирующего и потребляющего электрооборудования, состояния устройств релейной защиты требует проведения испытаний с помощью цифровых симуляторов в режиме замкнутого контура. При этом должны быть определены (смоделированы) обратные связи между функционирующей в режиме реального времени моделью энергосистемы и внешними устройствами или их моделями. Выполнено моделирование в режиме реального времени и проведен анализ мирового опыта использования цифровых симуляторов энергосистемы для моделирования в реальном времени (RTDS-симулятор). Приведены примеры использования комплексов RTDS зарубежными энергокомпаниями для проверки систем релейной защиты и управления, тестирования взаимодействия различного оборудования и устройств автоматического регулирования, анализа кибербезопасности и оценки функционирования энергосистем при различных сценариях протекания чрезвычайных ситуаций. Представлены количественные данные по распространению RTDS в различных странах мира и России. Отмечается, что ведущие энергетические вузы России используют симуляторы реального времени не только для решения научно-технических задач, но и для проведения учебных и лабораторных занятий по моделированию электрических сетей и противоаварийной автоматики со студентами и аспирантами. Для проверки работоспособности устройств релейной защиты без учета реакции энергосистемы испытания могут проводиться в режиме разомкнутого контура с использованием аппаратно-программных испытательных комплексов. Предложены способы испытания релейных защит и их моделей в режиме разомкнутого контура.