СТО 56947007-29.240.019-2009
Методика оценки технико-экономической эффективности применения FACTS в ЕНЭС России

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЕТЕВАЯ КОМПАНИЯ ЕДИНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ»

Методика оценки технико-экономической эффективности применения устройств FACTS в ЕНЭС России

Стандарт организации

Дата введения: 22.01.2009

Москва

2009

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», объекты стандартизации и общие положения при разработке и применении стандартов организаций Российской Федерации ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения», общие требования к построению, изложению, оформлению, содержанию и обозначению межгосударственных стандартов, правил и рекомендаций по межгосударственной стандартизации и изменений к ним - ГОСТ 1.5-2001, правила построения, изложения, оформления и обозначения национальных стандартов Российской Федерации, общие требования к их содержанию, а также правила оформления и изложения изменений к национальным стандартам Российской Федерации - ГОСТ Р 1.5-2004.

Сведения о стандарте организации

1.    РАЗРАБОТАН: ОАО «НТЦ электроэнергетики»,

ОАО «Институт «ЭНЕРГОСЕТЬПРОНКТ».

2.    ВНЕСЁН: Дирекцией технического регулирования и экологии

ОАО «ФСК ЕЭС».

3.    УТВЕРЖДЁН И ВВЕДЁН В ДЕЙСТВИЕ:    Распоряжением

ОАО «ФСК ЕЭС» от 22.01.2009 № 22р.

4.    ВВЕДЁН: ВПЕРВЫЕ.

Замечания и предложения по стандарту организации следует направлять в Дирекцию технического регулирования н экологии ОАО «ФСК ЕЭС» по адресу: 117630, Москва, ул. Лк. Челомея, д. 5А. электронной почтой по адресу: zhulcv-anfgHsk-ccs.ru.

Настоящий документ не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения ОАО «ФСК ЕЭС».

Si II.n.	Hainan ж	Характеристика устройства	Область применения
1	2	3	4
3	Статические тиристорные компенсаторы (CTK)	образующие тирнстор|*о-рсак торную групп) (ТРГ) с плавным регулированием угла зажигания тиристоров; параллельно с ТРГ подключена конденсаторная батарея (КВ) и фильтро-компенсирующие цепи (ФКУ). подключается к сети ВН мере» третичную обмотку НИ автотрансформатора или через блочный повышающий трансформатор НН/ВН. Минимальная величина постоянной времени ретулирования реактивной мощности составляет Трг ■ 0.01 - 0,02с.. Диапазон регулирования реактивной МОЩНОСТИ обеспечивается выбором мощности ТРГ. КБ. ФКУ.	в линиях электропередачи как ниже, так и выше натуральной. Предпочтительная область применения: распрсдсл1лсльиыс и магистральные сети, мсжсистемные святи для целей глубокого регу лирования реактивной мощности и обеспечения устойчивости. Нс эффективны в слабых сетях.
4	С гатическнП компенсаюр реактивной мощности на базе преобразователя напряжения (СТАТНОМ)	Состав и принцип действия: прсобраюватсль напряжения выполняется, как правило, на силовых транзисторах. обеспечивающий генерацию к 1ютрсбленис реактивной мощности в диапазоне ±100% установленной мощности устройства, подключение к сети ВН через 1ретичкук> обмотку НН автотрансформатора или через отдельный повышающий трансформатор НН/ВН. Является базовым статическим устройством FACTS-второю поколении. позволяющих реалиювывать быстролействузопке векторное регулирование в энергосистемах.	Применяются для динамической стабилизации напряжения. увел1тчсния пропускной способности электропередачи. уменьшение колебаний напряжения. повышение устойчивости при электромеханических переходных процессах, улучшение демпфирования энергосистемы. Применяется в любых электрических сетях, особенно эффективен в слабых сетях.

-Vi П.П.	Название	Характеристика устройства	Область 1тримсисиия
1	2	3	4
5	Асинхронномрованн ыс компенсаторы (АСК)	Являются комплексами. состоящими из асикхрониэированных электрических машин переменного тока и статических преобразователей частоты. обеспечивают возможность осуществления векторного регулирования напряжения в энергосистемах Леинхротоиромнные компенсаторы (АСК) обладают высокой перегрузочной способностью (двукратная перегрузка по току в течение ЗООсск. диапазон регулирования мощности alOC*. Является базовым элсктрочашииным устройством FACTS-rroporo поколения, позволяющих реализовывать векторное регулирование a inept v>c истомах. Возможно применение с маховиками на валу.	Применяются для динамической стабилизации напряжения, увеличения пропускной способности электропередачи. уменьшение колебаний напряжения. повышение устойчивости при электромеханических переходных процессах, улучшение демпфирования энергосистемы. Применяется в любых электрических сетях, особенно эффективен в слабых сетях. АСК с маховиком на вхзу эффективен при питании резко-переменных нагрузок. для демпфирования низкочастотных электромеханических колебаний.
6	Неуправляемое устройство продольной компенсации (УПК)	УПК функционируют посредством добавления емкостного напряжения для компенсации падения напряжения в линии на индуктивности, т.е. уменьшают реактивное сопротивление линии электропередач, генерируемая конденсатором. пропорциональна квадрату тока Следовательно, последовательный конденсатор обладает саморегулирующим действием. При увеличении иатрутки системы реактивная мощность, генерируемая последовательным конденсатором, также увеличивается.	Пркмеияетса для повышения пропускной способности линии электропередач и динамической устойчивости благодаря установке последовательного конденсатора

J* п.п.	Название	Характеристика устройсгва	Область применения
1	2	3	4
7	У п равняемое устройство продольной компенсация (УУПК)	Конфигурации УУПК включают а себя управляемые реакторы. соединенные параллельно с секциями батареи конденсаторов. Такая комбинация позволяет достичь плавное управление емкостным сопротивлением собственной (основной) частоты в пределах широкого диапазона.	Регулирует сопротивление ЛЭГ1, увеличивает пропускную способность. обеспечивает перераспределение мощностей по параллельным линиям электропередачи. демпфирует низкочастотные колебания мощности. )
8	Фатоповоротное устройство (ФПУ)	Устройства . переключаемые посредством выключателей иди тиристорных ключей отпайки трансформаторов, обеспечивающие регулирование фаты напряжения.	Применяется для оптимиэации потоков мощности но параллельным ЛЭП. повышения пропускной способности.
9	Вставка постоянного тока на основе СТАТКОМов (ВИТИ)	Вставка на бате двух СТАТНОМ, объединенных иицим звеном постоянною тока и включаемых в рассечку линий электропередачи. связывающих две электрические системы. Обеспечивают регулирование как активной, так и реактивной мощности в широких пределах.	В НТК применяется для несинхронного объединения любых энергосистем, где требуется регулирование реактивной мощности в широком диапазоне, в том числе и по мсжсистсмиым связям, относящих к категории •слабых».Обеспечивается надежное электроснабжение потребителей, уменьшаются объемы отключения потребителей ПА. появляется воэможность оперативною обмена аварийным резервом мощности между ОЭС обеспечивается возможность работы в автономном режиме. Вставка на базе двух СТАТКОМ, объединенных общим звеном постоянного тока может связываться также линией постоянного тока

St П.П.	1 laiMHHC	Характеристика устройства	Область применения
1	2	3	4
			(воздушной или кабельной)
10	Электромашннныс преобразователи частоты (AC ЭМПЧ)	Две асинхроиктированныс машины с жестко связанными валами. работающие при э.эскгромеханическим аналогом вставки постоянною тока. состоящей m двух СТАТКОМ. Обладает высокой перегрузочной способностью. В отличие от ВГТТН обе части энергосистемы электрически ие сажаны.	Область применения АС ЭМПЧ такая же. что и BIITH. Особенно эффективен АС ЭМПЧ при питании нагрузок чувствительных к посадкам напряжения и потребителей с импульсной нагрузкой.
II	Объединенный регулятор потоков активной и реактивной мощности (ОРПМ)	Объединенный регулятор потоков активной и реактивной мощности, образуемый посредством параллельно - последовательного вк.тточеиия в рассечку линий электропередачи преобразователей типа СТАТКОМ либо АСЭМГ1Ч. я котором одна из асикхронизированных машин включас1ся в сеть параллельно. другая последовательно Регулируются: величина напряжения, фазовый угол и величина сопротивления линии.	ОРПМ применяется для комплексного реагировании активной и реактивной мощности и импеданса линии электропередачи. Предпочтительные области применения меже ист емкие святи с особо сложными случаями обеспечения устойчивости ЭЭС.
12	Вращающийся трансформатор (ВФТ)	Вращающийся трансформатор • вращающаяся машина с питанием статора и ротора от сетей с различной частотой с дополнительным двигателем на валу	ВФТ применяется для несинхронного объединения энергосистем. г .те имеются устройства регулирования реактивной мощности, в том числе и по мсжсис1смным связям, относящих к категории •слабых*.

>* п.п.	Название	Характеристика тстройст»»	Область применения
1	2	3	4
13	Токоогран и1чмвающ ис устройства (Ограничители тока короткого замыкания) (ТОУ)	Токоогроничнтсли на основе тсхно.юпш FACTS Схема 1хклел<»>ател1.ж>й компенсации, справляемой тиристорами. которая о| раиичннает ток аварии .в этой схеме конденсатор в ключей последовательно, управляемый тиристором реактор включен параллельно, который, в течение нормальной работы отключен и емкость обеспечивает требуемую компенсацию сопротивления линии.	ТОУ применяются для: •    сохранения существующего па станциях и подстанциях коммутационного оборудования при введении новых мощностей или подключении новых линий: •    упрощения коммутационного оборудования на вновь строящихся объектах; -    повышения надежности питания промышленных предприятий та счет поддержания напряжения при глубоком ограничении токов КЗ; -    повышения динамической устойчивости •нсргосистсм та счет уменьшения жвивалентного индуктивного сопротив.тсния и (или) введения актив1юп>; •    снижение сясктродкнамичоских и тепловых воздействий на оборудование за счет ограничения ударного и установившегося значения тока КЗ.

5 Факторы технико-экономического эффекта в электроэнергетических системах применения устройств FACTS

5.1    Повышение управляемости режимов работы ЭЭС

Включение в состав ЭЭС устройств FACTS способствует повышению управляемости режимов работы ЭЭС, увеличению степени компенсации зарядной мощности электрической сети и переводу потоков активной мощности в линии с большим классом напряжения. Появляется возможность аккумулирования электроэнергии непосредственно в электрической сети с возвратом её в ЭЭС.

Благодаря этому создаются технические возможности для более полного использования пропускной способности существующих электрических сетей, вплоть до предела по нагреву проводов линий электропередачи, повышается статическая и динамическая устойчивость синхронной работы генераторов и нагрузки и улучшается качество электроэнергии. Расширяются возможности оперативной и автоматической нормализации и оптимизации параметров режимов работы ЭЭС.

5.2    Повышение пропускной способности линий электропередач

Более полное использование пропускной способности существующих электрических сетей, в частности отдельных межсистемных и межгосударственных связей, может обеспечить:

•    передачу дополнительной электроэнергии из избыточных энергосистем с более низкими тарифами в дефицитные с вытеснением там менее экономичных источников энергии;

•    увеличение выдачи активной мощности электростанций, за счёт повышения максимально-допустимых перетоков мощности.

Это может позволить рассмотреть вопрос о переносе сроков ввода генерирующих мощностей и строительства новых высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП) с целью увеличения пропускной способности электрических сетей, а в отдельных случаях, возможно, и отказе от этих мероприятий. При этом генерирующая компания может получить дополнительную выручку на электростанциях от продажи электроэнергии, а сетевая компания - экономию затрат на строительство и эксплуатацию новых ЛЭП, а также дополнительную выручку за предоставляемые транспортные услуги по передаче электроэнергии в дефицитные районы.

В принимающей дефицитной энергосистеме или энергоузле выгода может быть получена за счет вытеснения замыкающих генерирующих мощностей с большими удельными расходами топлива и (или) использующих дорогое топливо, что приводит к снижению тарифов у потребителей.

5.3    Повышение статической и динамической устойчивости ЭЭС

Повышение устойчивости синхронной работы генераторов и нагрузки снижает вероятность нарушения нормальной работы ЭЭС и соответственно способствует уменьшению частоты срабатывания противоаварийной автоматики (ПА), предотвращающей эти нарушения. Кроме того, появляется возможность снизить дозировки управляющих воздействий ПА, уменьшив тем самым объем отключений на1рузки и генераторов. Результатом этого является:

•    снижение потребности в аварийном резерве в ЭЭС;

•    уменьшение ущербов    на    электростанциях от    недовыработки

электроэнергии;

•    уменьшение компенсационных выплат потребителям за перерывы электроснабжения;

•    экономия    топлива    на    повторные пуски    энергоблоков

электростанций, отключенных ПА.

5.4    Повышение качества электроэнергии

Работа устройств FACTS обеспечивает частичное или полное исключение негативного влияния, вызываемого превышением нормативных значений таких показателей качества электроэнергии, как установившееся отклонение и размах изменения напряжения, нссимметрия и степень искажения синусоидальности напряжения,    длительность    провалов

напряжения. Он проявляется как у потребителя, так и в энергосистеме: на электростанциях и в электрических сетях.

У потребителей производственною профиля повышение качества электроэнергии позволяет снизить брак    продукции,    увеличить

производительность технологического оборудования и уменьшить случаи его отключения из-за снижения напряжения и перегрузки из-за повышения напряжения сверх допустимых значений. Кроме того, снижается вероятность нарушения нормальной работы систем управления и технологической автоматики, а также скорость износа технологического оборудования.

Результатом этого могут быть: увеличение валового объема продукции, снижение ее себестоимости и экономия затрат на реновацию, текущие и аварийно-восстановительные ремонты технологического оборудования, а также снижение объема претензий к поставщику электроэнергии по компенсациям за невыполнение договорных обязательств по качеству электроэнергии.

У потребителей непроизводственной сферы повышение качества электроэнергии может сопровождаться уменьшением претензий по компенсациям экологического и материального ущерба.

Для электростанций повышение качества электроэнергии может способствовать: снижению ограничений рабочей мощности электростанций из-за уменьшения производительности вспомогательного оборудования при снижении напряжения; улучшению условий эксплуатации основного и вспомогательного оборудования, обусловленному симметрией, стабильностью и нормативным гармоническим составом напряжения. Это в свою очередь может способствовать уменьшению топливной составляющей в себестоимости произведенной продукции; снижению темпов износа оборудования с соответствующим продлением сроков его эксплуатации и увеличением межремонтных периодов. Можно ожидать повышения надежности работы оборудования и снижения потока его отказов, а также уменьшения вероятности несанкционированной работы релейной защиты и нарушений функционирования всех видов автоматики. В конечном счете, все это может привести к сокращению времени простоев оборудования электростанций в планово-предупредительных (ППР) и восстановительных (ВР) ремонтах с соответствующим увеличением числа часов использования его установленной мощности и увеличением объема товарной продукции.

В пределах электростанции суммарный экономический эффект от повышения качества электроэнергии может выражаться в снижении себестоимости товарной электроэнергии, затрат на реновацию, ППР, ВР и топливо для повторных пусков несанкционированно отключенного генерирующего оборудования. Можно ожидать рост выручки от продажи дополнительной электроэнергии.

В электрических сетях технический эффект от повышения качества электроэнергии может выражаться:    в    снижении    потерь мощности в

электросетевом оборудовании и в уменьшении расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций. Кроме этого можно ожидать снижения вероятности перегрузки и перевозбуждения автотрансформаторов связи электрических сетей разных классов напряжения, которые могут возникать при значительных отклонениях параметров режима от нормативных значений.

Также можно ожидать снижение темпов износа изоляции автотрансформаторов с соответствующим продлением срока их службы и межремонтных периодов, а также снижение вероятности нарушения работы релейных защит и сбоев в действии локальной и системной автоматики из-за асимметрии, нестабильности и искажения формы напряжения и токов.

Экономический эффект в электрических сетях от повышения качества электроэнергии может выражаться в снижении затрат на оплату электроэнергии для собственных нужд подстанций, реновацию, ППР и ВР.

5.5 Нормализация параметров режимов работы ЭЭС

Нормализация параметров режимов работы ЭЭС обеспечивает стабилизацию напряжения на сетевом оборудовании и оборудовании подстанций, облегчение режимов работы турбогенераторов по реактивной мощности, разгрузку от реактивной мощности линий электропередач и сетевых трансформаторов и может иметь своими последствиями:

•    снижение темпов износа оборудования;

•    снижение потока отказов оборудования с соответствующим уменьшением числа технологических нарушений (ТН);

•    снижение активных потерь в линиях электропередач и сетевых трансформаторах.

Снижение темпов износа оборудования.

Нормализация текущих режимов ЭЭС по напряжению и реактивной мощности позволит снизить темпы расходования ресурса оборудования. В результате появится возможность исключить случаи сокращения межремонтных интервалов и продлить срок службы оборудования. Экономические последствия нормализации параметров текущего режима ЭЭС могут выражаться в частичном или полном исключении сверхнормативных затрат на реновацию и планово-профилактическими ремонтами.

Уменьшение числа технологических нарушений. Снижение ущерба от упущенной выгоды.

Под упущенной выгодой понимается уменьшение прибыли, вызванное снижением объема произведенной энергии на электростанциях, и недоотпуском электроэнергии потребителю из-за возникновения ограничений в электрических сетях. В последнем случае может идти речь о «запирании» мощности отдельных электростанций из-за снижения пропускной способности электрических связей. Недовыработка электроэнергии может определяться по снижению рабочей мощности электростанции по сравнению с договорной рабочей мощностью за время вынужденного простоя генерирующего оборудования.

Применительно к сетевой компании определение упущенной выгоды предлагается производить в тех случаях, когда в результате ТН существенно изменяются сальдо перетоков электроэнергии, а также произошли ограничения электроснабжения потребителей.

Уменьшение платежей по договорный обязательствам, связанным с компенсацией следующих видов ущербов.

>    Возмещение убытков потребителям вследствие прекращения или ограничения электроснабжения в соответствии с условиями коммерческих договоров между энергоснабжающими организациями и потребителями электроэнергии.

>    Возмещение упущенной выгоды в соответствии с условиями коммерческих договоров между генерирующими компаниями (либо отдельными электростанциями) и сетевыми компаниями.

>    Возмещение экологического ущерба в виде платежей и (или) затрат на проведение работ по устранению экологических последствий от ТН по претензиям местных или федеральных органов.

>    Возмещение социального ущерба в виде выплат, осуществляемых в соответствии с законодательством о социальной защите людей, по числу жертв и пострадавших от ТН.

Уменьшение ущерба от безвозвратных потерь средств производства. В общем случае этот вид ущерба складывается из следующих частей: остаточной стоимости безвозвратно потерянного оборудования и сооружений, стоимости потерь топлива, затрат на локализацию последствий ТН, пожаротушение, спасательные работы и проч.

Уменьшение затрат на ремонтно-восстановительные работы.

В затраты этого вида входит стоимость ремонтных и наладочных

работ.

Затраты на ремонтные работы включают в себя стоимость демонтажа поврежденного оборудования и сооружений, стоимость запасных частей и материалов для производства ремонтно-восстановительных работ, стоимость ремонтных, строительных и монтажных работ, транспортные и прочие расходы.

В стоимости наладочных работ должны быть учтены затраты на выполнение наладки, испытаний оборудования, доведения технологического процесса до номинального режима, а также затраты на топливо и материалы, израсходованные в ходе этих работ.

Снижение ущерба от ухудшения параметров послеаварийного режима. Ущерб от этого фактора возникает в тех случаях, когда ТН приводят к существенным изменениям условий производства и передачи электроэнергии в ЭЭС в связи с отключением системообразующих ЛЭП, энергоблоков, мощных трансформаторов или потребителей большой мощности. В общем случае это сопровождается снижением качества электроэнергии или

22

1    Назначение и область применения методики технико-    5

экономического обоснования применения устройств FACTS в ЕНЭС России

2    Нормативные ссылки    7

3    Термины и понятия    7

3.1    Общие характеристики устройств FACTS    7

3.2    Виды устройств FACTS    8

3.3 Классификация управляемых систем передачи переменного тока в 9

электрических сетях

4    Технические характеристики устройств FACTS и рекомендации по 11 их применению при проектировании и реконструкции объектов в ЕНЭС России.

5    Факторы технико-экономического эффекта в    18

электроэнергетических системах устройств FACTS

5.1    Повышение управляемости режимов работы ЭЭС    18

5.2    Повышения пропускной способности линий электропередач    18

5.3    Повышение статической и динамической устойчивости ЭЭС    19

5.4    Повышение качества электроэнергии    19

5.5    Нормализации параметров режима работы ЭЭС    21

5.6    Системный эффект от применения устройств FACTS для 23 электроэнергетической системы в целом

6    Методика расчёта технико-экономической эффективности    24

применения устройств FACTS в электроэнергетических системах

7    Заключительные положения    30

БИБЛИОГРАФИЯ    32

Приложения    33

Приложение 1 Технико-экономическая оценка эффективности 33 применения УШР

Приложение 2 Технико-экономическая оценка эффективности комплексного применения СТК и УУПК на межсистемных связях    35

надежности электроснабжения с рассмотренными выше последствиями. Ущерб при этом и складывается из дополнительных затрат на топливо, обусловленных нсоптимальным распределением нагрузки между электростанциями, вводом в работу замещающих генерирующих мощностей с повышенными удельными расходами топлива и (или) использующих более дорогое топливо и увеличением потерь мощности в электрических сетях из-за нсоптимального потокораспределения в них.

Снижение активных потерь в линиях электропередач и сетевых трансформаторах.

Разгрузка линий электропередач и сетевых трансформаторов от реактивной мощности приводит к снижению в них действующего тока и, соответственно, активных потерь. Экономический эффект рассчитывается из стоимости сэкономленной электроэнергии.

5.6 Системный эффект от применения устройств FACTS для электроэнергетической системы в целом

Экономический эффект от применения устройств FACTS носит системный характер и проявляется одновременно как у потребителя электроэнергии, так и в энергосистеме: на электростанциях и в электросетевом хозяйстве. Все три составные части его неразрывно связаны, поскольку являются результатом одних и тех же мероприятий. В конечном итоге этот эффект заключается: в снижении ущерба от упущенной коммерческой выгоды и уменьшении размеров штрафных платежей по договорным обязательствам у всех участников рынка электроэнергии; экономии затрат на реновацию, планово-предупредительные и восстановительные ремонты всех видов оборудования; сокращении ущербов от безвозвратных потерь средств производства.

Для сетевой компании часть эффекта, связанная с экономией затрат на реновацию и ремонт оборудования в настоящее время не поддается расчету из-за отсутствия соответствующих исходных данных. В наибольшей степени поддается расчету экономия сетевой компании от снижения штрафных платежей потребителю за недоотпуск электроэнергии по вине компании и электростанциям (или генерирующим компаниям) за «запирание» мощности электростанций, за ущерб от технологических нарушений в электросетевом хозяйстве, а также от снижения ущербов, связанных с безвозвратными потерями средств производства. По всем перечисленным факторам имеется сметная и бухгалтерская документация, отражающая соответствующие затраты прошлых лет, в результате ретроспективного анализа которой могут

Методика оценки технико-экономической эффективности применения устройств FACTS в ЕНЭС России

1 Назначение и область применения методики оценки технико-экономической эффективности применения устройств FACTS в ЕНЭС России

Для современного уровня развития Единой национальной электрической сети (ЕНЭС) России характерны: большой охват территории, наличие многоконтурных сетей нескольких классов напряжения (110, 220, 330, 500, 750 кВ), объединенных сложными трансформаторными связями.

В рыночных условиях возрастают требования к максимальному использованию пропускной способности электрических сетей с целью повышения надежности функционирования ЕНЭС России, что может обеспечиваться с помощью управляемых (гибких) систем электропередачи переменного тока (FACTS).

Методические подходы по обоснованию эффективности применения управляемых (гибких) систем электропередач переменного тока в условиях рыночных отношений учитывают особенности использования гибких систем электропередачи, к которым могут быть отнесены:

-    повышение пропускной способности электрических сетей ЕНЭС высшего напряжения;

-    перераспределение перетоков мощности в основной сети в зависимости от спроса и его покрытия по узлам;

-    повышение экономичности работы энергосистем за счёт снижения потерь электроэнергии в сетях;

-    ограничение токов к.з., основанное на применении технологии ACTS;

-    в определённых случаях устройства FACTS являются альтернативой сооружению дополнительных линий электропередач при выполнении заданных требований по надёжности, например требования по критерию п-1.

Методика оценки технико-экономической эффективности применения устройств FACTS в ЕНЭС России (далее - методика) предназначена для принятия и обоснования решений о применении устройств FACTS в

электрических сетях электроэнергетических систем (ЭЭС) и обоснования инвестиционных проектов.

Областью применения методики является проведение техникоэкономической оценки эффективности применения устройств FACTS для нормализации напряжения, повышения пропускной способности и целенаправленной коррекции потокораспределения в системообразующих и распределительных сетях ЭЭС, ограничение токов к.з. при проектировании новых, расширении, модернизации и реконструкции действующих подстанции и электрических сетей .

Поскольку устройства FACTS могут выполнять все функции существующих регулируемых средств компенсации реактивной мощности (СКРМ), решение об их применении формируется с учетом принципов, которые используются для выбора СКРМ традиционного исполнения. Поэтому положения этой методики могут рассматриваться как развитие «Руководящих указаний по выбору средств компенсации реактивной мощности и регулируемых трансформаторов в электрических сетях 110-1150 кВ». (РАО «ЕЭС России», 1997 г.)

Настоящей методикой следует руководствоваться:

-    при выполнении ТЭО на стадиях проектирования при реконструкции, расширении и новом строительстве подстанций и линий электропередач;

-    при разработке проектов схем развития ЕНЭС России;

-    при анализе эффективности режимов работы электрических сетей и энергосистем в условиях эксплуатации.

Настоящая методика рассчитана на работников проектных, научных и эксплуатирующих организаций.

2 Нормативные ссылки

ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения».

Настоящая методика разработана на основе "Методических рекомендаций по оценке эффективности и разработке инвестиционных проектов и бизнес-планов в электроэнергетике, утвержденные Приказом ОАО "РАО ЕЭС России" от 31.03.20()8г. № 155 с учетом заключения Главгосэкспертизы России от 26.05.1999г. № 24-16-1/20-113 ;

«Руководящих указаний по выбору средств компенсации реактивной мощности и регулируемых трансформаторов в электрических сетях 110-1150 кВ» (Энергосетьпроект, ВНИИЭ, ЦДУ «ЕЭС России»), утвержденных РАО «ЕЭС России» 4.04.1997 г.;

«Методических рекомендаций по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования» (Официальное издание. Н11КВЦ «Теринвсст». 2000 г);

«Методики расчёта экономического ущерба от нарушений в работе энергетического оборудования». (МТ-34-70-001-95. РАО «ЕЭС России». Москва. 1995 г).

Кроме того, при её составлении учитывались следующие документы:

-    «Методические указания по применению асинхронизированных турбогенераторов на реконструируемых, расширяемых и вновь строящихся тепловых электростанциях разных типов». (РАО «ЕЭС России». Москва, 1996 г);

-    Инструкция по расследованию и учёту технологических нарушений в работе энергосистем, электростанций, котельных, электрических и тепловых сетей. (Руководящий документ РД 153-34. 0-20.801-00. М.2001 г);

-    Руководящие указания по устойчивости энергосистем (Москва. 1994 РД 34.20.576-94).

3 Термины и понятия

3.1 Общая характеристика устройств FACTS

Термин управляемые (гибкие) системы электропередачи переменного тока -Flexible Alternative Current Transmission System (FACTS) введен в обращение Институтом электроэнергетики EPRI (США).

FACTS является одной из наиболее перспективных электросетевых технологий, суть которой состоит в том, что электрическая сеть из пассивного устройства транспорта электроэнергии превращается в устройство, активно участвующее в управлении режимами работы электрических сетей.

Благодаря этому удается «в темпе процесса» управлять значением пропускной способности линии электропередачи, перераспределять между параллельными линиями электропередачи потоки активной мощности,

6

оптимизируя их в установившихся режимах и перенаправлять их по сохранившимся после аварий линиям электропередачи, не опасаясь нарушения устойчивости, тем самым обеспечивая повышение надежности электроснабжения потребителей.

К устройствам FACTS первого поколения (FACTS -1) относят устройства, обеспечивающие    регулирование напряжения (реактивной

мощности) и обеспечивающие требуемую степень компенсации реактивной мощности в электрических сетях (статический компенсатор реактивной мощности (СТК), реактор с тиристорным управлением, стационарный последовательный конденсатор с тиристорным управлением, фазосдвигающнй трансформатор и др.).

К новейшим FACTS второго поколения (FACTS-2) относят устройства, обеспечивающие    регулирование режимных параметров на

базе полностью управляемых приборов силовой электроники (IGBT транзисторы, IGCT - тиристоры и др.). FACTS-2 обладают новым качеством регулирования - векторным, когда регулируется не только величина, но и фаза вектора напряжения электрической сети (синхронный статический компенсатор (СТАТКОМ) , синхронный статический продольный компенсатор реактивной мощности на базе преобразователя напряжения (ССПК), объединённый регулятор потоков мощности (ОРПМ) , ВПТН, , ФПУ , асинхронизированныЙ синхронный компенсатор в том числе с маховиком ( АСК), асинхронизированныЙ синхронный электромеханический преобразователь частоты (АС ЭМПЧ), фазовращающий трансформатор(ВФТ).

3.2 Виды устройств FACTS

Все устройства FACTS делятся на статические и электромашинные системы.

К статическим относятся:

•    управляемые шунтирующие реакторы (УШР). реализованные по принципу магнитного усилителя (УШРП) или трансформаторного типа (УШРТ или реактор-трансформатор) с тиристорным управлением;

•реакторы, коммутируемые вакуумными выключателями (ВРГ);

•статические тиристорные компенсаторы реактивной мощности (СТК), состоящие из одной или нескольких тиристорно-реакторной групп и набора фильто-компенсирующих цепей;

•    синхронные статические компенсаторы реактивной мощности типа СТАТКОМ на базе преобразователя напряжения с параллельным

подключением к сети;

•    синхронные статические продольные компенсаторы реактивной мощности на базе преобразователя напряжения (ССПК);

•объединенный регулятор перетока мощности на основе преобразователей напряжения параллельного и последовательного включения, объединённых по цепям постоянного тока (ОРПМ);

•управляемые тиристорами устройства продольной емкостной компенсации (УУПК);

•управляемые фазоповоротные устройства (ФПУ) на базе фазосдвигающих трансформаторов с тиристорным управлением или РПН;

•вставки постоянного тока на базе преобразователей напряжения (ВПТН);

•    токоограннчивающие устройства на основе технологии FACTS (для ограничения токов короткого замыкания).

Группу электромашинных систем образуют:

•асинхроннзированныс синхронные компенсаторы (АСК); •асинхронизированные электромашинныс преобразователи частоты (АС ЭМПЧ) на основе двух аеннхронизированных машин (ACM) на одном валу либо на основе асинхронизированной (ACM) и синхронной машин (СМ) на одном валу;

•фазовращающийся трансформатор-вращающаяся машина с питанием статора и ротора от сетей с различной частотой с дополнительным двигателем на валу (ВФТ).

3.3 Классификация управляемых систем передачи переменного тока в электрических сетях

Наименование Обозначение Статический тиристорный компенсатор СТК Синхронный статический компенсатор реактивной мощности на базе преобразователя напряжения СТАТКОМ Управляемый шунтирующий реактор с подмагничиванием УШР Реакторные группы, коммутируемые выключателями ВРГ Асинхронизированный синхронный компенсатор в том числе с маховиком АСК Неуправляемое устройство продольной компенсации УПК Управляемое устройство продольно УУПК

Наименование	Обозначение
компенсации
Фазовращающийся трансформатор-вращающаяся машина с питанием статора и ротора от сетей с различной частотой с дополнительным двигателем на валу	ВФТ
Синхронный статический продольный компенсатор реактивной мощности на базе преобразователя напряжения	сспк
Объединенный (параллельно-последовательный) регулятор потоков мощности	ОРПМ
Фазосдвигающий трансформатор, управляемый тиристорами	ФПУ
Асинхронизированный синхронный электромеханический преобразователь частоты	АС ЭМПЧ
Вставка постоянного тока на полностью управляемых приборах силовой электроники	вптн
Токоограничивающие устройства (Ограничители токов короткого замыкания )	ГОУ

4 Технические характеристики устройств FACTS и рекомендации по их применению при проектировании и

реконструкции объектов в ЕНЭС России

St п.п.	Мат ванне	Характеристика устройства	— Область применения
1	2	3	4
1	Реакторные группы, коммутируемые выключателям^ ВРГ)	Ступенчато-регулируемые реакторы, подключаемые к третичной обмотке автотрансформаторов (трансформаторов) посредством вакуумных элегаэоаых выключателей с числом коммутаций 5000 -10000. временем включения/отключеиия выключателя At = 0.02 - 0.12с, задержки в системе иэмеремия и регулирования 0,01- 0.02с	Применяются для компенсации эарялной мощности линий электропередачи и в углах натру тки для поддержания напряжения в допускаемых пределах в установившихся режимах. ВРГ прелкагиачены для плавного регулирования напряжения (реактивной мощности) при мощностях, протекающих по линиям электропередачи, нс превышающих натуральную. Предпочтительная область применения-распределительные сети.
2	Управляемый шунтирующий реактор с подмажичиванмем постоянным током (У1ЛР)	Состав устройства и принцип действия: выполняется на основе трансформа юра с масляным охлаждением, в составе УШР ив общем сердечнике сетевая обмотка реактора, компенсирующая обмотка, обмопса управления, и мне бака с УШР тиристорное выпрямительное устройство и фильтр. Быстродействие УШР определяется степенью форсировки и расфорсировки подмапшчивания постоянным током и мощности выпрямительного устройства.	УШР прелнаэначены для плавного регулирования напряжения (реактивной мощности) при мощностях. протекающих по линиям электропередачи, не превышающих натуральную. УШР могут устанавливаться как на линиях электропередачи (линейные УШР). гак и на шинах подстанции. Предпочтительная область применения- распределительные сети.
		Состав устройства и принцип действия: индуктивный реактор с волдушмым охлаждением и тиристорный вентиль с масляным или водяным охлаждением,	Для повышения устойчивости и пределов передаваемой по линиям электропередачи мощности. Обеспечивают регу лирование напряжения (реактивной мощности! при мощностях