Способ регулирования напряжения энергосистемы

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ путем задания электростанциям реактивной мощности, отличающийся тем, что, с целью повьшения экономичности работы энергосистемы, фиксируют отклонение напряжения в опорном узле энергосистемы от оптимального значения, вьфабатывают задание реактивной мощности группе агрегатов, используемых в ре .жиме синхронных компенсаторов, с учетом их экономических характеристик , при превьщ1ении величины задания для одного из агрегатов заданного значения пересчитьтают величину оптимального значения напряжения в предположении, что данный агрегат включен в режим синхронных компенсаторов , сравнивают пересчитанное оптимальное значение напряжения с фактическим в опорном узле энергосистемы и подают сигнал на включение агрегата в режим синхронного компенсатора в случае, если фактическое 5 значение напряжения меньше пересчиО ) танного оптимального.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 Ю 3 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3680107/24-07 (22) 23.11.83 (46) 23.08.85. Бюл. - 31 (72) Я.Д.Баркан (53) 621.316.722 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1103325, кл. H 02 J 3/18, 1983. (54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ путем задания электростанциям реактивной мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности работы энергосистемы, фиксируют отклонение напряжения в опорном узле энергосистемы от оптимального значения, вырабатывают задание реактивной мощности

„„SU„„1175002 A группе агрегатов, используемых в режиме синхронных компенсаторов, с учетом их экономических характеристик, при превьппении величины задания для одного из агрегатов заданного значения пересчитывают величину оптимального значения напряжения s предположении, что данный агрегат включен в режим синхронных компенсаторов, сравнивают пересчитанное оптимальное значение напряжения с фактическим в опорном узле энергосистемы и подают сигнал на включение агрегата в режим синхронного компенсатора в случае, если фактическое значение напряжения меньше пересчитанного оптимального.

1 11750

Изобретение относится к регулированию напряжения в питающих сетях энергосистемы.

Целью изобретения является повышение экономичности работы энергосистемы.

Карактеристика зависимости потерь от генерируемой синхронными компенсаторами (СК) реактивной мощности (числа СК) представляет собой сту- 10 пенчатую зависимость, в соответствии с которой потери, обусловленные потреблением мощности на вращение, увеличиваются на ступень при включении в работу каждого следующего аг- 15 регата. Эта характеристика может быть аппроксимирована линейной зависимостью. Однако линейная зависимость непосредственно для автоматического выбора оптимального числа р0 агрегатов, работающих в режиме СК, не может быть использована. Поэтому она замещается участком ветви параболы, достаточно далеко отстоящей от ее экстремума и по форме близкой 25 к линейной. В этом случае группа

CK ГЭС в схеме замещения может быть представлена отдельным генерирующим источником, работающим через активное сопротивление R и генерирующимпомимо некоторой реактивной мощности Q, определяемой в результате .оптимизации, смещающую (по отношению к экстремуму аппроксимирующей параболы) мощность Я . Для того,чтобыне нарушать баланс реактивной мощности системы, такая же мощность присоединяется за активным сопротивлением R со стороны системы. Протекающая через R мощность

Q + Яообразует в нем потери, представляющие потребление мощности на вращение СК. Подобное представление группы СК ГЭС дает возможность осуществить оптимизацию выбора числа СК на ГЭС в рамках оптимизации режима энергосистемы по напряжению и реактивной мощности.

Ф

Автоматическое управление режимом сводится к поддержанию напряжения в опорном узле сети подсистемы с опре- 50 деленным долевым участием электростан. ций (имеющих внутри станционные системы управления). Поскольку ГЭС имеют агрегаты, которые могут работать в активном режиме (в этом случае ге- 55 нерация реактивной мощности производится попутно) и в режиме СК, то эти две группы агрегатов представляются

02 2 в схеме замещения управляемой энергосистемы как две электростанции. Причем вторая по сравнению с первой значительно менее экономична. Устройство распределения имеет выходы, соответствующие всем электростанциям, включая обе части ГЭС.

Пока электростанции, работающие в активном режиме, имеют резерв располагаемой реактивной мощности на выходе ГЭС, представляющей группу СК, задание не появляется (электростанция имеет коэффициент распределения, соответствующий невыгодному источни1 ку). После исчерпания регулирующего диапазона электростанций, работающих в режиме активной мощности, поддержание напряжения (при большом удельном весе нагрузочных потерь) сопровождается необходимостью пуска СК, что выявляется в распределителе автоматически.

Уровень напряжения в опорном узле зависит от потребляемой на вращение

СК мощности. В этом случае проявляется противоположное влияние потерь на вращение и нагрузочных потерь.

Для снижения последних напряжение целесообразно повышать ° Однако, если для этого необходим пуск СК, то растут потери на вращение, и при сни жении удельного веса нагрузочных потерь может возникнуть необходимость понижения напряжения. Эти зависимости могут быть представлены выражением, в которое входит ограниченное число параметров режима основной электрической сети и постоянные, выявляемые обработкой результатов определенного числа оптимизационных расчетов. Так, если режим сети определяется протяженной межсистемной линией, то выражение имеет вид г

U = U - Р +PP — j6U „— р+(р ) где P — переток активной мощности;

6 U „— величина, зависящая от числа пускаемых СК; о и /3 — коэффициенты, приводящие к некоторому снижению напряжения во избежание роста нагрузочных потерь изза черезмерно большого встречного потока реактив. ной мощности;

g и $ — коэффициенты, снижающие влияние на напряжение потерь на вращение СК при

1175002

Эти операции используются и для выбора оптимального числа СК. Группы СК ГЭС представлены в системе управления как электростанции, включенные в сеть через значительные активные сопротивления, в которых имитируются потери мощности на вращения. По сравнению с остальными электростанциями они менее экономичны. 35

Пока на выходе каналов этих групп агрегатов нет задания реактивной мощности, в дополнительных СК потребности нет. Если располагаемая реактивная мощность других электростан- 40 ций исчерпана, то для поддержания напряжения требуется включение в работу агрегатов в режиме СК, что выяв-ляется в связи с появлением задания по реактивной мощности на выходе со- 45 ответствующего канала распределителя.

Однако СК еще не пускается, а производится определение оптимального напряжения опорного узла для того режима, который имел бы место после 50 пуска СК. Если перетоки активной мощности не слишком велики и, следовательно, нагрузочные потери не преобладают, то пус1 СК должен сопровождаться снижением напряжения. После этого необходимо убедиться в том, что отклонившееся напряжение оказалось меньше нового оптимального его зна30 большом перетоке, приво— дящем к росту удельного веса нагрузочных потерь;

П вЂ” постоянная.

Оптимальное напряжение опорного узла определяется с помощью функци— онального преобразователя, на вход которого поступает необходимая для этого информация (активная мощность перетоков). 10

Работа общего устройства управления режимом напряжения и реактивной мощностью начинается от оптимального значения, вычисленного на основе получения информации для опорного узла, 15 с выявления отклонения напряжения.

Затем производится определение требуемого изменения генерируемой реактивной мощности электростанций энергосистемы, необходимого для компенсации этого отклонения. Приращение реактивной мощности распределяется между генерирующими источниками с учетом их положения в сети, т.е. оптимально. 25 чения. Если это условие. выполняется, то пуск СК для поддержания напряжения необходим. Если же отклонившееся напряжение оказывается выше нового оптимального значения, то повышать его не нужно и пуск СК не производится. Таким образом, критерием оптимального выбора оптимального числа СК является совпадение знаков отклонения выбора оптимального его значения в опорном узле. Если признаком текущего отрицательного отклонения является появление задания по реактивной мощности на выходе распределителя для группы СК, то отрицательность отклонения напряжения после пересчета оптимального его значения необходимо проконтролировать.

После пуска СК агрегат подключается к станционной автоматике и в систе. ме управления фигурирует наравне с другими работающими агрегатами ГЭС.

Реактивная мощность между агрегатами распределяется в соответствии с их располагаемой мощностью и сигнал об ограничении располагаемой мощности

ГЭС исчезает. Задание на реактивную мощность на выходе канала пуска СК также исчезает и вопрос о пуске следующего СК вновь решается по описан-. ной методике.

На чертеже представлена структурная схема, реализующая предлагаемый способ.

На схеме обозначены входы 1. для подачи информации, необходимой для определения оптимально опорного узла подсистемы, функциональный преобразователь 2, определяющий оптимальное напряжение по заданной формуле, в которую входит в качестве составляющих сумма произведений параметров и постоянных заранее определенных коэффициентов, измеритель 3 напряжения опорного узла, блок 4 сравнения фактического напряжения с оптимальным, вход 5 для подачи сигнала, представ- ляющего собой величину реактивной

Ф мощности, на которую должна измениться загрузка генераторов электростанций энергосистемы для компенсации возникшего отклонения напряжения в опорном узле, определяемая централизованной системой управления, выходы

6, на которые подается необходимая информация для блока распределения, блок 7 распределения, работающий в системе централизованного управления напряжением и реактивной мощностью

1175002

Составитель K. Фотина

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Пароцай Корректор Е.Сирохман

Заказ 5210/54 Тираж 620 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 энергосистемы, выходы 8 блока распределения, на которых имеются сигналы задания электростанциям по реактив ной мощности, пороговый элемент 9, блок 10, фиксирующий отрицательное отклонение напряжения, блок 11, фиксирующий сигнал на выходе порогового элемента, и логический элемент И 12.

На выходе блока 2 имеется сигнал, уровень которого соответствует оптимальному напряжению в опорном узле подсистемы. Фактическое напряжение, измеряемое блоком 3, равно оптимальному. На выходе блока 4 сравнения сигнала-нет. Блок 7 распределения находится в бездействии и на его выходах имеются текущие задания реактивной мощности электростанциям. На выходе группы СК ГЭС (блока распределения) имеется сигнал, равный смещающей мощности, так как она является нижним пределом загрузки этого генерирующего источника. На выходе порогового элемента 9, порог которого выбирается несколько большим смещающей реактивной мощности, сигнала нет.

Логический элемент И 12 непроводящ и сйгмал пуска СК отсутствует.

При возникновении отрицательного отклояения напряжения в опорном узле от оптимального централизованная система управления запускает блок распределения, который увеличивает задания. о реактивной мощности электростанциям на величину, необходимую для компенсации отклонения. Обычно напряжение поддерживается без пуска .СК. Однако, если для этого располагаемой реактивной мощности не хватает, то на выходе распределителя 7, соответствующем группе СК (верхний выход) появляется величина, превышающая сме10 щающую реактивную мощность Я .Если задание группе- СК превышает порог блока 9,то сигнал фиксируется блоком

11,который снижает порог блока 9 до значения АЧ,.Одновременно эта величина

15 поступает на первый вход элемента 12, на второй вход которого поступает сигнал от блока 10, фиксирующего отрицательное отклонение напряжения.

Сигнал с выхода блока 9 одновременно

20 поступает на вход функционального преобразователя 2 и приводит к опре.делению оптимального напряжения опорного узла после пуска очередного СК.

Величина, соответствующая этому напряжению, поступает на вход блока 10, в котором фиксируется, если отклонение отрицательное. При наличии задания на первом входе блока и сохранении отрицательного отклонения напря30 жения после его пересчета на выходе элемента И появляется сигнал пуска

СК.

Выбор оптимального числа СК повышает экономичность режима питающей электрической сети.