Способ автоматической частотной разгрузки энергосистем

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТНОЙ РАЗГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМ путем измерения частоты, сравнения ее с Зсщанной уставкой и при достижении уставки отключения потребителей в узлах нагрузки с вьвдержками времени , отличающийс я тем, что, с целью уменьшения суммарного объема разгрузки при действии на отключение потребителей одной категории , дополнительно измеряют активную мощность в узлах нагрузки, скорость изменения частоты и активной мощности, по измеренным параметрам определяют в узлах нагрузки значения регулирующего эффекта нагрузки по частоте и выдержку времени на отключение потребителей в каждом узле формируют пропорциональной значению регулирующего эффекта. 1У1 00 о ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11ñ

М59.Н 02 У 3 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3565 24 3/24-07 (22) 18.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. М 20 (72) E.B.Kàëåíòèoíîê (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.316.925 (088.8) (56) 1, Asторское свидетельство СССР

М 498690, кл. Н 02 J 3/24, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 508855, кл, Н 02 1 3/24, 1973 °

3. Авторское свидетельство СССР

М 420047, кл. Н 02 1 3/24, 1972.

2. Рабинович P.Ñ. Автоматическая частотная разгрузка энергосистем.

М., Энергия, 1980, с. 93-163 (54) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТНОА РАЗГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМ путем измерения частоты, сравнения ее с заданной уставкой и при достижении уставки отключения потребителей в узлах нагрузки с выдержками времени, отличающийся тем, что, с целью уменьшения суммарного объема разгрузки при действии на отключение потребителей одной категории, дополнительно измеряют активную мощность в узлах нагрузки, скорость изменения частоты и активной мощности, по измеренным параметрам определяют в узлах нагрузки значения регулирующего эффекта нагрузки по частоте и выдержку времени на отклю- g

C чение потребителей в каждом узле формируют пропорциональной значению регулирующего эффекта.

1095305

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам ликвидации тяжелых анарийных ситуаций с дефицитом актинной мощности и глубоким снижением частоты в энергосистеме.

Известны способы автоматической частотной разгрузки энергосистем путем измерения частоты или частоты и ее производной, сравнения замеряеьых величин с заданными уставками 10 и отключения потребителей при достижении уставок срабатывания (1) и (2).

Недостатком указанных способов является неучет степени ответственности15 потребителей и размера ущерба. при их отключении.

Известен также способ автоматической частотной разгрузки энергосистемы путем отключения потребителей при снижении частоты на время, меньшее времени возникновения необратимых технологических процессов, но достаточное для восстановления частоты в энергосистеме (3).

Недостатком этого способа является его низкая эффективность в аварийных режимах, н которых требуется длительное отключение значительной мощности потребителей.

Наиболее близким по технической З0 сущности к предлагаемому является способ автоматической частотной разгрузки энергосистем путем измерения частоты, сравнения ее с заданными уставками и при достижении уставки 35 отключения потребителей в узлах нагрузки с фиксированными выдержками времени. В этом способе требование снижения ущерба вследствие отключения потребителей обеспечивается 40 за счет подключения к очередям с боле е высок ими ус та н к ами по час то те менее ответственных потребителей.

Выдержка времени принимается для всех очередей равной и независящей от характера потребителей (4) .

Недостатком указанного способа является невозможность минимизации ущерба при наличии потребителей одной категории. Не учитывается то, что потребители примерно равной степени отнетственности (категории) могут иметь существенно различную крутизну зависимости активной мощности от частоты (регулирующего эффекта по частоте). В этом случае последовательность отключения потре. бителей при снижении частоты не безразлична. Для обеспечения поддержания одного и того же уровня 60 частоты потребовалось бы отключить меньшую суммарную мощность потребителей, если отключить сначала потребителей с меньшим значением регулирующего эффекта по частоте. 65

Цель изоьретения — уменьшение суммарного объема разгрузки при действии на отключение потребителей одной и той же категории.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматической частотной разгрузки энергосистем путем измерения частоты, сравнения ее с заданной уставкой и при достижении уставки отключения потребителей н узлах нагрузки с ныдержками времени дополнительно измеряют активную мощность в узлах нагрузки, скорость изменения частоты и активной мощности, по измеренным параметрам определяют в узлах нагрузки значения регулирующего эффекта нагрузки по частоте и выдержку времени на отключение потребителей в каждом узле формируют пропорциональной значению регулирующего эффекта.

При снижении частоты в энергосистеме уменьшается и мощность потребителей. При этом глубина снижения активной мощности для неидентичных потребителей различная. Величина, харак.теризующая изменение нагрузки при изменении частоты, называется регулирующим эффектом нагрузки по частоте. Значения регулирующих эффектов нагрузки по.частоте отдельных узлов энергосистемы значительно отличаются и находятся в диапазоне 0,5.-4. Поэтому потребляемая мощность нагрузки при снижении частоты может существенно отличаться от мощности при номинальных значениях частоты.

Использование предлагаемого способа разгрузки позволяет производить отключение потребителей, начиная от узла с самым малым регулирую-. щим эффектом активной мощности по частоте и дальше в порядке его возрастания, Тем самым необходимый объем отключаемой мощности нагрузки для предотвращения снижения частоты ниже послеаварийного уровня в энергосистеме обеспечивается меньшим количеством отключаемых потребителей °

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — функциональная характеристика реле времени, с зависимой выдержкой времени, Устройство состоит из датчика 1 частоты в энергосистеме, датчика 2 активной мощности потребителей узла нагрузки, дифференциаторов 3 и 4, блоков 5 и б умножения, блока 7 деления, блоков 8 и 9 сравнения, блока 10 памяти и реле 11 времени с зависимой выдержкой времени от сигнала на входе.

Блоки 1, 3 и 5, а также 2, 4 и 6 и 7, 10 и 11 соединены последова1095 305 тельно. Входы блока 7 соединены с выходами блоков 5 и б.. Выход блока

1 подключен также к входам блоков 6, 8 и 9. Выход блока 2 подключен к вхо ду блока 5. Выход блока 8 соединен с входом блока 11, а выход блока 9 — с входом блока 10. устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

С помощью датчика 1 измеряется частота энергосистемы и преобразуется в сигналы, которые подаются на входы блоков 8 и 9 сравнения, дифференциатора 3 и блока умножения б.

Датчиком 2 измеряется активная мощность потребителей узла нагрузки, подключенных к устройству разгрузки, и преобразуется в сигналы, которые подаются на входы дифференциатора 4 и блока 5 умножения.

Выходной сигнал дифференциатора 3, пропорциональный производной частоты, в блоке 5 умножается на сигнал от датчика 2, пропорциональный активной мощности потребителей.

Выходной сигнал дифференциатора 4, пропорциональный производной активной мощности потребителей, в блоке б умножается на сигнал от датчика 1, пропорциональный частоте энергосистемы. Сигнал с выхода блока 5 делится в блоке 7 на сигнал с выхода блока 6. На выходе блока.7 деления получается величина, пропорциональная текущему регулирующему эффекту активной мощности потребителей по частота k„ В блоке 7 величина k> запоминается и подается на вход реле 11 времени. Если частота в энергосистеме меньше соответствующей уставки f<, то на выходе блока 8 сравнения появляется сигнал,запускающий реле 11 времени, срабатывающего с выдержкой времени согласно функциональной характеристике (фиг.2) . Таким образом, при снижении частоты ниже допустимого послеаварийного уровня в узлах нагрузки, где установлены устройст,ва разгрузки, происходит пуск их реле времени. При этом величина выдержки времени пропорциональна регулирующему эффекту активной мощности потребителей по частоте, подключенных к устройству разгрузки.

Поэтому в первую очередь срабатывают те устройства разгрузки, где потребители имеют малый регулирующий эф" фект, причем в последовательности,. начиная от узла с наименьшим его значением. Это позволяет по местным параметрам узла нагрузки без средств телемеханики и связи обеспечить необходимую последовательность в работе автоматики разгрузки. Если частота в энергосистеме восстановилась выше допустимого уровня, то блок 8 при выполнении ограничений ъ — hP. рно hpí, < рн;* 1=1 ! где h P, — величина отключаемой активной мощности i-го потребителя, соответ-30 ствующая номинальному уровню частоты в энергосистеме (з=1,2, ° .,n);

Ь Р; — величина отключаемой активной мощности 1-ro потребителя, соответствующая установившемуся послеаварийному уровню частоты в энергосистеме;

hPн,.„ - предельно допустимая ве40 личина отключаемой ак тивной мощности в i-м узле нагрузки;

hР„ — необходимый объем отключаемой активной мощности потребителей для

45 обеспечения допустимого послеаварийного уровня частоты в энергосистеме.

Таким образом, задача обеспечения необходимого объема ограничений

50 потребления активной мощности в энергосистеме в минимальном количестве отключаемых потребителей сводится к выработке оптимальной последовательности работы устройств

55 разгРузочной автоматики.

В общем виде величина отключаемой активной мощности i-ro потребителя при частоте fö в аварийном режиме рр, hp 1„ ном

Š— е

60 н н; 3) ном где 1н, - коэффициент, учитывающий регулирующий эффект активной мощности по частоте в

i-м узле нагрузки.

35 сравнения снимает управляющий сигнал с реле 11 времени, и устройство возвращается в исходное положение, Определение регулирующего эффекта активной мощности по частоте в

5 динамических режимах со значительным снижением частоты может приводить к существенным погрешностям. Поэтому при отклонении частоты ниже уровня нормального режима f блок 9 сравнения подает команду блоку 10 на запоминание величины регулирующего, эффекта в послеаварийном режиме, по которой реле 11 времени в аварийном режиме и определяет требуемую выдержку времени на срабатывание.

Критерий оптимальности частотной разгрузки энергосистемы при действии на отключение потребителей одной категории с равными удельными ушербами можно записать

20 и F = дР„.— (1l

1=1

1095305

Составитель A Окин

Редактор A.Гулько Техред О. Неце Корректор И.Шулла

Заказ 3685/37 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Следовательно, чем меньше величина k»,.тем меньше и снижение активной мощности потребителей в узле нагрузки. Поэтому минимум отключаеьых потребителей при выполнении условия (2) всегда в том случае, если нагрузка отключается последовательно от узла с садним малым регулирующим

l эффектом активной мощности нагрузки по частоте.

Таким образом, предлагаемый способ, благодаря оптимальной последовательности отключения потребителей с учетом их частотных характерист лк, обеспечивает минимум суммарного объема; отключаемой нагрузки одной категории.