Централизованное устройство для управления напряжением и реактивной мощностью энергосистемы

 

ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ И РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТЬЮ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ, содержащее блок расчета оптимального напряжения в опорном узле, к выходу которого последовательно с блоком сравнения подключены пороговый элемент и выходной блок, второй вход первого блока сравнения соединен с датчиком напряжения, на вход блока вычисления реактивной мощности подключены датчики потребления реактивной мощности , датчики реактивной мощности генерирующих источников, блоки сигнализации о вводе ограничений, элемент НЕ, вход которого через первьй расширитель импульсов подключен к выходному блоку, блок распределения, выходы которого через последовательно соединенные блоки сравнения, пороговые элементы, первый и второй элементы И связаны с выходными блоками устройства, второй расширитель импульсов, выход которого соединен с вторым элементом НЕ, выход которого соединен с вторыми входамипервого и второго элементов И, на вторые входы второго и третьего блоков сравнения подключены выходы датчика реактивной мощности генерирующего источника и блока сигнализации о вводе ограничения, третий элемент И соединен с входом блока распределения , элемент ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью ускорения процесса управления и упрощения, оно снабжено блоком фиксации отклонения напряжения, блоком фиксации измене (Л ния суммарной реактивной мощности подсистемы и блоком вычисления требуемого изменения реактивной мощности , причем блоки фиксации отклонения напряжения и изменения суммарной реактивной мощности подключены к входу блока вычисления требуемого изменения реактивной мощности, к третьему входу которого подключен выход первого блосо со ка сравнения, выход указанного блока вычисления соединен с третьим элеN3 СЛ ментом И, к второму входу которого подключен первый расширитель импульсов , выход первого элемента НЕ соединен с блоком вычисления реактивной мощности, выходы выходных блоков устройства через элемент ИЛИ соединены с вторым расширителем импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(50 Н 02 J 3/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3581215/24-07 (22) 21. 04. 83 (46) 15. 07.84. Бюл. 26 (72) Я.Д. Баркан и A.M. Ланин (53) 621. 316. 721: 621. 313. 322(088. 8) (56) 1. НОЗ, Ришери, Бланшон, Мори

"Автоматическое регулирование напряжения системы электропередачи Государственного энергетического управления Франции".-P.Ñ.Е., т. 81, Ф 5, май 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке - 3407456/24-07, кл. Н 02 3/46, 1983. (54)(57) ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ И РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТЬЮ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ, содержащее блок расчета оптимального напряжения в опорном узле, к выходу которого последовательно с блоком сравнения подключены пороговый элемент и выходной блок, второй вход первого блока сравнения соединен с датчиком напряжения, на вход блока вычисления реактивной мощности подключены датчики потребления реактивной мощности, датчики реактивной мощности генерирующих источников, блоки сигнализации о вводе ограничений, элемент HE вход которого через первый расширитель импульсов подключен к выходному блоку, блок распределения, выходы которого через последовательно соединенные блоки сравнения, пороговые элементы, первый и второй элементы И связаны с выходными блоками устройства, второй расширитель импульсов, выход которого соединен с вторым элементом НЕ, выход которого соединен с вторыми входами. первого и второго элементов И, на вторые входы второго и третьего блоков сравнения подключены выходы датчика реактивной мощности генерирующего источника и блока сигнализации о вводе ограничения, третий элемент И соединен с входом блока распределения, элемент ИЛИ, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью ускорения процесса управления и упрощения, оно снабжено блоком фиксации отклонения

5 напряжения, блоком фиксации изменения суммарной реактивной мощности подсистемы и блоком вычисления требуемого изменения реактивной мощнос- С ти, причем блоки фиксации отклонения напряжения и изменения суммарной реактивной мощности подключены к входу ф

1 блока вычисления требуемого изменения реактивной мощности, к третьему входу которого подключен выход первого блока сравнения, выход указанного блока вычисления соединен с третьим элементом И, к второму входу которого подключен первый расширитель импуль- СЛ сов, выход первого элемента НЕ соединен с блоком вычисления реактивной мощности, выходы выходных блоков устройства через элемент ИЛИ соединены с вторым расширителем импульсов.

Изобрете«яе относится к у«:l,>01(-ствам для управления напряженнем и реактивной мощностью энергосистемы, Известно централизованное у"-,ройство для управления режимом ня.пряжения и реактивной мощностью, содержащее блок сравнения фактического напряжения опорного узла г зада:(ным.„ пороговые элементы и вы:.Одной блок., блок распределения, датчики peàк-,.и:3ной мощности генерирующих источников 11).

Одним из недостатков подобнсгс регулирования является то, чтс напряжение опорного узла задается в виде временного программного,алания, а долевое участие генерирующих источников заранее задано, т.е. за;та,а решается без оптимизации в те:.ение реального времени.

), \

3тс не I(03BoJIRpт использовать экономические преимущества централизованного управления.

Другим н«достатком этой системы является то, что блок распределения выдает электростанциям задания по мощности, а на электростанциях в качестве вторичного регулятора используются регуляторы реактивной мощнссти В случаях ВыхОда из стрОя li«IH("o— нее надежной централизованной acT(! системь: управления, телеканапа и:и разделения энергосистемы регулято1. реактивной мощности должен бь:ть в аварийном порядке выведен яз работы, а регулирование напряжения продолжа" ся лишь с помощью АРВ, точность работы которых в части поддpржаня;-; напряженяя недостаточна., Наиболее близким Е« предлагаемому является централизованное устройс-гв; для управления напряжением и реак:яв-ной мощностью энергосистемы., сод":ржащее блок расчета оптямап(ьногO н»пряжения в опорном узле, к выходу которого последовательно . блоком сравнения подключены пороговый эл;. .-мент и Выходной блок, второй вхо,::; первого блока сравнения соединен датчиком напряжения, на вход блока

;« вычисления реактивной мошностя «одключены датчики потребления реакТИ13Н Ой МОЩНОС TH, ДатЧИКИ PC i KTI(R H 1(! мощности генерир MU(Hx HcTOИ«иков, б,поки .сигнализации о вводе о; ра1.1(:. ний, э;(еме«т 111., вход которо.о pooз . первьп» рас((п(ритель имну1(ь 1(от(к "к— чен к выходному блоку, блок ",аc. (И=-деления, выходы катoрого через :г:

2 (сватo.i»i!0 соед«н HH!!P б.(окя сравненорог(;.Вые ..!J,oìåi(òb(, ï« .pâ»(é 11 3".Олой эл =i е!(T(! И «В((эа(lы с 13ыхОДlih( б: ока 1(:: тройcTва, НТороА расц(иэитж.ь ям«ульc,:», Выход которого сое, (и(;е«co . -TOp(!(ì элеме«том НЕ, 13((so(I которог0 соедя (« со вторыми входами

i= р: ог0 и второг0 элеиентов И, на втс>р(.(е вхст(ы ВтiipoГО и третьегО GJIQ ков сpaEÇH=..-(яя подключены выходы дат гя<а рсактивной мощности генериру(ощего

He!0!!:»Ика:-1 блока сигнализация о вводе ограни««(ния,, третий элемент И соедя((е((со Вхо.-ом блока распределения, элем«.нт И.Г1И 1,2 1.

В извес.. «ом устройстве в целях стг."и»!çация режима в темпе реального

Eрем« iiH применены модели рас-:ета оп("нма.(ьного напряже«ия опорного узла наявыгод((ейшег0 долевог0 участия .=.Снсрирующих источников в егo регу— лировании. Учитывая, что заданные

"(еактивные мощностH электростанции м;.г,-у-. быть глтределены лишь при норма!IE. Ho(I напряжении в опорном узле, ."тклоненяе этого напряжения устраня(.Тся увеличением зада«ия по реактив,:ой мощности, достигаемым воздейст:-я=-м на Hнтегратор, включенн((й на выход блока Вычт-.сления реактивной мощI:O (:1 > .оЬ(Х нДНЬ(Е Дсн ЫЕ (O; OP 0 I ЯВ .: iHÎTCH НачаЛЬНЬМИ ЭНаЧЕНИЯМИ, ПОСТУ(::аю(щу(мя 1: а интегратор, î.òî.ðûé за. "Скаетс» пс признаку возникновения о H.(OHO:(H. . «ап;-.яжгния в опорном узле

,«1«(а(тяя (-,. т,.е«((-;"тiiзнои;«0(HÎc TH (IpH это(: изменяютс.=. пропорционально пер3сначальной у(тавке по реактивной мо(ц(ости и регулирование производится с долевым, -! Còèåì, определенным с предшествую((В-(й цикл управления.

ВО язбеканяе -(еустойчивости процесса управления с <орость изменения устав,цолжна бит(> согласована со скорсстью у:-;;.1ав..-е((яя.

Недсс -«ET.«o:(подобнсгÎ изменения

; с та В ки э(.д .Н! 111 по ()ей к 1 ив 1(ой мощнОс являет:. . До ((тлнят ель«се с«ижение тя С .РОДЕ(= ..-ВИЯ: Ы тО ж ВРЕМЯ ПРОГрам:;кое зыполне«яе блока интегратора является настх(ьк0 сло((<нь(м, что ус.(ож(.яет,-..тр;кт Jp i! управления =-. делом:

1:,г ль(о H 30 с . : ВHHR ЯВля етс я ус ко

=pни" 1р -; -,ес а упсав- ения H ynpoцение, 1 :oc Ta(3J1HH;:.;=-(ь дост(тгается

:е(1,. -(TG центра lизсваHHGE устpoHcTBG для управления «апряженяем и реактивмощиостью =,«ер — ocястемы, содер1103325 жащее блок расчета оптимального напряжения в опорном узле„ к выходу которого последовательно с блоком сравнения подключены пороговый элеI мент и выходной блок, второй вход первого блока сравнения соединен с датчиком напряжения, на вход блока вычисления реактивной мощности подключены датчики потребления реактивной мощности, датчики реактивной мощности генерирующих источников, блоки сигнализации о вводе ограничений, элемент НЕ,-вход которого через первый расширитель импульсов подключен к выходному блоку, блок распределения, выходы которого через последовательно соединенные блоки сравнения, пороговые элементы, первый и второй элементы И связаны с выходными блоками устройства, второй расширитель импульсов, выход которого соединен со вторым элементом НЕ, выход которого соединен со вторыми входами первого и второго элементов

И, на вторые входы второго и третьего блоков сравнения подключены выходы датчика реактивной мощности генерирующего источника и блока сигнализации о вводе ограничения, третий элемент И соединен со входом блока распределения, элемент ИЛИ, снабжено блоком фиксации отклонения напряжения, блоком фиксации изменения суммарной реактивной мощности подсистемы и блоком вычисления требуемого изменения реактивной мощности, причем блоки фиксации отклонения напряжения и изменения суммарной реактивной мощности подключены ко входу блока вычисления требуемого изменения реактивной мощности, к третьему входу которого подключен выход первого блока сравнения, выход казанного блока вычисления соединен с третьим элементом И, ко второму входу которого подключен первый расширитель импульсов, выход первого элемента НЕ соединен с блоком вычисления реактивной мощности, выходы выходных блоков устройства через элемент ИЛИ соединены со вторым расширителем импульсов.

На чертеже приведена структурная схема централизованного устройства для управления напряжением и реактивной мощностью.

Схема содержит полную математическую модель 1 электрической системы, с помощью которой определяются

55 ризующим потери на корону.

Блок 4 характеризует комплекс измерителей, с помощью которых в блок 3 вводится исходная информация, константы, используемые затем в

"свернутой" модели; блок памяти 2, в котором зафиксированы константы, используемые для расчета напряжения; блок расчета оптимального напряжения 3 в опорном узле, блок 4 информации о режиме электрической сети, необходимой для определения оптимального напряжения в опорном узле; датчик напряжения 5, блок сравнения 6; пороговые элементы 7; выходной блок

8; расширитель импульсов 9; логический элемент И 10; блок фиксации

I отклонения напряжения во время предьдущего цикла управления 11; блок

12 фиксации изменения суммарной реактивной мощности во время предьдущего цикла управления; блок вычисления требуемого изменения реактивной мощности 13, логический элемент HF. 14; блок 15 памяти, в котором хранятся константы, необходимые для определения долевого участия электростанций в регулировании; датчик потребления реактивной мощности 16, датчик 17 реактивной мощности электростанций; блоки сигнализации о вводе ограничения 18; блок 19 вычисления оптимальной реактивной мощности электростанций; блок распределения 20; блок сравнения 21 фактической и задаваемой реактивной мощности; пороговые элементы 22; логические элементы И 23; выходные блоки 24 устройства; логический элемент ИЛИ 25; расширитель

26 импульса сигнала; логический элемент HE 27.

Блок l, показанный в схеме условно, представляет собой большую 3BN, с помощью которой по известному алгоритму определяются постоянные (2 1.

Блок 2 представляет собой память, в которой хранятся константы, входящие в управление, используемое для вычисления оптимального напряжения.

Блок 3 представляет собой функциональный преобразователь, с помощью которого вычисляется напряжение на основе информации о перетоках мощности по линиям электропередачи, примыкающим к опорному узлу, сведениям о числе агрегатов, работаю|цих в режиме синхронных компенсаторов, потребляющих активную мощность на вращение и данным о погоде, характе10":-325необходимая для вычисления напряжения (перетаки мощности, число агре-гатов, работающих в режиме си«хрокн;!х компенсаторов и т,д.).

Блок 13 представляет собою прапе:— сор, вычисляющий требуемое прираиение.реактивной мощности на основе з:фиксированных в предыдущем цикле управления отклонения напряжения Г,U компенсация которого потребовала из- ( менения мощности и информации о теку= щем отклонении напряжения ï U no формуле дЯ=й0 83(ply

1 в предположении постоянства отношения 88 50 в двух следующих друг за другом циклах управления.

Блок 15 представляет собою памя в которой хранятся коэффициенты Б нз уравнений относительных приростов потерь.dpi /йЯ. Блок 16 представляез собою измеритель суммарной реактив— ной мощности генерирующих источников подсистемы. Блок 19 представляет собой процессор, решающий систему линейных уравнений относительных приростов потерь, относительно реактивной мощности генерирующих источ— ников. На выходах этого блока появ=

:7 i (-! ° ляются числ нные уставки генерирующим источникаи па реактивной мощности. Блок 20 представляет собою процессор, с помошью которого требуемое приращение реактивной мощна:==ти, определяемое с помощью блока

13, распределяется между генерирующими источниками пропорционально уставкам, предварительно рассчитак— ным в блоке 19.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Предварительно на большой ЗВ 41 1 рассчитываются постоянные, используемые для расчета оптимального на-пряжения и распределения регк..инной мощности. Первые хранятся в блоке памяти 2,, а вторые — в блоке памяти

15, На основе переменных, .пос.."упаю.щих от измерителей информации, пред " ставленных блоком Й, в фуккциональном преобразователе по данной форм ле вычисляется оптимальное напряже-ние опорного узла, которое поступает йа первый вход блока сравнения 6, второй вход которого поступает фак-.и--->- ческое напряжение от измерителя.

При отклонении фактического ь1апряж"-.". ния от заданного на выходе блока 6 появляется сигнал по величине рав-::ый их ра=-ности., который поступает ка алак вычисления 13 и на блок не-,увствительности„ заданный порогом

f который затеи проходит блоки 8

«оступая ка блоки 13 и 10.

В ста-.ике напряжение оптимально к :a вьгходе блока 6 сигнала нет. Б

=.òàì случае нет сигнала на выходе к.орогавого элемента 7 и на выходе блоков 8 и 9. На выходе блока HE 14 сигнал имеется, что запускает блок

a="пределекия 20, вычисляющий на основе исходных данньж, поступающих ст блоков 16„ I7 и 18., оптимальную реактивную мощность генерирующих источников, На ьыходе блока 13 сигна,а нет, .и, следовательно, нет сигнала ка. выходе блока И 10. Это запрещает рабсту блока 20, который не ме: яет задания генерируюшим источнике. реактивной мощности. При отк:oкении напряжения в опорном узле исчезает сигнал на выходе блока 1Й и появляется сигнал на выходе блока 10.

В этом случае останавливается работа - : ока 19> с помощью которого невозможно вычислять оптииальное распре,с;еле«ие реактивной мощности при отклонении напряжения вследствие зависи"ьаст =.: кагр> зки от напряжения, Блок

2(: запускается с целью устранения —,.-:,GçH«Kÿåãо отклонения.

При изиенении задания реактивной чощности:.ензрирующии источником это выявляется в блоках сравнения 21

5 з ко-:орых оно . рав-:Híàåòcÿ с факти- еской реактив:.-*,ой мощностью, посту-ающей ат д,атчиков 17. При рассогла:эвакии, .превышающем порог, заданный :покои 22, сигнал поступает по каналу телеуправления на электростанции, еде установка вторичнога регулятора !япрлжения изменяется ка одну сту

«е н ь,.

Сигналы управления через логический =- ламент 1 ЛИ 25 поступают в блок

26,. где запоминаются на время, превышающее переходной процесс управле;-гня, При этаи !игнал появляется на „".;оде логического элемента НЕ 27 и и . езает ".:. втором входе логического

;лемента И 23, прекращая дальнейшее

;.правление до конца действия первого импульса управления. После этого

-правление продолжается. После ввода

--апряжения в зону нечувствительности :знтрализаванного контроля на выходе

7 1 блока 14 появляется сигнал и в блоке

19 проводится перерасчет реактивной мощности генерирующих источников, который сможет быть использован в следующем цикле управления.

Предшествующее управлению определение аЙ ускоряет управление и, следовательно, повышает экономичность режима, а также упрощает процесс управления.

Так в качестве вторичного регулятора на электростанции используется центральный регулятор напряжения, 103325 8 устраняющий неполноценность АРВ, как средства поддержания напряжения в нормальном режиме, и это позволяет с помощью скоординированных уставок вторичных регуляторов в течение длительного времени поддерживать требуемый уровень напряжения питающей сети, что упрощает устройство и повышает экономичность режима, а предшествую1О щее управлению определение приращения реактивной мощности повышает быстродействие управления, что дополнительно повышает экономичность режима электрической сети.

1103325

Е

Я Р +1 «7г

Составитель О, :1аказная

Техред (. Леде! (орректор О. Луговая

Редактор С, Тимохина

Заказ 5034/А2

Тира т(Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открьггий

113035> Иосква„ >К-3 . Раушская наб., д. ч/5

Филиал ППП "Патент,. г Ужгород, ул, Проектная,