Способ регулирования режимов электрических систем энергообъединения
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК у у Н 02 J 3/24
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;
К ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГосудАРственный комитет сссР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3391339/24-07 (22) 15.03.82 (46) 30.06.83. Бюл. Р 24 (72) Ф.Г,Гусейнов, Н.P.Рахманов и А.Я.Ябдуллаев (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики им. И.Г.Есьмана (53) 621. 311.016.35(088,8) (56) 1. Портной М.Г., Рабинович Р.С.
Управление энергосистемами для обеспечения устойчивости. M., "Энергия"., 1978, с.233-257.
2. Авторское свидетельство СССР
N 265268, кл. H 02 J 3/24, 1970. (54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИЯ путем измерения векторов напряжения в узлах энергосистем, получения информации о положении основных выключателей, расчета векторов ЭДС экви" валентных генераторов и воздействия на изменение мощности турбин электростанций, отличающийся тем, что, с целью обеспечения максимальной пропускной способности межсистемной
ÄÄSUÄÄ 1026233 А электропередачи и наибольших запасов статической устойчивости энергообъединения, измерение векторов напряжений выполняют so всех основных генерирующих узлах-энергообъединения,. дополни. тельно измеряют величину генерируемой активной мощности в тех же узлах, по измеренным величинам и информации о положении основных выключателей.вычисляют величины уставок APB по напряжению в текущем режиме и величины генерируемой активной мощности и уставок АРВ по напряжению в предельном режиме, соответствующем наибольшему из пределов передаваемой мощности по межсистемной электропередаче, дополЯ нительно воздействуют на изменение уставок APB no напряжению путем подачи сигналов, пропорциональных разности их величин в текущем и предельном режимах, а воздействие на изменение .мощности турбин электростанций осуществляют путем подачи сигналов на изменение положения задатчиков мощности турбин, пропорциональных разности величин генерируемой активной Ю мощности в текущем и предельном режи- 4Ь мах. Ю
1026233
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для регулирования стационарных режимов объединенной энергосистемы. Изобретение предназначено для повышения статической устойчивости послеаварийных режимов энергосистемы путем максимизации перетока активной мощности в ее дефицитные части по оставшимся в работе межсистемным связям.
Известен способ регулирования стационарных и переходных режимов объединенных энергетических систем на основе информации о векторах напряжений и по-15 ложения основных выключателей с целью сохранения устойчивости системы 1 .
Недостатком известного способа является невозможность регулирования режима системы с сохранением достаточных запасов устойчивости. Указанный недостаток обусловлен тем, что в процессе регулирования режима системы измеряются вектора напряжений в узловых тсчках только данной энергосисте- р5 мы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ регулирования стационарных и переходных режимов объединенных электрических систем на основе использования воздействий на режим системы, определяемых по условиям допустимых запасов устойчивости (2)
В соответствии с этим способом (с целью обеспечения устойчивости энергосистемы) получают информацию оположении основных выключателей,дополнитель- 4О
I но измеряют векторы напряжений втех узловых точках соседних систем, из которых идут линии электропередачи в данную систему, каждый из этих векторов складывают с векторами падений
45 напряжений в моделях внутренних сопро" тивлений эквивалентируемых частей соседних систем и образуют ЭДС эквивалентных генераторов, уменьшают их с необходимым запасом и, если модель энергосистемы неустойчива, воздейст50 вуют на изменение мощности турбин электростанций.
Хотя при регулировании режима по информации о векторах напряжений в одной из систем и векторах напряжений в узловых точках соседних систем, из которых идут линии электропереда" чи в данную систему, и обеспечивают допустимые запасы устойчивости, но не максимально возможные. Основная причина этого недостатка заключается в том, что для определения необходимых воздействий по условиям допустимых запасов устойчивости используется понижение ЗДС, что приводит к понижению напряжений на нагрузках и разгружает линию электропередачи, уменьшая при этом запас статической устойчивости, Если при понижении ЭДС режим энергосистемы неустойчив, приходится определять большое количество вариантов воздействия на изменение нагрузок генерирующих узлов с проверкой каждого варианта на устойчивость (то же касается и осуществления воздействий по условиям перегрузки оборудования и экономичности режима). При этом такое неоднозначное, нецеленаправленное воздействие требует трудоемкого осуществления, а потому медленной реализации регулирования.
Другим недостатком, указанного способа является введение ограничений на количество генерирующих узлов, учитываемых в исходных схемах энергосистем, примыкающих к межсистемной связи. Последнее вызвано в большой степени ограниченными возможностями осуществления регулирования режима генерирующих узлов (сокращение числа вариантов перебора воздействия на изменение нагрузок генерирующих узлов) для утяжеления режима рассматриваемой связи °
Цель изобретения - повышение запасов статической устой.чивости энергосистемы и обеспечение максимальной пропускной способности электропередач, Поставленная цель достигается согласно способу регулирования режимов электрических систем энергообъединения путем измерения векторов напряжения в узлах энергосистем, получения информации о положении основных выключателей, расчета векторов ЭДС эквивалентных генераторов и воздействия на изменение мощности турбин электростанций, измерение векторов напряжений выполняют во всех основных генерирующих узлах энергообъединения, дополнительно измеряют величину генерируемой активной мощности в тех же узлах, по измеренным величинам и информации о положении основных выклю1026233 4 каждого элемента (сопротивлениях генераторов, ЛЭП, трансформаторов и др.) содержится в блоке модели 4 энергосистемы, представляющей собой расчетную эквивалентную модель полной исходной схемы энергообъединения.
В блоке 5 расчета текущего установившегося режима на основе режимной информации, поступающей с датчиков
1-3, и структурной информации с модели 4 известными способами определяются собственные и взаимные сопротивления, модули и фазы ЭДС генерирующих узлов для текущего состояния схемы энергосистемы.
В блоке 6 определяется наибольший из возможных пределов передаваемой мощности по межсистемным электропередачам с учетом ограничений и постоянства ЭДС.
Переток активной мощности по межсистемной связи, связывающей узлы
К и 1 может быть определен по следующим выражениям: р
P„Е КК(11 811К) АКЕ U„„„+q„„К)(„ -Е+
aйа S n (arCtg (P /С11Р )- Ó Ñ (Я Я К/ i к) с(. Кр, гДе (1) и
11, Р ., 1 1, " (4- Й)
11К 1 11 К 1) К "" 1 и . = 1 + + 1 1 "" (1- - 4 Р)
Ч
1 11 1 К- РК 1,г
11к i "1к ® 1к> C 1к = -„ 1.кс0М„ р, Ч и<Е Р1,1А .А ЧЛКЕ кк а. ъ -нкЕ "ке - ЕФ j
i >ix Kp "(лКЕ где P, Q
Е.
У1 чателей вычисляют величины уставок
APB по напряжению в текущем режиме и величины генерируемой активной мощности и уставок APB по напряжению в предельном режиме, соответствующем наибольшему из пределов передаваемой мощности по межсистемной электропередаче, дополнительно воздействуют на изменение уставок APB по напряжению путем подачи сигналов, пропорциональ- 10 ных разности их величин в текущем и предельном режимах, а воздействие на изменение мощности турбин электростанций осуществляют путем подачи сигналов на изменение положения задатчиков мощности турбин, пропорциональных разности величин генерируемой активной мощности в текущем и предельном режимах.
На чертеже представлена структур- 20 ная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.
Устройство содержит датчики 1 напряжений в основных генерирующих узлах, датчики 2 активной мощности .25 электрических станций, устройства 3 тетелесигнализации положений основных выключателей, модель 4 энергосистемы, блок 5 расчета текущего установившегося режима энергосистемы, блок 6 расче-30 та предельного режима (максимизация перетока активной мощности по межсистемной связи) при закрепленных модулях ЭДС (с учетом ограничений), блок
7 уточнения предельного режима с уче- З том АРВ, блок 8 расчета уставок APB по напряжению в текущем режиме, блок
9 формирования уставок APB по напряжению в предельном (экстремальном) режиме, блок 10 запоминания текущих 40 значений мощностей основных электростанций, блок 11 выборки значений мощностей электростанций в предельном режиме, блок 12 формирования управляющих сигналов на изменение уставок 45
АРВ, блок 13 формирования управляющих сигналов на изменение задания турбинам по мощности.
Устройство работает следующим об- ., разом.
Режимная информация, включающая .телеинформацию о векторах ЭДС и активных мощностях генерирующих узлов, а также о состоянии сети (положении основных выключателей), снимается с помощью датчиков (блоки 1-3), Информация о структуре управляемой энергосистемы, значениях параметров ее
- активные и реактивные мощности источников;
- ЭДС источников, принимаются неизменными
I E1i = COllSt;
- углы ЭДС (роторов) источ" ников;
- проводимости генерирующих ветвей;
102623
S с - - дополнительный угол у
1 1 проводимость межсистеми ЛЭП; с(лк - дополнительный угол y, у прОвОдимОсти ЛЭП вхОдя 5 щих во все энергосистемы энергообъединения; с ;Кф„ к - дополнительные углы соответственно ул " ул к собственные и взаимные 10
11> 1 проводимости генераторных узлов схемы системы;
d„ . - - дополнительные углы этих
11> Ц проводимостей; собственные и взаимные
11K i 1 К qK. проводимости. схемы системы с наличием в объединенных энергосистемах узлов с генераторами и без таковых; 2О ф,4. - дополнительные углы соот11 13К-(1К ветственно проводимостей у °
-1 1к У1 к * У>к
",) =1,>1>1 ô) — номер генераторных узлов схемы системы; 25 к,8=1,vn;K4f- номер узла системы без генератора.
В блоке 6 значение Pl<< по выражению (l) оптимизируется с помощью непрерывного аналога дискретного алгоритмам градиентного метода, который позволяет целенаправленным изменением углов ЭДС генерирующих узлов достичь максимального значения перетока по межсистемной связи энергообъединения.
Процедура оптимизации сводится к численному решению системы дифференциальных уравнений, составленных по выражению (1) и имеющих вид сЫ -11 Значение максимума активной мощности межсистемной связи, определенное в пределах ограничений по активным мощностям генерирующих узлов и напряжениям нагрузочных узлов элект3 б рических систем энергообъединения, обеспечивает сохранение статической устойчивости. Назначение блока 7 состоит в уточнении полученных в блоке 6 предельных мощностей с дополнительным учетом характеристик APB генераторов, которые в виде статических характеристик систем автоматического регулирования возбуждения содержатся в блоке 4. По данным этих характеристик и значениям напряжений генерирующих узлов в предельном режиме, уточняются значения ЭДС генераторов. Затем на основе новых значений ЭДС Е и найденных ранее в блоке 6 уг1 лов /"l осуществляется уточнение предельных мощностей передач Р и мощностей генерирующих узлов P. в соот1 ветствии с (1) и (2) . Для определения значений предельных мощностей, отвечающих принятому нормируемому запасу устойчивости, еще раз реализуется решение уравнения (4) в обратном направлении (pt принимается отрицательным), начиная от найденной максимальной мощности передачи max РК (Д„) и до . ее значения Рк Р— — max Р, (ф„)/К, где К - коэффициент запаса статичес" Ъ кой устойчивости. По достижении межсистемной связью мощности P Р фиксиК руется напряжение U P углы ОУР и активные мощности P.Ò генерирующих 1 узлов. 8 блоке 9 по напряжениям U."P фор1 мируются уставки АРВ, а в блоке 11 организуется выборка значений P "г для 1 соответствующих генерирующих узлов. На основе предельных и текущих значений уставок АРВ, поступающих с блоков 8 и 9, и предельных Р1ПР и текущих значений Р; мощностей генерирующих узлов, поступающих с блоков 10 и 11, s блоках l2 и 13 формируются управляющие сигналы соответственно на изменение уставок АРВ 5 U yо и эадатчиков мощности турбин hP При этом величины управляющих сигналов пропорциональны соответственно разности значений активных мощностей электростанций и уставок APB по напряжению в предельном и текущем режиме, Регулирование режима в соотвествии с предлагаемым способом обеспечивает максимальные запасы устойчивости энергообъединения и наибольшую 7 1026233 8 пропускную способность межсистемной нозначность воздействий на регулироэлектропередачи, что особенно важно вание режима обеспечивает возможность при наличии дефицитов мощности в от- применения этого способа для целей 1 дельных частях энергообъединения, а оперативного и автоматического управтакже в после аварийных режимах. Од- 5. ления режимами энергосистем. TC ВНИИПИ Заказ 4570/45 Тираж 617 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
