ГОСТ Р 70661-2023

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА

Устройства автоматического регулирования частоты и активной мощности гидроагрегатов гидравлических и гидроаккумулирующих электростанций. Нормы и требования

United power system and isolated power systems. Relay protection and automatic. Automatic control devices of frequency and active power of hydraulic power units of hydraulic and pumped storage power plants. Norms and requirements

ОКС 27.010, 27.140

Дата введения 2023-04-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Системный оператор Единой энергетической системы" (АО "СО ЕЭС")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 016 "Электроэнергетика"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 2 марта 2023 г. N 119-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает:

- основные функциональные и технические требования к электрогидравлическим регуляторам и иным устройствам автоматического регулирования частоты и активной мощности гидроагрегатов, обеспечивающим функцию управления положением регулирующих органов гидротурбины (далее - ЭГР), гидравлических и гидроаккумулирующих электростанций, работающих в режиме выдачи активной мощности (генераторном режиме) в составе Единой энергетической системы России (далее - ЕЭС России), или в составе энергосистемы (части энергосистемы), временно отделившейся на изолированную от ЕЭС России работу, или в составе технологически изолированных территориальных электроэнергетических систем;

- порядок и методику проведения испытаний для проверки соответствия ЭГР основным функциональным и техническим требованиям, установленным настоящим стандартом (далее - системные технические требования).

1.2 Требования настоящего стандарта распространяются на вновь вводимые или модернизируемые ЭГР гидроагрегатов, в том числе входящие в состав систем автоматического управления гидроагрегатов, в которых алгоритмы регулирования реализованы в микропроцессорных устройствах.

Для существующих ЭГР, установленных на гидроагрегатах до вступления в силу настоящего стандарта, выполнение требований настоящего стандарта должно быть обеспечено при реконструкции, модернизации, техническом перевооружении гидроэлектростанции, связанных с заменой (модернизацией) системы регулирования гидроагрегата.

1.3 Требования настоящего стандарта распространяются на ЭГР, устанавливаемые на гидроагрегаты следующих типов:

- радиально-осевые;

- поворотно-лопастные;

- диагональные;

- пропеллерные.

1.4 Настоящий стандарт предназначен для субъекта оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, организаций, являющихся собственниками или иными законными владельцами гидравлических и (или) гидроаккумулирующих электростанций (далее - гидроэлектростанции), организаций, осуществляющих деятельность по проектированию, разработке, изготовлению, монтажу, наладке, эксплуатации и проверке ЭГР гидроагрегатов, организаций, осуществляющих испытания для проверки соответствия ЭГР системным техническим требованиям, проектных и научно-исследовательских организаций.

1.5 Требования настоящего стандарта должны учитываться при строительстве гидроэлектростанций, реконструкции, модернизации и техническом перевооружении гидроэлектростанций, предполагающих создание (модернизацию) ЭГР гидроагрегатов, разработке необходимой для этого проектной документации, иной технической и закупочной документации, проведении проверки выполнения технических решений, предусмотренных проектной (рабочей) документацией, проведении испытаний ЭГР, обеспечении работы гидроагрегатов гидроэлектростанций в составе энергосистемы, их участии в регулировании частоты и перетоков активной мощности, а также при разработке технической (в том числе инструктивной) документации для диспетчерских центров субъекта оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике и персонала гидроэлектростанций.

1.6 Настоящий стандарт не устанавливает требования по проверке готовности участия генерирующего оборудования гидроэлектростанций в общем первичном регулировании частоты и нормированном первичном регулировании частоты.

1.7 Настоящий стандарт не устанавливает требования к технической реализации, электромагнитной совместимости, условиям эксплуатации, сервисному обслуживанию, объему заводских проверок, пожаробезопасности, электробезопасности, информационной безопасности, оперативному и техническому обслуживанию ЭГР.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 55890 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Регулирование частоты и перетоков активной мощности. Нормы и требования

ГОСТ Р 56969-2016 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Обеспечение согласованной работы централизованных систем автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности и автоматики управления активной мощностью гидравлических электростанций. Нормы и требования

ГОСТ Р 57114 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Электроэнергетические системы. Оперативно-диспетчерское управление в электроэнергетике и оперативно-технологическое управление. Термины и определения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 57114, ГОСТ Р 55890 и ГОСТ Р 56969, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 режим "Мощность": Режим работы ЭГР, обеспечивающий следящее регулирование активной мощности с коррекцией по частоте с обратной связью по активной электрической мощности гидрогенератора.

3.1.2 режим "Изолированный": Режим работы ЭГР, обеспечивающий следящее регулирование активной мощности гидроагрегата с коррекцией по частоте в соответствии с заданной уставкой по мощности и заданной зависимостью активной мощности от положения регулирующих органов гидротурбины и текущего напора/высоты отсасывания, без использования обратной связи по активной электрической мощности гидрогенератора.

3.1.3 режим "Частота": Режим работы ЭГР, при котором обеспечивается следящее статическое регулирование частоты в соответствии с заданной уставкой с коррекцией по положению регулирующих органов гидротурбины или без такой коррекции, без возможности изменения на заданную величину активной мощности гидроагрегата или положения регулирующих органов гидротурбины.

3.1.4 режим "Частота - астатический": Режим работы ЭГР, при котором обеспечивается следящее астатическое регулирование частоты в соответствии с заданным значением частоты.

3.1.5 программно-аппаратный комплекс моделирования энергосистем в режиме реального времени: Программно-аппаратный комплекс, предназначенный для создания математической модели энергосистемы, расчета параметров электроэнергетического режима энергосистемы при заданных возмущающих воздействиях и обеспечивающий физическое подключение испытываемого (проверяемого) устройства релейной защиты и автоматики к математической модели энергосистемы и получения устройством релейной защиты и автоматики данных о параметрах режима в режиме реального времени.

3.1.6 номер версии алгоритма функционирования: Индивидуальный цифровой, буквенный или буквенно-цифровой набор (номер), в том числе входящий в состав номера версии программного обеспечения устройства, отличающий указанную версию алгоритма функционирования устройства от других версий и подлежащий изменению при внесении изменений в алгоритм функционирования устройства (включая изменения, вносимые при модификации, иной переработке или адаптации алгоритма функционирования устройства).

3.1.7 номер версии программного обеспечения: Индивидуальный цифровой, буквенный или буквенно-цифровой набор (номер), отличающий данную модификацию программного обеспечения устройства от других версий (модификаций).

3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

АОПЧ - автоматическое ограничение повышения частоты;

АРВ - автоматическое регулирование возбуждения;

АЧР - автоматическая частотная разгрузка;

ГА - гидроагрегат;

ГРАМ - система группового регулирования активной мощности;

ГЭС - гидроэлектростанция, включая гидравлические и гидроаккумулирующие электростанции;

ГАЭС - гидроаккумулирующая электростанция;

ОПРЧ - общее первичное регулирование частоты;

ОРУ - открытое распределительное устройство;

ПА - противоаварийная автоматика;

ПАК РВ - программно-аппаратный комплекс моделирования энергосистем в режиме реального времени;

САУ - система автоматического управления.

     4 Общие требования

4.1 При работе ГА в составе энергосистемы его ЭГР должно иметь возможность работы в режиме "Мощность" и в режиме "Изолированный". При этом должен быть предусмотрен автоматический переход ЭГР в режим "Изолированный" согласно 6.1 с возможностью последующего оперативного перевода в режим "Мощность".

4.2 Автоматический переход ЭГР в режим "Частота" или в режим "Частота астатический" должен выполняться только при переходе ГА на изолированную от энергосистемы работу (нагрузку собственных нужд). При этом должна быть предусмотрена возможность оперативного перевода ЭГР в режим "Частота - астатический" при работе ГА параллельно с энергосистемой (частью энергосистемы) с возможностью последующего оперативного перевода в режим "Мощность" или в режим "Изолированный".

4.3 ЭГР должно отвечать требованиям [1] для обеспечения участия генерирующего оборудования ГЭС в ОПРЧ.

4.4 ЭГР должно обеспечивать:

- автоматическое регулирование заданного значения активной мощности ГА с коррекцией по частоте в пределах, ограниченных линиями ограничения минимальной и максимальной мощности по эксплуатационной характеристике гидроагрегата;

- при установке на гидроагрегаты ГЭС, оснащенной ГРАМ, автоматическое регулирование активной мощности ГА с коррекцией по частоте как при индивидуальном режиме работы ГА, так и в режиме работы с управлением от ГРАМ;

- автоматическое ограничение минимальной и максимальной мощности ГА в соответствии с линиями ограничения мощности на эксплуатационной характеристике ГА или в соответствии с установленными технологическими ограничениями;

- возможность оперативного задания активной мощности ГА;

- возможность задания активной мощности ГА автоматически от ГРАМ;

- автоматическое изменение положения регулирующих органов гидротурбины с заданной скоростью при наличии действующего управляющего воздействия ПА на загрузку или разгрузку ГА;

- устойчивость процесса регулирования активной мощности и (или) частоты ГА.

4.5 ЭГР, входящие в состав САУ ГА, должны соответствовать требованиям к взаимодействию с ГРАМ ГЭС, указанным в пунктах 6.3.2 и 6.3.3 ГОСТ Р 56969-2016.

4.6 Используемые в ЭГР измерения частоты вращения должны быть отстроены от искажений, возникающих при неисправности цепей измерения и при аварийных переходных процессах в энергосистеме. Должен быть предусмотрен автоматический контроль исправности измерительных цепей каждого канала измерения частоты вращения. При выявлении неисправности измерительной цепи в ЭГР должен выполняться автоматический переход на резервные цепи измерения частоты вращения, с возможностью последующего возврата на основной источник измерения при восстановлении их достоверности. Должно быть предусмотрено алгоритмическое выявление искажений, возникающих при аварийных переходных процессах в энергосистеме, с автоматической блокировкой использования искаженного сигнала.

4.7 Не допускается использование в алгоритмах ЭГР, реализующих первичное регулирование частоты, измерений частоты, полученных с ТН, подключенных к секциям собственных нужд или секциям высокого напряжения ГЭС.

4.8 Используемые в ЭГР измерения активной мощности гидрогенератора должны быть отстроены от искажений, возникающих при неисправности цепей измерения и аварийных переходных процессах в энергосистеме. Должен быть предусмотрен автоматический контроль исправности измерительных цепей каждого канала измерения активной мощности.

При выявлении неисправности измерительной цепи в ЭГР должен выполняться автоматический переход на резервные цепи измерения активной мощности, с возможностью последующего возврата на основной источник измерения при восстановлении их достоверности.

При скачкообразных изменениях измеренной активной мощности, возникающих при аварийных переходных процессах в энергосистеме, в ЭГР должен использоваться сигнал активной мощности гидрогенератора, зафиксированный до момента возникновения скачка на период до момента завершения переходного процесса в энергосистеме (части энергосистемы), вызвавшего скачкообразное изменение активной мощности.

4.9 Заданное значение частоты (уставки по частоте) в режимах "Мощность" и "Изолированный" должно равняться 50 Гц.

     5 Требования к функционированию в режиме "Мощность"

5.1 ЭГР должно функционировать в режиме "Мощность" при параллельной работе ГА в составе энергосистемы.

5.2 При работе ЭГР в режиме "Мощность" и возникновении скачкообразного отклонения частоты за пределы "мертвой полосы" первичного регулирования ЭГР должно обеспечивать установленную [1] динамику выдачи всей требуемой первичной мощности ГА с обеспечением следующих переходных характеристик: