Устройство для автоматического регулирования частоты и перетока активной мощности энергообъединения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕПУЛИРОВАШМ ЧАСТОТЫ И ПЕРЕТОКА А1СТИВНОЙ МОЩНОСТИ ЭНЕРГООБЪЕДИ: НЕНКЯ работающего параллельно с другим эйергообъединением, содержащее регулятор частоты и перетока обменной мощности, входами подключенный к задатчику частоты и к измерителям частоты сети и перетока обменной мощности, заДатчик установки перетока обменной мощности, два ограничителя перетока мощности по внещней и внутренней связям, соединенные входами с задатчиками допустимых величин перетока и измерителями перетока соответственно по внепшей и внутренней связям,причем регулятор частоты и перетока обменной мощности .и оба ограничителя перетока мощности содержат блок формирования приращений управляющего воздействия, .входал которого являются одновременно входами регулято а частоты или каждого ограничителя перетока мощности, соединенный с НИН блок распределения приращений управляющаг о в озд ейс твия, выходы, .,iii) которого одновременно являются выз одами регулятора частоты или ограничителей перетока мощности, и блоки формирования результирующих управляющих воздействий регулирующим электростанциям, входами соединенные с соответствующими выходами регулятора частоты и перетока обменной мощности и ограничителей перетока мощности по внешней и внутренней связям, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности процесса регулирования параметров энергообъединения, устройство дополнительно содержит блок выявления приращений управляющего воздействия высшего уровня , датчик управляющего воздействия высшего уровня, блок распределения лриращений управляющего воздействиявысшего уровня, соединенный с выходом блока выявления приращений управляиицего воздействия высшего уровня , вход которого соединен с выхо , дом датчика управляющего воздействия ёысщего уровня, выходы блока распределения приращений управляющего воздействия высшего уровня соединены с входами блоков формирования результирующих управляющих воздействий регулирующим электростанциям/ логическую схему ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом блока формирования приращений управлякяцего воздействия ограничителя перетока по внешней связи, второй вход - с выходом блока формирования приращений.управляющего воздействия ограничителя перетока мощности по внутренней связи, а третий вход соединен с выходом блока выявления приращений управляющего

1136250 воздействия высшего уровня задатчик предельно допустимой величины перетока обменной мощности,.блок контроля перетока обменной мощности, первый вход которого соединен с выходом измерителя перетока обменной мощности, второй вход — с выходом задатчика предельно допустимой величины перетока обменной мощности, коммутатор, первым входом соединенный с выходом задатчика установки перетока обменной мощности, вторым входом подклю1

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического регулирования частоты и активной мощности в энергообъединениях. 5

Известно устройство для автоматического регулирования частоты и активной мощности энергообъединения, содержащее блок формирования приращений управляющего воздействия при отклонении текущих значений частоты и перетока обменной мощности от их заданных величин> блок распределения приращений управляющего воздействия, блок выявления приращений управляющего воздействия высшего уровня, блок

;распределения этих приращений, .сум-,. матор и блоки формирования результй- рующих управляющих воздействий регулирующим электростанциям |1j . 20

В качестве одной из решаемых задач данное устройство ставит организацию приоритета реализации управляющего воздействия высшего уровня перед управляющим воздействием по часто- 25 те и перетоку обменной мощности. Поставленная задача решается путем корректирования уставки перетока обменной мощности при выявлении приращения управляющего воздействия высшего уровня на величину этого приращения.

Недостатки данного устройства заключаются в следующем.

На практике все регулирующие электростанции (особенно тепловые) как объекты управления инерционны, т.е. изменяют свою мощность вслед ченный к выходу блока контроля перетока обменной мощности, а третьим входом соединенный с выходом логической схемы ИЛИ,задатчик постоянной времени следящей системы и следящую систе-му,.первый вход которой соединен с выходом коммутатора, второй вход— с выходом задатчика постоянной времени следящей системы, третий вход— с выходом логической схемы ИЛИ, а выход подключен к входу регулятора частоты и перетока обменной мощности.

2 за управляющим воздействием с запаздыванием.

Данное устройство предполагает производить коррекцию уставки перетока обменной мощности мгновенно при появлении приращения управляющего воздействия высшего уровня. В то же время мощность регулирующих электростанций (РЭС), а следовательно, и переток обменной мощности мгновенно. измениться не могут. Поэтому после коррекции уставки на входе регулятора частоты и перетока обменной мощности появится сигнал рассогласования, по которому регулятор вырабатывает приращение управляющего воздействия, суммирующееся с управляющим воздействием высшего уровня.

Таким образом, РЭС вынуждены будут изменять свою мощность На величину, определяемую суммой приращений уп-, равляющих воздействий регулятора высшего уровня и регулятора частоты и перетока обменной мощности. В результате такого изменения мощности РЭС переток обменной мощности изменится на величину большую, чем та котоpyio требовал регулятор высшего уровня и, следовательно, большую, чем величина, на которую была произведена коррЕкция уставки перетока, на входе регулятора появится сигнал раСсогласования, на этот раз с обратным знаком, и регулятор выработает приращение управляющего воздействия, требующее изменения нагрузки РЭС в противоположном направлении. Если принять, что при этом перерегулиро3 1136250 4 ваййе перетока. обменной мощности от- ваемого объединения регулятором высносительно требуемой величины приве- шего уровня. дет и к перерегулированию парамет- Для простоты примем, что в расра, контролируемого регулятором выс- сматриваемом энергообъединении имешего уровня, что вызовет изменение 5 ется две РЭС, причем изменение нагрузего управляющего воздействия в об- ки каждой из них в равной степени ратном направлении, то весь процесс, влияет на изменение перетока по кажописанный вьппе, повторится в обрат- дой из внешних связей, т.е. коэффици4 т ,ном направлении и, значит, в систем ент влияния каждой РЭС на квжд

ыи нз вяжет возникнуть колебательный про=- 1О внешних перетоков равен 0,5. цесс изменения регулируемых парамет- В этих усл этих условиях для изменения переров и нагрузки РЭС. тока обменной мощности на величину, Таким образом, существенно сни- необходимую длЯ подавлениЯ отклонежается надежность процесса регулиро» ниЯ паРаметРа, контРолиРУемого Регу ванияпараметров эиергосистемыи ухуд- 15 уятором высшего уровня, требуется шается экономичность работы оборудо- фцвое большее изменение нагРУзки РЭС, вания РЭС иэ-за неоднократного выну а следовательно, и УпРавлЯющего возжденного изменения нагрузки. действия высшего уровня

Кроме того, данное устройств Пр КоррекпиЯ Уставки пеРетока обменполагает „алич в эне го б н 20 иой мошности на ели у УправлЯющего только одной внешней связи по воздействия высшего уровня приверой ведется параллельная работа толь- дет в этих условиях к тому, что ус ко с одним энерго бъе нением. В тавка окажетсЯ скоРРектиРованной на этом случае коэффициенты влияния величину, вдвое большую, чем изменение самого перетока. В результате иенной мощности. Предста „я „е со- на входе регулятора возникает сигбой отношен изменения перетока к нал РжссогласованиЯ по котоРомУ Ре гулятор вырабатывает приращение упРЗС.беэ учета потерь в сетях равны равляющего воздействия, вынуждающее р должать изменять свою нагрузРЭС п о тока б меииой мощ ости на какую то кУ в том же напРавлении, что приводит. величину, РЭС должны изменить свою к дальнейшему росту перетока обменнагруэку суммарно на ту же величиной мощности и к вбзможному переренув гулированию параметра, контролируемоНа практике однако энергооб ъеди 35 РегУлЯ оРом B сше о УРовнЯ. а— ким образом, снижается надежность несколькими энергообъединениями (нвpимер TрerrsHтные об>единения) В энеР оо единениЯ и У, аю сЯ нико-экономические показатели РЭС токов по всем внешним связям с ста- 40

:вит ту же величину, что и вызвавшее грузки. его изменение нагрузки РЗС, но изме- Ко ек ия с оррекция уставки перетока обменнение.перетока по каждой из внешних нои мощности не сопровождается контсвяэей в отдельности будет составудет состав- ролем этого перетока на достижение лять лишь часть от величины измене- 45

4 им предельныс значений, определяемых ния нагрузки РЭС. Это означает что ч о пропускной способностью ЛЭП. В резуль. коэффициенты влияния изменения на- тате, при работе регулятора высшего груэки РЭС на переток по квгдой из уровня переток обменной мощности мо виешних- связей меньше единицы т.е. ф ° ° жет возрасти до недопустимой величидля изменения какого-либо из внеш- 50 н них перетоков на о еделенн ю ве ны, что приведет к нарушению устойпр Д иную вели чивости и возникновению аварийной чину требуется большее, чем эта величина, изменение нагрузки РЭС

Рвссмот им я

Кроме того, изменение управляюдинение име ее вссмотрий для примера энергообъе- щего воздействия в я высшего уровня явплановым и приводит к отеющее по одной внешней свя- 55 ляется внепл эи с двумя другими энергообъединения- клонению нагрузки РЭС от оптимальми, в одно из которых функционирует ного режима. Поэто регулятор явля йся являющи ся для рассматри- ния отклонения параметра, контроли1136250

При работе or раничителя перетока по внешней связи устройство обеспечивает коррекцию уставки перетока обменной мощности в соответствии с ве- <5 личиной и знаком управляющего воздействия этого ограничителя.

Известному устройству присущи все недостатки описанного выше устройства.

Кроме того, в современных энергообъединениях, имеющих большое количество внутренних слабых связей, по которым осуществляется ограничение неретока мощности, изменение мощности РЭС, вызванное работой ограничителя по 5> внутренней связи, приводит к изменению перетока обменной мощности, причем такому, что возможно нарушение руемого регулятором высшего уровня, целесообразно в соответствии с режимом вернуть переток обменной мощности к плановому значению. Такой возврат не предусмотрен данным устройством, что приводит к ухудшению экономичности работы объединения из-за отклонения от оптимального режима.

Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматического регулирования частоты и перетока активной мощности энергообъединения, содержащее регулятор частоты и перетока обменной мощности, 15 ограничитель перетока мощности по внешней связи и ограничитель перетока мощности по внутренней связи, заключающие в себе каждый блок формирования приращений управляющего 20 воздействия и связанный с ним блок распределения этих приращений. Устройство содержит также блок согласования и блоки формирования резуль THp é управляющих воздействий регулирующим электростанциям.

Входы регулятора и обоих ограничителей перетока, являющиеся одновременно входами их блоков формирования приращений управляющего воздей- ЗО ствия, соединены с задатчиками и измерителями регулируемых и ограни чиваемых параметров (частоты и перетока). Выходы регулятора и обоих ограничителей1 которые одновременно являются выходами их блоков распределения приращений управляющего воздействия, соединены с входами блокЬв формирования результирующих управляющих воздействий регулирующим электростанциям (2) . уставки перетока обменной мощности.

Это вызовет встречное противодействие регулятора частоты и перетока обменной мощности действию ограничителя перетока, что снижает эффективность работы последнего и может привести к возникновению колебательного процес" са в системе.

Для устранения такого встречного противодействия необходимо корректировать уставку перетока обменной мощ ности и при работе ограничителя по внутренней связи. Однако такая коррекция не предусматривается известным устройством.

Из сказанного выше ясно, что способ коррекции уставки перетока обменной мощности на величину приращения управляющего воздействия ограничителя перетока или регулятора высшего уровня, осуществляемый известными устройствами, из-за инерционности РЭС как объектов управления и возможного неравенства единице их коэффициентов влияния на регулируемые параметры вызывает несогласованное во времени и Но величине изменение уставки перетока обменной мощности и самого перетока, что приводит к возникновению колебательных процессов в системе и вынужденным изменениям нагрузок РЭС.

Отмеченных недостатков можно избежать, если полностью согласовать во времени и по величине изменение уставки перетока обменной мощности с изменением самого перетока. Наиболее простое решение можно получить, если во время работы регулятора высшего уровня или ограничителя перетока мощности подавать на вход регулятора частоты и перетока обменной мощности в качестве уставки перетока обменной мощности его текущее значение.

Таким образом, в течение всего времени работы регулятора высшего уровня или ограничителя перетока обеспечивается отсутствие сигнала рассогласования на входе регулятора частоты и перетока обменной мощности, что позволит полностью реализовать приоритет отработки управляющего воздействия более высокого уровня перед управляющим воздействием по частоте и перетоку обменной мощности, и одновременно устраняется опасность возникновения колебательных процессов в системе и вынужденного изменения нагрузки РЭС.

Цель изобретения — повышение

t экономичности и надежности процессов рой соединен с выходом блока формирегулирования параметров эйергосис-, рования приращений управляющего возтемы. действия ограничителя перетока по

Поставленная цель достигается тем, 5 внешней связи, второй вход — с выхочто в устройство для автоматического дом блока формирования приращений регулирования частоты и перетока ак- управляющего воздействия ограничитивной мощности энергообъединения, теля перетока мощности по внутренработаннцего параллельно с другим ней связи а третий вход соединен с энергообъединением, содержащее ре10 выходом блока выявления приращений гулятор частоты и перетока обменной управляющего воздействия высшего мощности, подключенный входами к уровня, задатчик предельно допустизадатчику уставки частоты и к изме- мой величины перетока обменной мощрителям частоты сети и перетока об- ности, блок контроля перетока обменной мощности, задатчик уставки пе- меннои мощнос ри, первый вход которо15 ретока обменной мощности, два огра- го соединен с выходом измерителя пеничителя перетока мощности по внеш- ретока обменной мощности, второй вход ней и внутренней связям, соединенные с выходом задатчика предельно допусвходами с задатчиками допустимых ве- тимой величины перетока обменной мощ20

1 личин перетока и измерителями пе- ности, коммутатор, первым входом соеретока .соответственно по внешней и чиненный с выходом задатчика уставки внутренней связям, причем регулятор перетока обменной мощности, вторым частоты и перетока обменной мощности входом подключенный к выходу блока и оба ограничителя перетока мощности контроля перетока обменной мощности

Э содержат последовательно включенные а третьим входом соединенный с выблок формирования приращений управ- ходом логической схемы ИЛИ, задатчик ляющего воздействия, входы которо- постоянной времени следящей системы и го являются одновременно входами ре- следящую систему, первый вход которой гулятора частоты или каждого ограни- соединен с выходом коммутатора, второй чителя перетока мощности соединенный " вход — с выходом задатчика постоянной

30 с ним блок распределения приращений времени следящей системы,. третий управляющего воздействия выходы кото- вход — с выходом логической схемы

l рого являются одновременно выходами HJIH B выход подключен к входу регурегулятора частоты или ограничителей лятора частоты и перетока обменной перетока мощности и блоки формирова- 35 мощности.

1 ния результирующих управляющих воз- Предлагаемое устройство позволяет действий регулирующим электростанци- организовать приоритет реализации ям, соединенные входами с соответст- управляющег щего воздеиствия высшего вующими выходами регулятора частоты уровня или управляющего воздействия, и перетока обменной мощности и Ограни- 40 поступа щег поступающего от ограничителей перечителей перетока мо ност щ и по внешней тока, перед воздействием по частоте и внутренней связям, введены блок и перетоку об менной мощности, не привыявления приращений управляющего воз- водя водя при этом к наблюдаемому у издействия высшего уровня датчик иЭ У вЂ” вестного устройства несогласованному равляющего воздействия высшего уровня 45 во времени и во времени и по величине изменению блок распределения приращений уставки и самого перетока обменной управляющего воздействия высшегб мощности и как следствие этого возуровня, соединенный с выходом бло-,никновению колебательных процессов

:ка выявления приращений управляюще- герераспределения мощности в энерго- го воздействия высшего уровня, вход 50 системе и вынужденному изменению накотоРого соеДинен с выхоДом Датчи- грузки Р3г. то достигается за счет ка управляющего воздействия высше- того, что в течение времени сущест го уровня,- выходы блоха Распределе- вования отклонения па отклонения параметра, находяния приращений управляющего воздей- щегося под контролем ограничителя с гвия высшего уровня соединены с 55 или регулятора высшего уровня, на входами бЛоков формирования Резуль- вход регулятора частоты и перетока тирующих управляющих воздействий обменной мощности в качестве уставрегулирующим электростанциям, логи- ки поступает текущая величина само1136250

l0 го перетока обменной мощности. В результате, при изменении нагрузки Р3С под воздействием работы ограничителя или регулятора высшего уровня пере- ток обменной мощности может менять- 5 ся в широком диапазоне, не вызывая при этом работу регулятора частоты и перетока обменной мощности.

В то же время, в отличие от известного предлагаемое устройство не

10 допускает воэврастания перетока обменной мощности выше предельно допустимьи значений, так как при достижении перетоком обменной мощности предельно допустимой величины последняя начинает поступать в качест ве уставки иа вход регулятора частоты и перетока обменной мощности. Рост перетока обменной мощности выше этой величины приведет к появлению сигнала рассогласования на входе регулятора, в результате чего последний выработает приращение управляющего воздействия, стремящееся снизить переток обменной мощности до допус- . 5 тимой величины.

Предлагаемое устройство в отличие от известного позволяет осуществлять возврат перетока обменной, мощности к первоначальному или вновь 30 заданному значению эа заданное время после окончания работы ограничителя или регулятора высшего уровня эа счет прекращения отслеживания текущего значения перетока и перехода на заданную уставку перетока обменной мощности.

На чертеже представлена блок-схема предпагаемого устройства. Устройство содержит регулятор 1 40 частоты и перетока обменной мощности, ограничитель 2 перетока ио внешней связи, ограничитель 3 перетока по внутренней связи, блок 4 выявления приращений управляющего воэдей- 4S ствия высшего уровня, блоки 5 формирования приращений управляющего воздействия, блоки 6 распределения приращений управляющего воздействия, блоки 7 формирования реэультирующйх уп- g0 равляницих воздействий регулирующим электростанциям,;измеритель 8 .перетока обменной мощности, эадатчик 9

° уставки перетока обменной мощности, логическую схему ИЛИ 10, задатчик 11 у нредельно допустимой величины перетолка обменной мощности, блок 12 контроля перетока обменной мощности, ком- . мутатор 13, задатчик 14 постоянной времени следящей системы и следящую систему 15.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии отклонения от заданных величин параметров, ограничивае-. мых ограничителями 2 и 3, либо контролируемого регулятором высшего уровня, на вход регулятора 1 частоты и перетока обменной мощности через коммутатор 13 и следящую систему 15 подается уставка перетока обменной мощности от задатчика 9.

При отклонении текущих значений частоты и перетока обменной мощности от заданных значений в блоке 5 регулятора f формируется приращение управляющего воздействия, которое разделяется в блоке 6 регулятора 1, например, с помощью КДУ и поступает. на первые входы блоков 7 формирования результирующих управляющих воздействий регулирующим электростанциям.

Здесь пслученные приращения алгебраически суммируются с накопленными ра« нее приращениями, а результирнюцие величины запоминаются. Этот процесс продолжается до ликвидации отклонений текущих значений частоты и перетока обменной мощности от их за-. данных величин

Ограничитель 2 перетока мощности по внешней связи и ограничитель 3 перетока мощности по внутренней связи срабатывают при превышении текущим значением перетока по соответствующей связи заданной допустимой вели- . чины. При этом в блоке 5 соответствующего ограничителя вырабатывается приращение управляющего воздействия, Это приращение поступает одновременно на вход блока 6 соответствующего ограничителя и на соответствующий вход логической схемы 10. В блоке 6 соответствующего ограничителя это приращение управляющего воздействия разделяется, например, с помощью КДУ и поступает соответственно на вторые или третьи входы блоков 7.

В блоке 4 сравнивается текущее значение управляющего воздействия выс"

mего уровня с величиной управляющего воздействия, переданного с высшего уровня на предыдущем цикле работы устройства. При неравенстве этих величин блок 4 формирует приращение управляющего воздействия высшего

1136250!

2 уровня, которое поступает на вход блока 6 и на третий вход логической схемы ИЛИ 10. В блоке 6 это приращение управляющего воздействия высшего уровня разделяется между регули- 5 рующими электростанциями, например, с помощью ЩУ и поступает на четвертые входы блоков 7,где алгебраически суммируется с ранее накопленными величинами.

1О

При формировании приращения управляющего воздействия ограничителем 2 или 3 либо блоком 4, т.е. при появлении хотя бы на одном из входов схемы 10 ненулевого сигнала, последняя формирует на своем выходе управляющий сигнал, который поступа ет одновременно на третьи входы коммутатора 13 и следущей системы 15.

Блок 12 производит сравнение те,кущего значения перетока обменной мощности, поступающего с выхода измерителя 8, с его предельно допустимой величиной, поступающей с выхода задатчика 11, и подает меньшую из этих величин на второй вход коммутатора 13. Последний при поступлении на его третий вход управляющего сигнала от логической схемы ИЛИ 10 размы кает цейь прохождения на свой выход сигнала, поступающего на его второй вход с выхода блока 12.

Следящая система 15 при поступлении на ее третий вход управляющего сигнала с выхода логической схемы 35, ИЛИ 10 переходит в режим работы с очень малой постоянной времени, отслеживая практически мгновенно сигнал, поступающий на ее вход.

Таким образом, во время работы 40 ограничителей 2 и 3 либо регулятора высшего уровня на вход регулятора 1 в качестве уставки перетока обменной мощности поступает само текущее значение перетока. Поэтому в течение всего этого времени на входе регулятора 1 сохраняется нулевой сигнал

Я рассогласования.

При -достижении перетоком обмен-. ной мощности предельной величины, 50 последняя поступает на вход регулятора 1 в качестве уставки перетока обменной мощности., При дальнейшем росте перетока обменной мощности на входе регулятора появится .сигнал 55 рассогласования и блок 5 регулятора выработает приращение управляющего воздействия, действующее в сторону снижения величины перетока обменной мощности.

Послеокончания работы ограничители

2 или 3 либо регулятора высшего уроння на всех входах схемы !О будут нулевые сигналы. При этом схема 10 снимает управляющий сигнал на своем выходе.

После снятия управляющего сигнала схемы 10 коммутатор 13 размыкает цепь прохождения на свой выход сигнала с выхода блока 12 и замыкает цепь прохождения сигнала с выхода задатчика 9, а следящая система 15 переходит в режим работы с постоянной юремени, задаваемой задатчиком 14.

Следящая система 15 отслеживает сигнал, поступающий с выхода задатчика

9 с заданной постоянной времени, и .подает его на вход регулятора 1 в качестве уставки перетока обменной мощности.

Возврат уставки перетока обменной мощности к своему первоначальному значению вызовет работу регулятора и возврат к первоначальному значению самого перетока обменной мощности. Причем в зависимости от режимной ситуации в энергосистеме мож. но;задавать с помощью задатчика 9 новое требуемое значение перетока обменной мощности, а также варьировать время возврата перетока к этому значению путем задания постоянной времени следящей системы 15 с,помощью задатчика 14.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять приоритет реализации управляющего воздействия более высокого уровня перед управляющим воздействием по частоте и перетоку обменной мощности без несогласованного во времени и по величине изменения уставки перетока обменной мощности и самого перетока за счет отслеживания текущего значения перетока обменной мощности во время работы ограничителя перетока по внешней или внутренней связям либо регулятора высшего уровня; предотвращает достижение перето:ом обменной мощностИ недопустимых величин за счет прекращения отслеживания текущего значения перетока обменной мощности прн достижении им предельной величины и вступления в работу регулятора частоты и перетока обменной мощности, который своим

13 1136250 !4 управляющим воздействием будет пре- и колебательных процессов изменения пятствовать дальнейшему изменению регулируемых параметров, а также перетока в опасном направлении . обес нарушения устойчивости при неконтпечивает возврат перетока обменной ролируемом возрастании перетока обмощности к первоначальному ипи вновь 5 менной мощности и улучшает техникозаданному значению за заданное время -экономические показатели оборудопосле окончания работы ограничителя вания РЭС, так как устраняются выили регулятора высшего уровня. нужденные изменения нагру зки РЭС и

В целом, предлагаемое устройство создается возможность в условиях ав" способствует повышению надежности томатического регулирования и огранипроцессов автоматического регулиро- чения параметров э р е ов эне госистемы вести вания параметров энергосистемы за режим объединения инения близко к оптимальсчет устранения перерегулирования ному °

ЗНЮШИ Заказ 10297/41 Тираж 620 Подашсшее

Фмваа ППП "Йатешт", г. Ужгород, ул.Проектная,4