автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Каскадные процессы в электротехнических системах и методы их предотвращения

На правах рукописи

0050Т*'"-

ШАХМАЕВ Ильдар Зуфарович

КАСКАДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ И МЕТОДЫ ИХ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

Специальность: 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

л г т

Уфа-2012

005014792

Работа выполнена на кафедре электромеханики ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Хайруллия Ирек Ханифович проф. кафедры электромеханики Уфимского государственного авиационного технического университета

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шунтов Андрей Вячеславович Генеральный директор ОАО «Специализированное проектно-конструкторское бюро по ремонту и реконструкции»

кандидат технических наук, доцент Шуляк Александр Анатольевич директор, главный конструктор ФГУПНКТБ «Вихрь»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Казанский

государственный' энергетический

университет»

Защита диссертации состоится 23 марта 2012 года в 10®® часов на заседании диссертационного совета Д-212.288.02 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу: 450000, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного авиационного технического университета.

Автореферат разослан Ж февраля 2012 года.

Учёный секретарь диссертационного совета д.т.н., доцент

А.В. Месропян

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Важной целью управления характеристиками электроэнергетических систем, являющихся разновидностью электротехнических комплексов и систем, обладающих динамическими свойствами, является обеспечение требуемого уровня их надежности и живучести, обеспечивающего бесперебойное электроснабжение потребителей.

Решение указанных задач с момента появления энергосистем в России было предметом пристального внимания отечественных и зарубежных ученых. Большой вклад в развитие этой области науки внесли Баринов В.А., Васин В.П., Веников В.А., Воропай К.И., Гамм А.З., Гуревич Ю.Е., Гук Ю.Б., Идельчик В.И., Китушин В.Г., Кучеров Ю.Н., Кощеев Л.А., Мамиконянц Л.Г., Маркович И.М., Окин A.A., Портной М.Г., Розанов В.И., Руденко Ю.Н., Семенов В.А., Совалов С.А., Строев В.А., Фазылов Х.Ф. и многие их коллеги. При создании в России рынка электроэнергии, ведущую роль в формировании надежности в ЕЭС России заняли представители школы Д.А. Арзамасцева: Аюев Б.И., Шубин Н.Г., Ерохин ИМ. и их коллеги.

Обеспечение надежности и живучести энергосистемы нашей страны определяется рядом объективных условий, среди которых важнейшим является сложившаяся топология сети - системообразующая сеть 500(750) кВ с недостаточной пропускной способностью, связывающая зоны свободного перетока и существенно топологически неравномерная распределительная сеть 110-220 кВ в регионах и крупных энергоузлах с высокой концентрацией производства электроэнергии и потребления. Аварии в системообразующей сети 500 (750) кВ приносили наиболее ощутимый ущерб, поэтому способы их предотвращения исследовались в первую очередь. Надежность в этом случае зависит, прежде всего, от сохранения устойчивости работы сети 500 (750) кВ, поэтому в конечном итоге определялась балансовыми критериями (Р) или прямыми критериями (U), удобными с точки зрения практического применения, ввиду простоты расчета и применения, в том числе при ведении режимов работы электроэнергетических систем:

Р <Р

-"МАКС - •гДОПУСГ> ^

^мин - ^КРИТИЧ >

где Ридкс - максимально допустимый переток (МДП) через контролируемое сечение; />догпгст - допустимый переток через контролируемое сечение ^мин - минимально допустимое напряжение в контролируемой точке по

условиям устойчивости; 11критич - критическое напряжение в контролируемой точке по условиям устойчивости.

Методология выбора этих критериев транслировалась на формирование" критериев надежности в топологически неравномерных региональных распределительных сетях 110 - 220 кВ в регионах и крупных энергоузлах, в которых проблемы устойчивости уступают приоритет проблемам одного из свойств надежности - живучести. После снижения уровней потребления в системах России применение балансовых методов привело, в общем, к избыточным требованиям при формировании надежных режимов в распределительных сетях 110 - 220 кВ, в то же время, не обеспечивая достаточных мер для сохранения живучести - предотвращения каскадных процессов. Это подтверждается происходящими периодически каскадными авариями. Последняя крупная авария такого типа с погашением потребителей с суммарной нагрузкой 795 МВт в России была в Удмуртии 26 июля 2011 года. Аварии такого типа происходят и в других странах мира, в разветвленных неоднородных сетях различного уровня напряжения. Последствиями таких аварий являются финансовый и моральный ущербы, как для регионов, так и для потребителей, попадающих в зону отключения.

Необходимо отметить, что вопросы обеспечения живучести являются повседневными для большей части региональных энергосистем или крупных узлов, в том числе схем электроснабжения мегаполисов. Формирование живучести в этих случаях строятся на практическом диспетчерском опыте, периодически публикуются материалы по применению такого опыта, а также теоретические работы. Например, Васиным В. П. и его научной школой была разработана теория Ь - функций, позволяющая в пространстве полных мощностей определять предельные поверхности на основе исследования множества режимов в целом и оценки условия разрешимости уравнений установившихся режимов и предельных мощностей, которые могут быть реализованы в данной системе. Все они не находят широкого применения, в том числе, из-за повсеместно принятого балансового способа определения надежности работы энергосистем.

В данной работе анализируются и систематизируются различные точки зрения на основные методические вопросы теории возникновения и развития каскадных процессов, изложена авторская точка.зрения на возможность предотвращения каскадных процессов. Кроме того, здесь излагается и ряд оригинальных результатов, связанных с применением метода предотвращения каскадных процессов в электроэнергетических системах при проектировании

схем выдачи мощности электростанций и при анализе оперативного управления объектами энергетики.

Цель работы и задачи исследований. Цель работы заключается в разработке метода предотвращения каскадных процессов в электроэнергетических системах и его практических приложений.

Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие основные задачи:

1. Анализ и выявление топологических закономерностей, дающих возможность сформировать метод предотвращения каскадных процессов, применимый, в первую очередь, для формирования и ведения режимов работы энергосистем.

2. Разработка метода предотвращения каскадных процессов для формирования и ведения режимов работы энергосистемы в условиях различной структуры и параметров распределительных электрических сетей энергосистем 110 - 220 кВ.

3. Оценка эффективности метода предотвращения каскадных процессов компьютерным моделированием для формирования и ведения режимов работы энергосистемы в распределительных электрических сетях 110 - 220 кВ.

4. Разработка рекомендаций по применению метода предотвращения каскадных процессов для ведения режимов работы энергосистемы и при проектировании схем развития энергосистем.

Методы исследований. Теоретические исследования проведены с помощью уравнений установившихся и предельных режимов. Для исследования свойств метода предотвращения каскадных процессов в электротехнических комплексах и системах использовались методы численного моделирования в программном комплексе Rastr - WIN.

На защиту выносятся: 1. Топологические закономерности энергосистем различной структуры и параметров, дающие возможность сформировать метод предотвращения каскадных процессов.

2. Метод предотвращения каскадных процессов в электроэнергетических системах для ведения режимов работы энергосистемы в условиях различной структуры и параметров распределительных сетей 110 - 220 кВ региональных энергосистем.

3. Результаты компьютерного моделирования режимов работы региональной энергосистемы для оценки эффективности применения метода предотвращения каскадных процессов для ведения режимов работы энергосистемы при ведении режимов и проектирования развития энергосистем.

Научная новизна:

1. Разработан научно обоснованный метод предотвращения каскадных процессов для ведения режимов работы энергосистемы в условиях различной структуры и параметров реальных энергосистем, с исследованием причинно-следственных связей основных влияющих факторов.

2. Обоснована предопределенность пути развития каскадных процессов для реальной электрической сети в соответствие со сложившимися топологическими свойствами и сформированными режимами этих сетей при любом случайном наборе возмущений.

3. Показана необходимость согласования применения линейной автоматики в энергосистемах с возможностью развития каскадного процесса.

4. Разработаны приложения применения метода предотвращения каскадных процессов для решения вопросов организации управления энергосистемами и при проектировании энергосистем.

Реализация и практическая значимость результатов работы:

1. Метод предотвращения каскадных процессов позволяет на практике обеспечить живучесть (надежность) и экономичность работы энергоузлов, электрических сетей, а также повысить достоверность и устойчивость решений, принимаемых при проектировании энергосистем, внедрен и используется в учебном процессе на кафедре электромеханики УГАТУ.

2. Осуществлялась и применялась на практике схема формирования режимов энергосистемы ПК, разработанная на основе алгоритма, созданного, для обеспечения живучести по методу предотвращения каскадных процессов для ведения режимов работы энергосистемы на ЦДЛ Региональном диспетчерском управлении ОАО «Башкирэнерго».

Достоверность основных теоретических положений определяется подтверждением результатов значительными объемами компьютерного моделирования, детальным анализом основных влияющих факторов, расчетных условий и причинно-следственных связей, а так же экспериментальным опытом применения предложенного метода предотвращения каскадных процессов для формирования и ведения режимов работы энергосистемы в Региональном диспетчерском управлении ОАО «Башкирэнерго».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, всероссийских, республиканских научно-технических конференциях, в том числе:

- Научно-техническая конференция «Влияние роста потребления и нового рыночного механизма на формирование и ведение режимов энергосистем». -г. Уфа, «Скиф», 2007 г.

- Всероссийская молодежная научная конференция «Мавлютовские чтения». - г. Уфа, УГАТУ, 2008 г.

- Всероссийская конференция молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации». - г. Новосибирск, НГТУ, 2008 г.

- IV Всероссийская зимняя школа-семинар аспирантов и молодых ученых «Актуальные проблемы в науке и технике». - г. Уфа, УГАТУ, 2009 г.

- Всероссийская научно-практическая конференция - ЭНЕРГО «Повышение надежности и эффективности эксплуатации электрических-станций и энергетических систем», - г. Москва, МЭИ, 2010 г.

Публикации по теме диссертации. Список публикаций автора по теме диссертации включает 16 печатных работ, в том числе две публикации в изданиях перечня ВАК. Девять публикаций выполнены без соавторов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертационной работы содержит 142 страницы машинописного текста, работа содержит 49 иллюстраций, 16 таблиц, список литературы содержит 142 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, приведены основные положения и результаты, выносимые на защиту, отмечена их новизна и практическая значимость. Приведены сведения о внедрении результатов, апробации работы и публикациях.

В первой главе анализируются методы формирования надежности и живучести в энергосистемах. Проведен сравнительный анализ и критический обзор публикаций по проблеме. Выполнена общая постановка задачи. Сформулирована методологическая направленность исследований. Для критерия надежности N - X, где X - количество расчетных нормативных возмущений из N возможных, показано, что применение методов, базирующихся на балансовом способе отстройки от потери устойчивости, не позволяют в полной мере обеспечить живучесть (надежность) работы энергоузлов.

Во второй главе произведен выбор моделей электрической сети при расчетах установившихся и предельных режимов, приведены результаты анализа широко известных каскадных аварий, топологических свойств электрических

сетей электроэнергетических систем, а также разработан метод предотвращения каскадных процессов в электротехнических комплексах и системах.

Выбор математической модели электрической сети необходим для достоверности анализа свойств топологии исследуемых энергорайонов и построения области существования решения уравнений установившихся режимов энергосистем. Уравнения установившихся режимов (УУР), представляются в технической литературе, например, системой уравнений баланса мощностей в каждом узле схемы:

(2)

ы

где / = 1,2,3.. л, К = ^ ¥к1 — собственная проводимость г'-го узла;

* * *

- проводимость ветвей, подходящих к /-му узлу; = £,. ген-5( нягр - узловая мощность /-го узла; и - число узлов сети.

Так как система (2) нелинейная относительно переменных Щ то для ее решения используется итеративный метод Ньютона:

■&{й1к)); (3)

Итерации заканчиваются при выполнении условия

(4)

где 5всвая- мощность небаланса (заданная погрешность)или по максимальному , числу итераций.

Для достижения лучшей сходимости, ускорения расчета решения применяются различные способы улучшения решения задачи. При этом задачи существования и единственности решения УУР, необходимые и достаточные условия сходимости расчета не имеют полного и окончательного решения. Расчеты одинаковых с позиции исходных данных режимов в разных программных комплексах (ПК), предназначенных для решения УУР, имеют отличия в решениях. Поэтому достоверность решения УУР, основа вычислительных исследований работы, обеспечивалась применением лицензированного ПК, используемого широко в Российской Федерации при принятии решений по формированию режимов реальных энергосистем длительное время.

А и™-.

ди

Предельные режимы энергосистем с позиции устойчивости характеризуют ее запасы по мощностям и напряжениям, с позиции устойчивости или/и живучести по пропускным способностям по различным сечениям. Предельные режимы а теории по А.М. Ляпунову определяются положением равновесия автономной системы дифференциальных уравнений:

¿¡х _

-¿^ю^х,^,...^); / = 1...и, (5)

На практике границы предельных режимов обычно определяются в

результате последовательного утяжеления режима за счет пошагового изменения • *

мощностей в (3) до шага, при котором расчет не сходится, что

существенно зависит от выбора независимых (Л) или зависимых (У) параметров уравнений установившегося режима (УУР).

На основании анализа выявлены топологические закономерности энергосистем различной структуры и параметров, дающие возможность,, сформировать метод предотвращения каскадных процессов. К таким закономерностям относятся:

Детерминированность режимов. Определяется однозначным (единственным) откликом па возмущение Д на практике, то есть фактические загрузка и коммутационное состояние элементов сети абсолютно детерминированы. Это соотносится, в общем случае, с возможностью неоднозначного решения УУР. При определении предельных режимов, стремлении к У > Удоп, неоднозначность особенно зависит от выбора состава параметров УУР, способов утяжеления и т.д.

Квазистационарность режимов. При всем многообразии изменяющихся условий в энергосистеме, энергоузле, возможно определить режимы, требующие одинаковых оперативных мероприятий для введения режима в область допустимых значений при любом одиночном возмущении, - в течение операционных часов, суток, недели, месяца, сезона, с соответствующей детализацией мероприятий. ■

Квазистационарность состояния элементов топологии сети. Определяется продолжительностью ремонтов элементов ремонтных режимов.

Разработан метод предотвращения каскадных процессов, заключающийся в том, что для конкретной схемно-режимной ситуации узла, системы, для заданных критериев надежности N -X определяются возможные пути развития каскадных процессов и соответствующие им триггерные возмущения, а для каскадных процессов, заканчивающихся переходом в недопустимую область гиперпространства режимов, принимаются меры режимно-

топологического характера, предотвращающие возможность развития каскадного процесса усилением критерия надежности до N-(X + Для нетрштерных возмущений предлагается (технико-экономическое решение) неприменение критериев надежности N-X по условию ограничения' Ры Г"» )-ДРя, при I"" = , где ток в наиболее загруженном сетевом элементе в послеаварийном установившемся режиме.

Необходимым и достаточным условием существования каскадного процесса, если считать, что токовая загрузка (/1Л + Д/ш) элемента «Ь> сечения Бц выше допустимой /Д01Ш приводит к его разрушению (отключению), является неравенство

1ш + А1ш>1допш> (6)

которое должно выполняться на каждом следующем шаге аварийного отключения. Исходя из этого уравнения и топологических свойств сети, в гиперпространстве электроэнергетических режимов, получаем новое подпространство - каскадных процессов. В отличие от принятой точки зрения, это позволяет рассматривать каскадный процесс до стадии потери управляемости, как последовательность зависимых установившихся режимов, объективно вытекающих друг из друга.

На рисунке 1 показаны возможные переходы между областями, расширяющими логическое поле принятия решений для оперативно-диспетчерского персонала, формирующего режим энергосистемы:

1) Допустимый режим —* возмущение —»допустимый режим.

2) Допустимый режим —»возмущение —> недопустимый режим.

3) Допустимый режим —» возмущение —> каскадный процесс —> недопустимый режим.

4) Допустимый режим —► возмущение —> каскадный процесс —> допустимый режим.

Рисунок 1 - Область существующих режимов и пути развития переходов между

областями

На основании анализа этого подпространства разработан алгоритм определения путей развития каскадных процессов для критерия N-X дня метода предотвращения каскадных процессов, показанный на рисунке 2.

Рисунок 2 - Алгоритм поиска путей каскадных процессов для критерия N - X

Таким образом, каскадный процесс определяется последовательностью расчетов уравнений установившихся режимов, выявляющих в каждом слое расчета элементы сети, в которых нагрузка превышает допустимую. Перегружаемый элемент подлежит, по алгоритму, отключению и расчет повторяется до прекращения перегрузов во всех оставшихся элементах сети или перехода в недопустимую область режимов. Предложена и обоснована методическая база технико-экономических сравнений вариантов принятия решений по формированию режимов, обеспечивающих живучесть по методам, базирующимся на балансовом способе отстройки от потери устойчивости и по^ методу предотвращения каскадных процессов в энергосистемах для обоснования эффективности рассматриваемых методов.

В третьей главе выполнены вычислительные эксперименты для анализа и выявления влияния внутренней топологии электрических сетей на устойчивость и возможность развития каскадных процессов в электрических сетях и их достаточности в зависимости от структуры и параметров электрической сети: схемных решений, деление электрической сети, распределения генерации.

Рассчитанные и экспериментально определенные области устойчивости используются для задания диспетчерских ограничений на режим энергосистемы (в виде диспетчерских инструкций) и для настройки средств автоматики, предотвращающих возможные нарушения устойчивости (рис. 3).

Касщные Кагеадные

* 8 •> Рисунок 3 - Области режимов Уфимского энергоузла Башкирской энергосистемы при включенном СМВ -110 Сосновка и различных перетоках

по ВЛ-500 Бугульма - Бекетово: а) переток в сети 500 кВ - 0 МВт; б) переток в сети 500 кВ - 500 МВт; в) переток в сети 500 кВ -1000 МВт; г) границы области допустимых режимов при различных перетоках в сети 500 кВ

Результаты расчетов и приведенные на рисунке 3 области существования режимов. показывают реальное наличие областей каскадных процессов, в которых еще У* < Удоп, но последующее утяжеление режима может привести в область недопустимых режимов, в том числе за счет последствий самого каскадного процесса.

По результатам компьютерного моделирования построены графики вида •Рмакс = ЯР-™), где Рытит ~ влияющие на МДП мощности, например, распределения или прераспределения в узле генерации или Р-^та - величина транзитного перетока. График зависимости МДП от перетока мощности по ВЛ 500 кВ Бугульма - Бекетово изображенна рисунке 4. Из графика видно, что МДП изменяется от 1200 до 1550 МВт в зависимости от транзитного перетока.

мВт —МДП

Рисунок 4 - График зависимости МДП Центральной части в нормальной схеме в зимний период от транзитного перетока

Рисунок 4 показывает зависимость критериев типа (1) от режимов работы энергоузла (энергосистемы) и необходимость выбора при формировании и ведении режимов: дать диспетчеру сложнозависимую величину критерия принятия решения или упростить критерий за счет принятия единственного значения кривой, в данном случае, очевидно, это 1200 МВт, что для режимов перетока больше - 1000 МВт ведет к дорогостоящей необходимости излишней загрузки генерирующей мощности на 350 МВт.

Это показывает недостаточность метода, базирующиеся на балансовом способе отстройки от потери устойчивости в полной мере обеспечить живучесть (надежность) работы энергоузлов н необходимости применения метода предотвращения каскадных процессов.

В четвертой главе описано осуществление и применение на практике схемы формирования режимов энергосистемы программного комплекса, разработанного для реализации алгоритма, созданного для обеспечения живучести по методу предотвращения каскадных процессов для ведения режимов работы энергосистемы на ЦДЛ РДУ ОАО «Башкирэнерго». Показано, что метод предотвращения каскадных процессов для ведения режимов работы энергосистемы позволяет экономически эффективно применять его для проектирования и ведения режимов работы энергосистемы.

Проведенные исследования по разработке научно обоснованного метода предотвращения каскадных процессов для ведения режимов работы, энергосистемы в условиях различной структуры и параметров реальных энергосистем окажутся полезными для оперативно-диспетчерского управления, формирования экономически выгодных и в то же время отстроенных от потери живучести режимов энергосистем, инженерно-технических работников проектных организаций, энергосистем, а также студентов вузов.

В заключении сформулированы основные научные результаты и выводы диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведены исследования топологических закономерностей электроэнергетических систем, выявившие:

- однозначность пути развития (или отсутствия возможности развития) каскадного процесса для конкретной топологически-режимной ситуации, что позволило в гиперпространстве режимов энергосистем наряду с областями допустимых и недопустимых режимов ввести в рассмотрение пространство каскадных процессов;

- возможность изменения пути развития или исчезновение возможности развития каскадного процесса при изменении конкретной топологически-режимной ситуации;

- необходимые и достаточные условия возможности развития каскадного процесса для конкретной топологически-режимной ситуации;

- условия режимно-топологических ограничений возможности развития каскадного процесса в электротехнических системах.

2. Разработан метод предотвращения каскадных процессов, заключающийся в том, что для конкретной топологически-режимной ситуации узла, системы, для заданных критериев надежности N-X определяются' возможные пути развития каскадных процессов и соответствующие им триггерные возмущения, а для каскадных процессов, заканчивающихся переходом в недопустимую область гиперпространства режимов, принимаются меры режимно-топологического характера, предотвращающие возможность развития каскадного процесса усилением критерия надежности до N ~[Х+к). Для нетриггерных возмущений предлагается (технико-экономическое решение) неприменение критериев надежности N - X по условию ограничения

Рэд < Р^ [1 п/'ав |- ДРдк. Для определения пути развития каскадного процесса

разработан алгоритм, определяющий возможные пути развития каскадных процессов и соответствующие им триггерные возмущения для предотвращения каскадных аварий в электротехнических системах при формировании и ведении режимов работы энергосистемы.

3. Исследование компьютерным моделированием метода в применении' формирования и ведения режима реальной энергосистемы показало:

- применение метода предотвращения каскадных процессов для формирования и ведения режимов работы энергосистемы позволяет увеличить финансовую эффективность при решении формирования и ведения режимов работы энергосистемы. Эту величину можно определить для случаев избыточной загрузки мощности электростанций как = (£С,ДР^> где С,- - средняя рыночная цена / - той генерации за время АР, - средний избыток г - той генерации за время ? - время ведения режима с избытком генерации, С^ - стоимость избыточной мощности за время Г,

- применение линейной автоматики в энергосистемах необходимо согласовывать с возможностью развития каскадного процесса в электротехнических системах.

4. разработаны рекомендации применения метода предотвращения каскадных процессов. Применение метода предотвращения каскадных процессов целесообразно:

- для формирования и ведения режимов работы энергосистемы для предотвращения каскадных аварий в энергосистемах;

- для согласования линейной автоматики в энергосистемах с возможностью развития каскадного процесса в электротехнических системах;

- для координации принятия диспетчерских решений персоналом разного уровня иерархии при формировании ремонтных схем в распределительных сетях 110 - 220 кВ в регионах и крупных энергоузлах;

- для проектирования энергосистем, что позволяет увеличить финансовую эффективность финансовых проектов, например, для схем выдачи мощности станций экономия затрат может составить до 25% от стоимости схемы выдачи мощности электростанции.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

В рецензируемых журналах из перечня ВАК:

1. Шахмаев И.З. О способах предотвращения каскадных процессов в энергосистемах // Вестник УГАТУ. Энергетика, электротехнические комплексы и системы. Т. 13. №1(34) - Уфа: УГАТУ, 2009. - С. 176 -179.

2. Шахмаев И.З. Система коллективного отображения оперативной информации в ОАО «Башкирэнерго» / И.З. Шахмаев, А.Б. Коротков, Е.В. Новикова, С.Е. Култыгина, Ю.И. Моржин, М.А. Рабинович, С.П. Потапенко // Электрические станции - 2009, №8. - С.12 -18.

В других изданиях:

3. Шахмаев ИЗ. Вопросы формирования электроэнергетических режимов при краткосрочном планировании энергосистемы в рыночных условиях // Влияние роста потребления и нового рыночного механизма на формирование и ведение режимов энергосистем: Сборник докладов научно-технической конференции - Уфа, «Скиф», 2007. - С.112 - 121.

4. Шахмаев И.З. Анализ реактивной мощности в энергосистеме Республики Башкортостан. / И.З. Шахмаев, P.P. Нафиков и др. // Влияние роста потребления и нового рыночного механизма на формирование и ведение режимов энергосистем: Сборник докладов научно-технической конференции - Уфа, «Скиф». 2007. - С. 18 -189.

5. Шахмаев И.З. Электроэнергетика: термины и определения / Ф.Р. Исмагилов, И.З. Шахмаев, Д.Ю. Пашали, P.P. Сатаров, Т.Ю. Волкова, Н.Л. Бабикова // Учебное пособие - Уфа: УГАТУ, 2008. -180 с.

6. Шахмаев ИЗ. Влияние противоаварийной автоматики на живучесть энергосистем // Мавлютовские чтения: Всероссийская молодежная научная конференция: сборник трудов в 5 т., том 2, Уфимский государственный авиационный технический университет - Уфа: УГАТУ, 2008. - С. 11 -12.

и

7. Шахмаев И.З. Проектные решения и живучесть энергосистем // Мавлютовские чтения: Всероссийская молодежная научная конференция: сборник трудов в 5 т., том 2, Уфимский государственный авиационный технический университет - Уфа: УГАТУ, 2008. - С. 20 - 21.

8. Шахмаев И.З. Достаточность анализа балансов мощности для определения возможности развития каскадных аварий // Наука. Технологии. Инновации: Материалы Всероссийской конференции молодых ученых в 7 частях. Новосибирск: НГТУ, 2008. Часть 3. - С. 200 - 202.

9. Шахмаев И.З. Об определении возможности существования каскадных процессов // Электротехнические комплексы и системы: Межвузовский научный сборник - Уфа: УГАТУ - 2009. - С.44 - 47.

10. Шахмаев ИЗ. Разработка алгоритмов для поиска каскадных процессов в электроэнергетических системах // Электротехнические комплексы и системы: Межвузовский научный сборник - Уфа: УГАТУ - 2009. - С. 123 -126.

11. Шахмаев ИЗ. Влияние автоматики ограничения перегруза оборудования на развитие каскадных процессов в Уфимском энергорайоне Республики Башкортостан / И.З. Шахмаев, В.Ю. Молохатко и др. // Актуальные проблемы в науке и технике. Том 2. Машиностроение. Приборостроение, экономика и гуманитарные науки: Сборник трудов четвертой всероссийской зимней школы - семинара аспирантов и молодых ученых, 2009. - Уфа: «Диалог»-С.408-412.

12. Шахмаев ИЗ. Моделирование возможности возникновения-каскадных процессов в реальной схеме Уфимского энергорайона Республики Башкортостан / И.З. Шахмаев, В.Ю. Молохатко и др. // Актуальные проблемы в науке и технике. Том 2. Машиностроение. Приборостроение, экономика и гуманитарные науки: Сборник трудов четвертой всероссийской зимней школы - семинара аспирантов и молодых ученых, 2009. - Уфа: «Диалог» - С.412 - 416.

13. Шахмаев ИЗ. Быстрее, дешевле и масштабнее - это возможно/ И.З. Шахмаев, Е.В. Новикова, М.А. Рабинович // РС ТУеекШЕ №20 (674) от 08.06.09.

14. Шахмаев ИЗ. Рассмотрение автоматики ограничения перегруза оборудования (АОПО) как элемента предотвращения развития каскадного процесса / И.З. Шахмаев, В.Ю. Молохатко // Электротехнические комплексы и системы: Межвузовский научный сборник - Уфа: УГАТУ - 2010. - С.269 - 273.

15. Шахмаев ИЗ. Надежность энергосистемы тождественно равна ее экономической эффективности// Энергетик Башкортостана-2010, №2.-С. 1 -3.

16. Шахмаев И.З. О возможности предотвращения каскадных аварий в энергосистемах // Повышение надежности и эффективности эксплуатации электрических станций и энергетических систем: Труды Всероссийской научно-практической конференции - ЭНЕРГО - 2010. Москва, 1 - 3 июня 2010 года. В 2 томах. - М.: МЭИ, 2010 - С.141 - 144.

Диссертант

И.З. Шахмаев

ШАХМАЕВ Ильдар Зуфарович

КАСКАДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ И МЕТОДЫ ИХ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

Специальность: 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 16.02.2012. Формат 60x80 1/16 Бумага офисная. Печать плоская. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,0. Уч.- изд. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 579.

ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет» Центр оперативной полиграфии 450000, Уфа-центр, ул. К. Маркса, 12

Список использованных сокращений.

Введение.

ГЛАВА 1 Анализ методов предотвращения каскадных процессов в электротехнических системах.

1.1 Анализ эффективности методов предотвращения каскадных процессов в электротехнических системах.

1.2 Анализ влияния топологии больших энергосистем на возможность развития каскадных процессов в электротехнических системах.

Широкий и разнообразный круг комплексов и систем в различных областях техники характеризуется различными свойствами, формализуемыми для возможности контроля и управления ими. Одной из разновидностей комплексов и систем являются электротехнические комплексы и системы, включающие в себя системы электроэнергетические, радиоэлектронные, связи, и т.д.

Для систем, обладающих динамическими свойствами, к которым как раз и относятся электротехнические комплексы и системы, важны свойства надежности и живучести. Одной из основных целей управления характеристиками электротехнических комплексов и систем является обеспечение требуемого уровня их надежности и живучести электроснабжения потребителей.

При этом под термином надежность, имеющим широкое и разнообразное толкование применительно к различным областям техники, в данном случае понимается [1] свойство объекта выполнять заданные функции в заданном объеме при определенных условиях функционирования: надежность - внутреннее свойство, заложенное при проектировании (изготовлении), проявляющееся при функционировании объекта, проявляется при выполнении заданного объема функций или во времени и определяется условиями эксплуатации.

Как одно из свойств надежности определяется живучесть - способность противостоять "знаковым" возмущениям, не допуская их развития в цепочечный, каскадный процесс, завершающийся полной потерей функций части или всего объекта.

Общетехнические определения живучести приведены в [2-3]: под живучестью понимается способность систем к сохранению своих основных функций (хотя бы с допустимой потерей качества их выполнения) при воздействии факторов внешней среды катастрофического характера, неблагоприятных условий эксплуатации. В [4] в структуре обеспечения работоспособности стратегически важного объекта живучесть определена как способность выполнять свои функции в ограниченном объеме при (Л недопустимых нормами повреждениях размерах дефектов /.

Для электроэнергетики - надежность параллельной работы в первую очередь сейчас связывается со способностью к сохранению устойчивости и характеризуется ущербом у потребителя, связанным с аварийным недоотпуском электроэнергии в течение заданного промежутка времени.

Под термином живучесть понимается [106] способность энергосистемы выдерживать крупную аварию без ее каскадного развития и отключения тех наиболее важных потребителей, которые не подключены к устройствам автоматической разгрузки. Сейчас живучесть определяется как способность противостоять редким и тяжелым аварийным возмущениям, не допуская каскадного развития аварий с массовым нарушением питания потребителей. Учитывая, что в литературе редко дается определения понятию каскадные процессы, каскадные аварии и его применение интерпретируется авторами в достаточно широких пределах, рассмотрим возможность применения этого понятия. В [5] со ссылкой на [6-7] каскадные процессы, каскадные аварии определяются как последовательность событий, приводящих к развитию первичного возмущения, с невозможностью локализовать его в зоне возникновения и распространением на другие районы энергосистемы, сопровождаемые нередко отказами других элементов, приводя в итоге к крупным нарушениям режима работы энергосистемы. Автор, желая добавить элемент детерминированности в определение, определяет каскадные процессы, каскадные аварии как последовательность событий, приводящих к развитию первичного возмущения, с последовательным отключением элементов энергосистемы, влекущим за собой отключение одного или нескольких элементов схемы.

Решение указанных задач с момента появления энергосистем в России стало предметом пристального внимания отечественных и зарубежных ученых. Большой вклад в развитие этой области науки внесли Баринов В. А.,

Васин В.П., Веников В.А., Воропай К.И., Гамм А.З., Гуревич Ю.Е., Гук Ю.Б., Идельчик В.И., Китушин В.Г., Кучеров Ю.Н., Кощеев JI.A., Мамиконянц Л.Г., Маркович И.М., Окин A.A., Портной М.Г., Розанов В.И., Руденко Ю.Н., Семенов В.А., Совалов С.А., Строев В.А., Фазылов Х.Ф. и многие их коллеги. При создании в России рынка электроэнергии, ведущую роль в формировании надежности в ЕЭС России заняли представители школы Арзамасцева Д.А.: Аюев Б.И., Шубин Н.Г., Ерохин П.М. и их коллеги.

Обеспечение надежности и живучести энергосистемы нашей страны определяется рядом объективных условий, среди которых важнейшим является сложившаяся топология сети - системообразующая сеть 500 (750) кВ с недостаточной пропускной способностью, связывающая зоны свободного перетока и существенно топологически неравномерная распределительная сеть 110 - 220 кВ в регионах и крупных энергоузлах с высокой концентрацией производства электроэнергии и потребления. Аварии в системообразующей сети 500 (750) кВ приносили наиболее ощутимый ущерб, поэтому способы их предотвращения исследовались в первую очередь. Надежность в этом случае зависит, прежде всего, от сохранения устойчивости работы сети 500 (750) кВ, поэтому в конечном итоге определялась балансовыми критериями (Р) или прямыми критериями (£/), удобными с точки зрения практического применения, ввиду простоты расчета и применения, в том числе при ведении режимов работы электроэнергетических систем:

Р <Р

-'МАКС — 1 ДОПУСТ' ^мин — ^КРИТИЧ' где РМАКС - максимально допустимый переток (МДП) через контролируемое сечение; ^допуст - допустимый переток через контролируемое сечение Umщ - минимально допустимое напряжение в контролируемой точке по условиям устойчивости; £/критич - критическое напряжение в контролируемой точке по условиям устойчивости.

Методология выбора этих критериев транслировались на формирование критериев надежности в топологически неравномерных распределительных сетях 110 - 220 кВ в регионах и крупных энергоузлах, в которых проблемы устойчивости уступают приоритет проблемам одного из свойств надежности -живучести. После снижения уровней потребления в системах России применение балансовых методов привело к избыточным требованиям при формировании надежных режимов в распределительных сетях 110 - 220 кВ, в то же время, не обеспечивая достаточных мер для обеспечения живучести -предотвращения каскадных процессов. Это подтверждается происходящими периодически каскадными авариями. Последняя крупная авария такого типа с погашением потребителей с суммарной нагрузкой 795 МВт в России была в Удмуртии 26 июля 2011 года. Аварии такого типа происходят и в других странах мира, в разветвленных неоднородных сетях различного уровня напряжения.

Требования к резервированию по условиям обеспечения надежности в аварийных ситуациях определяются соответствующими нормативами [8]. Наиболее распространенным нормативом, принятым практически во всех энергосистемах экономически развитых стран, является критерий "N-1", который требует сохранения работоспособности энергосистемы и предотвращения какого-либо ущерба у потребителей при аварийном отключении любого одного элемента энергосистемы без использования специальных средств противоаварийной автоматики. В некоторых энергосистемах и в некоторых особых условиях принимаются и более жесткие нормативы - "тУ-2", "N-3" и более. В нормативных рекомендациях для энергосистем России также предлагается следовать критерию "N-1", однако при этом не исключается в некоторых случаях использование средств противоаварийной автоматики [9]. Очевидно, что при этом достигается иной уровень надежности электроснабжения потребителей. С учетом некоторых объективных условий и особенностей сложившейся структуры Единой энергосистемы (ЕЭС) и входящих в нее энергосистем по крайней мере в настоящее и ближайшее обозримое время этот подход следует считать экономически оправданным для целей сохранения устойчивости.

В то же время необходимо отметить, что вопросы обеспечения живучести являются повседневными для большей части региональных энергосистем или крупных узлов, в том числе схем электроснабжения мегаполисов. Формирование живучести в этих случаях строятся на практическом диспетчерском опыте, периодически публикуются материалы по применению такого опыта, а также теоретические работы. Например, созданная Васиным В. П. и его научной школой теория ¿-функций. Все они не нашли широкого применения, в том числе из-за принятого балансового способа определения надежности работы энергосистем.

В данной работе анализируются и систематизируются различные точки зрения на основные методические вопросы теории возникновения и развития каскадных процессов, изложена авторская точка зрения на возможность предотвращения каскадных процессов. Кроме того, здесь излагается и ряд оригинальных результатов связанных с применением метода предотвращения каскадных процессов в электроэнергетических системах при проектировании схем выдачи мощности электростанций и при анализе оперативного управления объектами энергетики.

Цель работы и задачи исследований.

Цель работы заключается в разработке метода предотвращения каскадных процессов (МПКП) в электроэнергетических системах и его практических приложений.

Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие основные задачи:

1. Анализ и выявление топологических закономерностей, дающих возможность сформировать МПКП, применимый, в первую очередь, для формирования и ведения режимов работы энергосистем;

2. Разработка МПКП для формирования и ведения режимов работы энергосистемы в условиях различной структуры и параметров распределительных электрических сетей энергосистем 110 - 220 кВ;

3. Оценка эффективности МПКП компьютерным моделированием для формирования и ведения режимов работы энергосистемы в распределительных электрических сетях 110 - 220 кВ;

4. Разработка рекомендаций по применению МПКП для ведения режимов работы энергосистемы и при проектировании схем развития энергосистем.

В первой главе анализируются методы формирования надежности и живучести в энергосистемах. Проведен сравнительный анализ и критический обзор публикаций по проблеме. Выполнена общая постановка задачи. Сформулирована методологическая направленность исследований. Для критерия надежности N - X, где X - количество расчетных нормативных возмущений из N возможных, показано, что применение методов, базирующихся на балансовом способе отстройки от потери устойчивости, не позволяют в полной мере обеспечить живучесть (надежность) работы энергоузлов.

Во второй главе произведен выбор моделей электрической сети при расчетах установившихся и предельных режимов, приведены результаты анализа широко известных каскадных аварий, топологических свойств электрических сетей электроэнергетических систем. Разработан метод предотвращения каскадных процессов в электротехнических комплексах и системах, а также разработан алгоритм определения путей развития каскадных процессов для критерия N - X для МПКП.

В третьей главе выполнены вычислительные эксперименты для анализа и выявления влияния внутренней топологии электрических сетей на устойчивость и возможность развития каскадных процессов в электрических сетях и их достаточности в зависимости от структуры и параметров электрической сети: схемных решений, деление электрической сети, распределения генерации.

В четвертой главе описано осуществление и применение на практике схемы формирования режимов энергосистемы программного комплекса, разработанного для реализации алгоритма, созданного для обеспечения живучести по методу предотвращения каскадных процессов для ведения режимов работы энергосистемы на ЦДЛ РДУ ОАО «Башкирэнерго». Показано, что метод предотвращения каскадных процессов для ведения режимов работы энергосистемы позволяет экономически эффективно применять его для проектирования и ведения режимов работы энергосистемы.

Методы исследований.

Теоретические исследования проведены с помощью уравнений установившихся и предельных режимов. Для исследования свойств метода предотвращения каскадных процессов в электротехнических комплексах и системах использовались методы численного моделирования в программном комплексе Rastr - WIN.

На защиту выносятся:

1. Топологические закономерности энергосистем различной структуры и параметров, дающие возможность сформировать метод предотвращения каскадных процессов.

2. Метод предотвращения каскадных процессов в электроэнергетических системах для ведения режимов работы энергосистемы в условиях различной структуры и параметров распределительных сетей 110 - 220 кВ региональных энергосистем.

3. Результаты компьютерного моделирования режимов работы региональной энергосистемы для оценки эффективности применения метода предотвращения каскадных процессов для ведения режимов работы энергосистемы при ведении режимов и проектирования развития энергосистем.

Научная новизна:

1. Разработан научно обоснованный метод предотвращения каскадных процессов для ведения режимов работы энергосистемы в условиях различной структуры и параметров реальных энергосистем, с исследованием причинно-следственных связей основных влияющих факторов.

2. Обоснована предопределенность пути развития каскадных процессов для реальной электрической сети в соответствие со сложившимися топологическими свойствами и сформированными режимами этих сетей при любом случайном наборе возмущений.

3. Показана необходимость согласования применения линейной автоматики в энергосистемах с возможностью развития каскадного процесса.

4. Разработаны приложения применения метода предотвращения каскадных процессов для решения вопросов организации управления энергосистемами и при проектировании энергосистем.

Реализация и практическая значимость результатов работы:

1. Метод предотвращения каскадных процессов позволяет на практике обеспечить живучесть (надежность) и экономичность работы энергоузлов, электрических сетей, а также повысить достоверность и устойчивость решений, принимаемых при проектировании энергосистем внедрен и используется в учебном процессе на кафедре электромеханики УГАТУ.

2. Осуществлялась и применялась на практике схема формирования режимов энергосистемы ПК, разработанным на основе алгоритма, созданного для обеспечения живучести по методу предотвращения каскадных процессов для ведения режимов работы энергосистемы на ЦДЛ Региональном диспетчерском управлении ОАО «Башкирэнерго».

Достоверность основных теоретических положений определяется подтверждением результатов значительными объемами компьютерного моделирования, детальным анализом основных влияющих факторов, расчетных условий и причинно-следственных связей, а так же экспериментальным опытом применения предложенного метода предотвращения каскадных процессов для формирования и ведения режимов работы энергосистемы в Региональном диспетчерском управлении (РДУ) ОАО «Башкирэнерго».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 6 научно-технических конференциях всероссийского, республиканского уровня.

- Научно-техническая конференция «Влияние роста потребления и нового рыночного механизма на формирование и ведение режимов энергосистем». - г. Уфа, «Скиф», 2007 г.

- Всероссийская молодежная научная конференция «Мавлютовские чтения». - г. Уфа, УГАТУ, 2008 г.

- Всероссийская конференция молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации». - г. Новосибирск, НГТУ, 2008 г.

- IV Всероссийская зимняя школа-семинар аспирантов и молодых ученых «Актуальные проблемы в науке и технике». - г. Уфа, УГАТУ, 2009 г.

- Всероссийская научно-практическая конференция - ЭНЕРГО «Повышение надежности и эффективности эксплуатации электрических станций и энергетических систем». - г. Москва, МЭИ, 2010 г.

Публикации по теме диссертации. Список публикаций автора по теме диссертации включает 16 печатных работ, в том числе две публикации в изданиях перечня ВАК. Девять публикаций выполнены без соавторов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертационной работы содержит 142 страницы машинописного текста, работа содержит 49 иллюстраций, 16 таблиц, список литературы содержит 142 наименования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ

Проведенные в данной главе исследования позволили выявить следующее:

1. Применение метода предотвращения каскадных процессов в электротехнических системах при проектировании схем выдачи мощности электростанций может принести экономический эффект.

2. С помощью ПК «Каскад-Ретрен» в ОАО «Башкирэнерго» производили проверку полученного режима в день «Х-п» по методу предотвращения каскадных процессов в электротехнических системах с целью определения необходимых мероприятий для проведения ремонтов и принятия решений по поступившим заявкам.

3. Изменение координации действий персонала при управлении элементами топологии энергосистем в результате вводимого прямого диспетчерского управления, совместно с отсутствием анализа режима по методу предотвращения каскадных процессов в электротехнических системах увеличивает риск возникновения очередной каскадной аварии с погашением в регионах РФ.

4. Взаимоотношения оперативно-диспетчерского персонала необходимо привести к возможности координации действий персонала при управлении элементами топологии энергосистем при ведении режимов с применением метода предотвращения каскадных процессов в электротехнических системах.

5. Применение метода предотвращения каскадных процессов в электротехнических системах при проектировании схем выдачи мощности электростанций приводит к экономическому эффекту.

127

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа является результатом теоретических и экспериментальных исследований автора в области надежности и живучести электроэнергетических систем и обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей.

1. Проведены исследования топологических закономерностей электроэнергетических систем, выявившие:

- однозначность пути развития (или отсутствия возможности развития) каскадного процесса для конкретной топологически-режимной ситуации, что позволило в гиперпространстве режимов энергосистем наряду с областями допустимых и недопустимых режимов ввести в рассмотрение пространство каскадных процессов;

- возможность изменения пути развития или исчезновение возможности развития каскадного процесса при изменении конкретной топологически-режимной ситуации;

- необходимые и достаточные условия возможности развития каскадного процесса для конкретной топологически-режимной ситуации;

- условия режимно-топологических ограничений возможности развития каскадного процесса в электротехнических системах.

2. Разработан метод предотвращения каскадных процессов, заключающийся в том, что для конкретной топологически-режимной ситуации узла, системы, для заданных критериев надежности N - X определяются возможные пути развития каскадных процессов и соответствующие им триггерные возмущения, а для каскадных процессов, заканчивающихся переходом в недопустимую область гиперпространства режимов, принимаются меры режимно-топологического характера, предотвращающие возможность развития каскадного процесса усилением критерия надежности до + Для нетриггерных возмущений предлагается (технико-экономическое решение) неприменение критериев надежности N - X по условию ограничения < р^8 |/п/ав ДРНК. Для определения пути развития каскадного процесса разработан алгоритм, определяющий возможные пути развития каскадных процессов и соответствующие им триггерные возмущения для предотвращения каскадных аварий в электротехнических системах при формировании и ведении режимов работы энергосистемы.

3. Исследование компьютерным моделированием метода в применении формирования и ведения режима реальной энергосистемы показало:

- применение метода предотвращения каскадных процессов для формирования и ведения режимов работы энергосистемы позволяет увеличить финансовую эффективность при решении формирования и ведения режимов работы энергосистемы. Эту величину можно определить для случаев избыточной загрузки мощности электростанций как С^ = (£СДРгХ где Сг - средняя рыночная цена г - той генерации за время /, АР, - средний избыток / - той генерации за время ? — время ведения режима с избытком генерации, От - стоимость избыточной мощности за время

- применение линейной автоматики в энергосистемах необходимо согласовывать с возможностью развития каскадного процесса в электротехнических системах.

4. Разработаны рекомендации применения метода предотвращения каскадных процессов. Применение метода предотвращения каскадных процессов целесообразно:

- для формирования и ведения режимов работы: энергосистемы для предотвращения каскадных аварий в энергосистемах;

- для согласования линейной автоматики в энергосистемах с возможностью развития каскадного процесса в электротехнических системах;

- для координации принятия диспетчерских решений персоналом разного уровня иерархии при формировании ремонтных схем в распределительных сетях 110 - 220 кВ в регионах и крупных энергоузлах;

- для проектирования энергосистем, что позволяет увеличить финансовую эффективность финансовых проектов, например, для схем выдачи мощности станций экономия затрат может составить до 25% от стоимости схемы выдачи мощности электростанции.

1. Китушин В.Г. Надежность энергетических систем. М.: Высшая школа, 1984. - 256 с.

2. Рябинин И. А. Теоретические основы проектирования ЭЭС кораблей. Л.: BMA, 1964. - 240 с.

3. Глушков В.М. Словарь по кибернетике. Киев: Гл. ред. Укр. сов. энциклопедии, 1979.

4. Махутов H.A., Гаденин М.М. Безопасность и риски создания и функционирования объектов энергетики // Надежность и безопасность энергетики. № 1(8) - 2010. - С. 4 - 10.

5. Руденко Ю.Н., Ушаков И.А. Надежность систем энергетики. М.: Наука, 1986.-252 с.

6. Зейлидзон Е.Д. О некоторых закономерностях цепочечного развития аварий в энергосистемах // Труды ВНИИЭ. вып. 55 - 1978. - С. 17 - 26.

7. Семенов В.А., Совалов С.А. Предотвращение каскадного развития аварий в энергосистемах // Сов. англ. симпозиум в Лондоне. - 1978. - 13 с.

8. Методические указания по устойчивости энергосистем. Утв. приказом Минэнерго РФ от 30.06.2003. № 277.

9. Бондаренко А.Ф., Герих В.П. О трактовке критерия надежности JV-1 // Электрические станции. №6 - 2002. - С. 40 - 43.

10. Баринов В.А., Мамиконянц Л.Г., Строев В.А. Развитие математических моделей и методов для решения задач управления режимами работы и развития энергосистем // Электричество. №7 - 2005. - С. 8- 21.

11. Надежность систем энергетики и их оборудования: Справочник по общим моделям анализа и синтеза надежности систем энергетики / Под редакцией Ю.Н.Руденко / М.: Энергоиздат. Т. 1 - 1994. - 480 е.

12. Совалов С.А., Семенов В.А. Противоаварийное управление в энергосистемах. М.: Энергоатомиздат, 1988.

13. Гнеденко Б.В., Беляев В.И., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. М.: Наука, 1965. 524 с.

14. Ковалев А.П., Чурсинов Ю.К., Якимишина В.В. О живучести объектов энергетики // Наукові праці Донецького національного університету. Серія: «Електротехніка і енергетіка». випуск 79. - Донецьк.: ДонНТУ, 2004. -221 с.

15. Зильберман С.М., Красильникова Т.Г., Самородов Г.И. Вероятностный критерий оценки режимной надежности основной электрической сети // Электричество. №5 - 2010. - С. 2- 7.

16. Малкин П.А., Шлайфштейн В.А. Об обеспечении надежности в электроэнергетике // Электрические станции. №6 - 2010. - С. 2- 7.

17. Ковалев В.Д., Ивакин В.Н. О системной аварии в электрических сетях центрального региона России 25 мая 2005 г. // Электричество. -№9 2006. - С. 12 - 15.

18. Герасимов A.C., Есипович А.Х., Кощеев Л.А., Шульгинов Н.Г. Исследование режимов Московской энергосистемы в процессе развития аварии в мае 2005 г. // Электричество. №1 - 2008. - С. 2 - 12.

19. Воропай Н.И., Ефимов Д.Н., Решетов В.И. Анализ развития системных аварий в электроэнергетических системах // Электричество.' -№10-2008.-С. 12-24.

20. Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики // Живучесть систем энергетики. АН СССР Сиб. Отделение Сибирский энергетический институт. выпуск 20 - 1980. - 197с.

21. Проблемы обеспечения надежности работы энергосистем // Сборник научных трудов НИИПТ / Ленинград, Энергоиздат 1981. - 97 с.

22. Фазылов Х.Ф. Теория и методы расчета электрических систем. Ташкент.: Изд-во АН УзССР, 1953.-175 с.

23. Васин В.П. Структура множества становившихся режимов электроэнергетической системы // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт.1981.-№4-С. 59-71.

24. Васин В.П. Структура электрических сетей, допускающих максимальные потоки мощностей // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт.1982.-№ 3-С. 59-70.

25. Васин В.П., Федорова Т.Д. Метод Ь функций построения областей существования режимов электроэнергетической системы // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. - 1987. - № 1 - С. 28- 37.

26. Васин В.П. Многообразие особых точек поверхности предельных режимов ЭЭС // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1987. - № 5 - С. 36- 49.

27. Васин В.П., Чупахин В.Д. Упрощенный метод исследования предельных режимов ЭЭС с помощью метода Ь функций // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. - 1989. - № 5 - С. 18- 27.

28. Руководящие указания по устойчивости энергосистем. Утв. Департаментом науки и техники РАО «ЕЭС России» 24.09.1994. М.: СПО Союзтехэнерго, 1994.-23 с.

29. Портной М.Г., Рабинович P.C. Управление энергосистемами для обеспечения устойчивости. М: Энергия, 1978.

30. Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е., Окин A.A. Расчеты устойчивости и противоаварийной автоматики в энергосистемах. М: Энергия. - 1983.

31. Гук Ю.Б., Карпов В.В. Модели и методы анализа живучести электроэнергетических систем и объединений // Труды НИИПТ. 1982.

32. Войтов О.Н., Воропай Н.И., Гамм А.З., Голуб И.И., Ефимов Д.Н. Анализ неоднородностей электроэнергетических систем // Новосибирск.: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. 256 с.

33. Иделъчик В.И. К вопросу о влиянии погрешностей исходных данных на результат расчета стационарного режима энергосистем // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1968. - № 2 - С. 9 - 15.

34. Гамм А.З., Крумм Л.А. Методы оптимизации режима сложных электроэнергетических систем при случайном характере исходной информации // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1972. - № 1 - С. 46- 60.

35. Иделъчик В.И., Крумм Л.А. К расчету режимов электроэнергетических систем при неопределенном характере исходной информации // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1973. - №3 - С. 10-17.

36. Pechón J., Piercy В., Tmney W.F., Twelt O. Y. Sensitivity of power systems // IEEE Tians.Powcr Appar. and Syst. 1968. - Vol 89,iV8.-P.1381 - 1388.

37. Гамм A.3., Голуб И.И. Обнаружение слабых мест в электроэнергетической системе // Изв. РАН. Энергетика. 1993. - № 3 - С. 83 - 92.

38. Крумм Л.А. Методы приведенного градиента при управлении электроэнергетическими системами. Новосибирск: Наука, 1977. - 368 с.

39. Гамм А.З., Голуб И.И., Бершанский Р.В. Эффективный метод определения слабых связей // Электричество. 2010. - № 9 - С.31- 37.

40. Карпов Ю.О., Лежнюк П.Д., Остра Н.В. Зменшення неоднорідності EEC з урахуванням параметричноі чутливості. // Вісник ВІЛ. 2004. -№6 - С.42 - 47.

41. Фокин Ю.А., Осипов Я. Н. Структурно-функциональные характеристики в расчетах сложных электроэнергетических систем // Электричество. 2010. №5 - С. 7- 14.

42. Нгуен Динь Хао К вопросу повышения эффективности алгоритмов оценки надежности сложных систем электроснабжения // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1987. - № 5 - С. 72 - 75.

43. Шахмаев И.З., Нафиков P.P., Родин И.П. Анализ реактивной мощности в энергосистеме Республики Башкортостан. Сборник докладов научно-технической конференции Уфа, изд-во «Скиф». 2007. С. 181-189.

44. Исмагилов Ф.Р., Шахмаев И.З., Пашали Д.Ю., Сатаров P.P., Волкова Т.Ю., Бабикова Н.Д. Электроэнергетика: термины и определения. Учебное пособие Уфа: УГАТУ, 2008 - 180 с.

45. Шахмаев И.З. Проектные решения и живучесть энергосистем. Мавлютовские чтения: Всероссийская молодежная научная конференция: сборник трудов в 5 т., том 2, Уфимский государственный авиационный технический университет Уфа: УГАТУ, 2008. С. 20-21.

46. Шахмаев И.З. Достаточность анализа балансов мощности для определения возможности развития каскадных аварий. Наука. Технологии.

47. Инновации. Материалы Всероссийской конференции молодых ученых в 7 частях. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. Часть 3 С. 200- 202.

48. Шахмаев И.З. Об определении возможности существования каскадных процессов. Электротехнические комплексы и системы. Межвузовский научный сборник Уфа: Изд-во УГАТУ - 2009. С.44- 47.

49. Шахмаев И.З. Разработка алгоритмов для поиска каскадных процессов в электроэнергетических системах. Электротехнические комплексы и системы. Межвузовский научный сборник - Уфа: Изд-во УГАТУ, 2009. С. 123 - 126.

50. Шахмаев И.З. О способах предотвращения каскадных процессов в энергосистемах. Вестник УГАТУ. Энергетика, электротехнические комплексы и системы. Т. 13. №1(34) Уфа: УГАТУ, 2009. С.176 - 179.

51. Шахмаев И.З., Новикова Е.В., Рабинович М.А. Быстрее, дешевле и масштабнее это возможно. РС Жеек/ЯЕ №20 (674) 2 от 8 июня 2009.

52. Шахмаев И.З., Короткое А.Б., Новикова Е.В., Култыгина С.Е. Моржин Ю.И., Рабинович М.А., Потапенко С.П. Система коллективногоотображения оперативной информации в ОАО «Башкирэнерго». Электрические станции 2009. - №8 - С. 12- 18.

53. Шахмаев И.З. Нужна программа дальнейшего развития энергосистемы Республики Башкортостан. Вечерняя Уфа 2009. - №224 от 20.11.2009. С. 5. Уфимская неделя - 2009, №47 от 19 - 26.11.2009. С.З

54. Шахмаев И.З. Надежность энергосистемы тождественно равна ее экономической эффективности. Энергетик Башкортостана 2010. - №2 - С.1- 3.

55. Электрические системы. Электрические сети / Под ред. В.А. Веникова, В.А. Строева-М.: Высшая школа, 1998.

56. Электротехнический справочник. Том 3 / Под общ. ред. профессоров МЭИ М.: Изд-во МЭИ, 2002.

57. Пелисье Р. Энергетические системы. М.: Высшая школа, 1982.

58. Баринов В.А., Литвиненко Е.А. Определение установившихся режимов и пределов апериодической устойчивости электроэнергетических систем. // Электричество. 1984. - №11 - С.6 -11.

59. Дойников А.Н., Степкин A.M., Ножко Н.Б. Подходы к исследованию установившихся режимов электрических систем. // Материалы межрегиональной научно-технической конференции. Братск, 2006. С. 18-20.

60. Жуков A.A., Стратан И.П. Установившиеся режимы сложных электрических систем. Методы расчета. // М: Энергоатомиздат, 1979, 416 с.

61. Идельчик В.И., Лазебник A.M. Аналитическое исследование существования и единственности решения уравнений установившихся режимов электрической системы // Изв. АН СССР, Энергетика и транспорт, 1972. №2 - С.51-59.

62. Конторович A.M. , Дунаева Н.П. Исследование методов расчета установившихся режимов, основанных на разложении решения в ряд Тейлора //Иркутск, 1978. -с.65-74.

63. Крумм JI.A. Применение метода Ньютона-Рафсона для расчетов стационарного режима сложных электрических систем // Изв. АН. СССР. Энергетика и транспорт. 1965. №5, -с.3-12.

64. Сальникова М.К., A.M. Степкин Исследование эффективности математических моделей и методов расчета установившихся режимов электрических систем // Труды IX Междунар. научн. -техн. конф. СПб., 2005. -С. 428-432

65. Сальникова М.К., A.M. Степкин Сравнительный анализ использования методов расчета установившихся режимов электрических систем // Сб. научн. тр. БГУП Иркутск, 2005. С. 146-150

66. Степкин, A.M. Исследование эффективности методов расчета установившихся режимов электрических систем. //Материалы межрегиональной научно-технической конференции. Братск, 2005.-С. 22.

67. Тарасов В.И. Особенности алгоритмической и программной реализации методов минимизации при решении уравнений установившихся режимов электроэнергетических систем // Электричество. 1997. № 2, -С.2-8

68. Уилкинсон Дж.Х. Алгебраическая проблема собственных чисел // М: Наука, 1970.-564 с.

69. Маркович И.М. Режимы энергетических систем. Изд. 4-е, переработ, и доп. //М., Энергия, 1969.-351 с.

70. Автоматизация управления энергообъединениям/ Под редакцией С.А.Совалова. М., Энергия, 1979.-432 с.

71. Руденко Ю.Н., Семенов В.А. Автоматизация диспетчерского управления в электроэнергетике. М.: Издательство МЭИ, 2000.-648 с.

72. Блок В.М. Электроэнергетические сети и системы: Учебное пособие для электроэнергет. спец. вузов. М.: Высшая школа, 1986.-430 с.

73. Идельчик В.И. Электроэнергетические системы и сети: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1989. -592 с.

74. Вычислительные модели потокораспределения в электрических системах: монография / Б.И.Аюев, В.В.Давыдов, П.М.Ерохин, В.Г.Неуймин; под редакцией П.И.Бартоломея. М.: Флинта: Наука , 2008. - 256 с.

75. Баламетов А.Б., Халилов Э.Д., Ахундов И.Ш. Автоматизированный поиск решения уравнений установившихся режимов электрических систем // Электричество. 2009. -№ 8 - С.2-13

76. Гусев A.C., Хрущев Ю.В., Турин C.B., Свечкарев C.B., Плодистый И.Л. Всережимный моделирующий комплекс реального времени электроэнергетических систем // Электричество. №12 - 2009. - С. 5 - 8.

77. Гуревич В.Л., Тарасов В.И. Метод расчета установившихся режимов электроэнергетических систем в прямоугольных координатах // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1987. - № 5 - С. 50 - 60.

78. Аюев Б.И., Давыдов В.В., Неуймин В.Г. Анализ эффективности вычислительных моделей расчета установившихся режимов электрических систем // Электричество. 2008. - № 8 - С.2 - 14

79. Воропай Н.И. Анализ режимов электроэнергетических систем и управление ими в исследованиях СЭИ-ИСЭМ // Электричество. 2010. -№9 - С. 2 - 8.

80. Жданов, П.С. Вопросы устойчивости электрических систем М.: Энергия, 1979.-456 с.

81. Закарюкин В.П., Крюков A.B., Крюков Е.А. Моделирование предельных режимов электроэнергетических систем с учетом продольной и поперечной несимметрии. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2006. - 139с.

82. Баринов, В.А. Исследование статической устойчивости электроэнергетических систем методом последовательных приближений // Электричество. №12 - 1980.

83. Баринов В.А., Совалов С.А. Режимы энергосистем: Методы анализа и управления М.: Энергоатомиздат, 1990.- 440 с.

84. Баринов В.А., Мамикоянц Л.Г., Строев В.А. Развитие математических методов для решения задач управления режимами работы и развития энергосистем // Электричество. №3,- 2005. - С. 8-22.

85. Стотт, Б. Обзор методов расчета потокораспределения Текст. / Б. Стотт // ТИИЭР. Т. 62. - №7- 1974,

86. Дэннис Дж., Шнабель Р. Численные методы безусловной оптимизации и решения не-линейных уравнений М.:Мир, 1988.

87. Ортега, Д., Рейнбольдт В. Итерационные методы решения нелинейных систем уравнений со многими неизвестными М.: Мир, 1975.

88. Идельчик, В.И. Расчеты и оптимизация режимов электрических сетей и систем М.: Энергоатомиздат,1988.

89. Конторович A.M., Макаров Ю.В., Тараканов A.A. Совершенствование методов непрерывного утяжеления для определения предельных режимов электрических систем // Тр. ЛПИ. №385 - 1982.

90. Дунаева Н.П., Конторович A.M. Исследование методов расчета установившихся режимов, основанных на разложении решения в ряд Тейлора // Применение математических методов при управлении режимами и развитием электрических систем Иркутск, 1978.

91. Бартоломей П.И. О методах второго порядка решения уравнений установившегося режима электрической системы // Применение математических методов и вычислительной техники в энергосистемах. Свердловск, 1986.

92. Гусейнов A.M. Экспресс методы расчета для ввода утяжеленных установившихся режимов энергосистем в допустимую область. // Электричество. 1994. -№ 12- С.22-29.

93. Дойников, А.Н., Крюков Е. А. Область допустимых режимов для сложной электроэнергетической системы // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке. Хабаровск, 2004. С. 241-244

94. Идельчик В.И. Лазебник A.M. Аналитическое исследование существования и единственности решения уравнений установившихсярежимов электрической системы // Изв. АН СССР, Энергетика и транспорт. -1972. -№2- С.51-59.

95. Конторович A.M., Крюков A.B. Использование уравнений предельных режимов в задачах управления ЭЭС // Изв. АН СССР, Энергетика и транспорт. 1987. - №3 - С.25-33.

96. Конторович A.M., Крюков A.B. Определение предельных режимов способом непрерывного утяжеления // Л:ЛПИ. 1981. - № 380 - С. 104-107.

97. Маркович И.Н., Баринов В.А. О критерии статической устойчивости, базирующемся на сходимости итерационного процесса установления исследуемого режима // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. № 5 1970.

98. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. — М.: Высш. шк., 1985. — 536 с.

99. Голов П.В., Шаров Ю.В., Строев В.А. Система математических моделей для расчета переходных процессов в сложных электрических системах // Электричество. 2007. - №5 - С. 2-11.

100. Филиппова Н.Г., Тузулукова Е.В. Система математических моделей для расчета переходных процессов в сложных электрических системах. // Электричество. 2006 - №4- С. 2-8.

101. Хохлов М.В. Пороговые свойства робастного оценивания состояния электроэнергетических систем // Электричество. 2010. - №4 - С.2-12

102. Филиппова Н.Г. Развитие и совершенствование методов анализа статической устойчивости и синтеза динамических свойств объединенных энергосистем // Электричество. 2007. - №9.- С. 2-9.

103. Аюев Б.И., Давыдов В.В., Ерохин П.М. Оптимизационная модель предельных режимов электрических систем // Электричество. 2010. -№ 11 -С. 2-12

104. Аюев Б.И., Давыдов В.В., Ерохин П.М. Оптимизационные вычислительные модели предельных режимов электрических систем для заданного напрвления утяжеления// Электричество. 2010. - № 12 - С.2-7

105. Аюев Б.И., Давыдов В.В., Ерохин П.М. Оптимизационные модели предельных режимов электрических систем // Электричество. 2011. - № 3 -С. 2-9

106. Шульгинов Н.Г., Жуков А.В., Демчук А.Т., Кощеев Л.А., Кац П.Я., Эдлин М.А. Концепция противоаварийного управления ЕЭС России // Электрические станции. 2010. - №11 - С. 23-26.

107. Кощеев Л.А., Кац П.Я., Эдлин М.А., Шульгинов Н.Г., Жуков А.В., Демчук А.Т. Технологический алгоритм централизованной системы противоаварийной автоматики нового поколения // Электрические станции. -2010-№11-С. 27-33.

108. Мисриханов М.Ш., Седунов В.Н., Шунтов А.В. Основы резервирования в системах генерации и транспорта электроэнергии. М: Энергоатомиздат. - 2002 - 128 с.

109. Помежуточный отчет UCTE. Авария в энергосистеме 4 ноября 2006 года. Бельгия, Брюссель. 2006. - С. 18-39.

110. Вааг Л.А., Захаров С.Н. Методы экономической оценки в энергетике. М.-Л.: Госэнергоиздат. - 1962, 176 с.

111. Инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений в развитие энергетического хозяйства (генерирование, передача и распределение электрической и тепловой энергии). М.: Энергия, 1973.

112. Roussel Ph., Hossenlopp L., Gallon F. Technical and economical evaluation of new air-insulation substation consepts // International conference on large high voltage electric systems. 2002. - P. 23-205.

113. Functional specification as driver for technical/economical optimization of substation / A. Carvalho, P. Bosshart, U. Christiansen etc. // International conference on large high voltage electric systems. 2000. — P. 23-101.

114. Georgopoulos A.D., Papadopoulos C.A., Agoris D.P. A 170 kV compact switchgear module application at Komotini open-air substation in northeastern Greece // International conference on large high voltage electric systems. — 2002. -P. 23-204.

115. Кини Р. Размещение энергетических объектов. М.: Энергоатомиздат, 1983.

116. Кожевников H.H. Экономика промышленности / H.H. Кожевников, Т.Ф. Басова, Н.С. Чинакаева и др. М.: Изд-во МЭИ, 1998.

117. Эндрени Дж. Моделирование при расчетах надежности в электроэнергетических системах. М.: Энергоатомиздат, 1983.

118. Молохатко В.Ю. Влияние автоматики ограничения перегруза оборудования на развитие каскадных процессов в Уфимском энергорайоне Республики Башкортостан // Дипломная работа. Уфа, УГАТУ, 2009.

119. Овчинников Е.М. Моделирование возможности возникновения каскадных процессов в реальной схеме Уфимского энергорайона Республики Башкортостан // Дипломная работа. Уфа, УГАТУ, 2009.

120. Бикбаев P.A. Определение факторов, влияющих на область допустимых режимов Уфимского энергорайона // Дипломная работа. Уфа, УГАТУ, 2011.

121. Костин А.И. Исследование влияния ввода ПС 220 кВ АМЕТ на область допустимых режимов Центральной части энергосистемы РБ // Уфа, УГАТУ, 2011.

122. Новая технология отображения оперативно-диспетчерской информации на пунктах управления в электроэнергетике // Энергоэксперт. -№2 -2007.

123. Штейнбок Л.С., Любарский Ю.Я., Моржин Ю.И., Рабинович М.А. и др. Технология ситуационного отображения данных текущего режима и ее реализация на диспетчерском щите ОДУ Средней Волги // Электрические станции. № 8 - 2004.

124. Гамм А.З. Статистические методы оценивания состояния электроэнергетических систем. М.: Наука 1976. 219 с.

125. Рабинович М.А. Цифровая обработка информации для задач оперативного управления в электроэнергетике. М.: Из-во НЦ ЭНАС. - 2001.343 с.

126. Рабинович М.А. Отображение оперативной информации. Комплекс «КАСКАД-НТ 2.0». М.: Из-во НЦ ЭНАС. 2004. 541 с.

127. Стернинсон Л.Д. Переходные процессы при регулировании частоты и мощности в энергосистемах. М.: Энергия. 1975. 216 с.

128. Андронов A.A., Рабинович М.А., Стернинсон Л.Д. Влияние регулирования котлоагрегата на процессы изменения частоты и мощности в энергосистемах //Электричество. 1988. - №6 - С. 1-8.

129. Акт расследования аварии в Удмуртской республике 26.07.2011

130. Игнатов В.В., Мисриханов М.Ш., Мозгалев К.В., Шунтов A.B. О надежности схем выдачи мощности электростанций в регионе с высокой плотностью нагрузки // Электрические станции. № 9 - 2007.

131. Методические рекомендации по проектированию развития энергосистем. Утверждены приказом Минэнерго России от 30.06.2003 г. № 281.

132. Сборник укрупненных стоимостных показателей электрических сетей (СО 00.03.03-07). Приложение №1 к письму Минрегиона России от 15.07.2011г. №18769-АП/08).