Устройство для автоматического регулирования электрической нагрузки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ, содержащее первичные датчики расхода электроэнергии, подключенные к блоку приема информации, управляющий вход которого соединен с одним из выходов блока управления, а первые выходы подключены к блоку определения возможной мощности, . управляющий вход которого подключен к блоку управления, а выходы подключены к блоку определения необходимой регулируемой мощности, вторые входы которого подключе11ы к блоку приема информации, а управляющий вход подключен к блоку управления, информационные выходы блока определения необходимой регулируемой мощности вместа с выходом знакового разряда подключены к блоку рассогла-сования , выход которого подсоединен к первым входам схемы сравнения, блок выбора объектов регулирования, содержащий соответственно числу управляемых нагрузок М триггеров нагрузок, установка в нулевое состояние которых подключена к управляюп eмy выходу пульта управления, выход задания значения заявленной мощности которого связан с блоком определения возможной мощности, выход задания значения порога чувствительности подключен к вторым входам схемы сравнения, а блок управления содержит таймер и схему синхронизации , один из управлягацих выходов таймера соединен с входом схемы синхронизации, выходы которой предназначены для работы блоков устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения области использования и повьшения точ (П ности регулирования, в блок управления введены счетчик адреса нагрузок , пульт задания уставок, триггер запуска, причем один из выходов схемы синхронизации соединен со счетным входом счетчика адреса нагрузки, установочные входы которого подключены к пульту задания устава, выход переноса счетчика адреса нагрузок подсоединен к единичному установочному входу триггера запуска, нулевой установочный вход которого и вход установки в нулевое состояние счетчика адреса нагрузок подключены к управляющему выходу пульта управления , в блок выбора объектов регулирования введены схемы И и мультиплексор , входы которого подключены к единичным выходам триггеров нагрузок, единичные и нулевые входы которых подключены к соответствующим выходам схем И, при этом устройство снабжено блоком лимитов времени, содержащим запоминающее устройство для хранения уставок на ограничение нагрузок.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9l (IIl

SU (5!)4 Н 02 J 13/00 (/7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3693859/24-07 (22) 23.01.84 (46) 23.09.85. Бюл. - 35 (72) В.Ф.Антоневич, Е.П.Забелло и С.С.Телицын (71) Белорусский филиал Государствен-, ного научно-исследовательского энергетического института им. Г.М.Кржижановского (53) 621.316.727(088.8) (56) Патент .С@А Ф 3819949, кл. Н 02 J 13/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Р 657426, кл. G 05 F 3/00, 1967. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

НАГРУЗКИ, содержащее первичные датчики расхода электроэнергии, подключенные к блоку приема информации, управляющий вход которого соединен с одним из выходов блока управления, а первые выходы подключены к блоку. определения возможной мощности, управляющий вход которого подключен к блоку управления, а выходы подключены к блоку определения необходимой регулируемой мощности, вторые входы которого подключены к блоку приема информации, а управляющий вход подключен к блоку управления, информационные выходы блока определения необходимой регулируемой мощности вместа с выходом знакового разряда подключены к блоку рассогла-. сования, выход которого подсоединен к первым входам схемы сравнения, блок выбора объектов регулирования, содержащий соответственно числу управляемых нагрузок М триггеров нагрузок, установка в нулевое состояние которых подключена к управляющему выходу пульта управления, выход задания значения заявленной мощности которого связан с блоком определения возможной мощности, выход задания значения порога чувствительности подключен к вторым входам схемы сравнения, а блок управления содержит таймер и схему синхронизации, один из управляющих выходов таймера соединен с входом схемы синхронизации, выходы которой предназначены для работы блоков устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области использования и повышения точности регулирования, в блок управления введены счетчик адреса нагрузок, пульт задания уставок, триггер запуска, причем один из выходов схемы синхронизации соединен со счетным входом счетчика адреса нагрузки, установочные входы которого подключены к пульту задания устава, выход переноса счетчика адреса нагрузок подсоединен к единичному установочному входу триггера запуска, нулевой установочный вход которого и вход установки в нулевое состояние счетчика адреса нагрузок подключены к управляющему выходу пульта управления, в блок выбора объектов регулирования введены схемы И и мультиплексор, входы которого подключены к единичным выходам триггеров нагрузок, единичные и нулевые входы которых подключены к соответствуницим выходам схем И, при этом устройство снабжено ( блоком лимитов времени, содержащим запоминающее устройство для хранения уставок на ограничение нагуузок, 1181059

10 оперативное запоминающее устройство для хранения времени отключения нагрузок, схему сравнения, счетчик времени, схему И, причем адресные входы обоих запоминающих устройств соединены с выходом счетчика адреса нагрузок блока управления, выходы оперативного запоминающеГо устройства для хранения времени, отключения нагрузок подключены к установочным входам счетчика времени и к первым входам схемы сравнения, к вторым входам которой подключены выходы запоминающего устройства для хранения уставок на ограничение отключения нагрузок, цифровые входы и управлякнцнй вход записью которого подключен к управляющим входам пульта задания уставок соответственно, единичный выход триггера запуска блока управления соединен с входом установки в ну.:евое состояние счетчика времени, счетный вход которого соединен с выходом схемы И, инверсный вход которой подключен к выходу мультиплексора блока выбора объекта регулирования, а второй вход схемы И и вход управления занесения в счетчик времени - к соответствующим выходам схемы синхрОнйзации. блока управления, блоком определения отключаемой мощности, содержащим дешифратор нагрузок, шифратор, сумматор, схемы И, .ИПИ, причем входы дешифратора подключ чены к выходу счетчика адреса нагрузок блока управления, а выхбды, Изобретение относится к автоматизации управления электропотреблением промьппленных предприятий в часы

1максимума нагрузки энергосистемы и может быть использовано в любой отрасли для ограничения электропотребления на заданном уровне.

Цель изобретения — расширение области использования и.повьппение точности регулирования.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. определяющие выбранную нагрузку,подI ключены к соответствующим входам схемы И блока выбора объектов регулирования и к входам шифратора, выходы которого подключены к входам сумматора, выходы которого подключены к входам блока рассогласования, первый вход первой схемы И подключен к выходу мультиплексора, блока выбора объектов регулирования, знаковый выход схемы рассогласования подсоединен к второму входу первой схемы И и к инверсному первому входу второй схемы И, третьи, входы первой, второй и третьей схем И подключены к соответствующему выходу схемы синхронизации блока управления, четвертый инверсный вход первой схемы И и второй вход третьей схемы И подключены к выходу схемы сравнения блока лимитов времени,четвертый инверсный вход второй схемы И и первый инверсный вход третьей схемы И подключены к выходу мультиплексора блока выбора объектов регулирования, второй вход второй схемы И подключен к выходу блока сравнения,. выходы второй и третьей схемы И подключены к входам схемы ИЛИ, выход,которой и выход первой схемы

И подключены к управляющим входам сумматора и к вторым входам соответствукщих схем И блока выбора объектов регулировании,причемадресный вхо) мультиплексора подключен к выходу счет чика адресанагрузок блокауправления.

Устройство содержит блок 1 выбора объектов регулирования, куда входят триггера нагрузок 2. 1-2N, схемы

И 3.1-3N, 4.1-4N, мультиплексор 5, блок 6 определения отключаемой нагрузки, куда входят схема И 7, дешифратор 8 нагрузки, шифратор 9, сумматор 10, схема ИЛИ 11, схемы И 12 и 13, блок 14 рассогласования, блок

15 определения необходимой регулируемой мощности, блок 16 определения возможной мощности, блок 17 прие1181059

Рн Ртек

3 ма информации, датчики 18 расхода электроэнергии, блок 19 сравнения, блок 20 управления, куда входят таймер 21, схема 22 синхронизации, триггер 23 запуска, счетчик 24 адреса нагрузок, пульт 25 задания уставок, управляющий выход 26, синхрониэирующие выходы 27-30, выход 31 адреса нагрузки, управляющий выход

32, выход 33 значения уставки, блок

34 лимитов времени, куда входят схема 35 сравнения, запоминающее устройство 36 для хранения уставок на ограничение отключения нагрузок, схема И 37, счетчик 38 времени, оперативное запоминающее устройство

39 для хранения времени отключения нагрузок, пульт 40 управления.

Устройство работает следующим образом. 20

Информация о расходах электроэнергии поступает от датчиков 18 на вход блока 17 приема информации.

Блок 17 приема информации (БПИ) производит последовательный опрос дат25 чиков 18, выделяет на фоне помехи, полезные сигналы, которые затем со своим весовым коэффициентом для перевода в именованные единицы измерения поступают на вход блока 16 определения возможной нагрузки Р . Одновременно блок 17 определяет текущую мощность Рт „, усредненную за выбранный отрезок времени, например 1-5 мин.

3S

Блок 16 определения возможной мощности по информации, поступающей из блока 17; и значения заявленной мощности Р> с пульта 40 управления, производит по временным меткам, при- 40 ходящим с таймера 21, вычисление возможной мощности Р, которую потребитель может использовать до конца контролируемого отрезка времени, на« пример полчаса, в часы максимума иаг-45 рузки энергосистемы, не рискуя превысить заданный лимит мощности. Вычисление Р> производят по формуле где Э „- потребление электроэнергии с начала контролируемого получаса в часы максимумов нагрузки энергосистемы 55 рте„ вЂ” время, прошедшее с начала получаса;

О, 5- 30 — минутный отрезок времени.

Блок 15 определения необходимой регулируемой мощности Рц по сигналу с таймера 21 определяет разность между значениями текущей мощности, поступающей с блока 17, и возможной мощности, поступающей с блока 16, Значение. необходимой регулируемой мощности Р со своим знаком поступает на первые входы блока 14 рассогласования, на вторые входы которого пос.гупает значение величины отключенной мощности Р „ с сумматора 10 блока 6. Блок 14 рассогласования представляет собой обычный комбинационный сумматор, выполняющий функции определения разности АР, Рн Рот кл.

Если разность hP имеет положительный знак, то необходимо произвести отключение части нагрузок, участвующих в регулировании. Если разность отрицательна, то нужно ее абсолютное значение сравнить с по- ° рогом, П значение которого задается с пульта 40 управления, а само сравнение производится блоком 19 сравнения. Если знак дР отрицательный и абсолютное значение )hPj > П, то можно производить включение регулирующих нагрузок, а если д Р i П то изменений в величине отключенных нагрузок не производится. Величина

П выбирается из условия, что значение порога П болыае любой из нагрузок-регуляторов.

Блок 20 управления осуществляет управление и синхронизацию работы блоков устройства. Он содержит таймер 21, который вырабатывает значение текущего времени (t), метки времени усреднения для определения текущей мощности P д„ в бчоке 17 и возможной мощности Р в блоке 16, а также метку времени, когда проиэвоцится сравнение Ртщ„ с Рв в блоке

15 с одновременным сбросом сумматора 10 блока 6; Один из выходов гаймера соединен с вхддом схемы 22 синхронизацич.

Схема 22 синхронизации представляет собой счетчик с дешифратором.

Она обеспечивает получение четырех синхрониэирующих сигналов 27-30; Выход 38 схемы 22 соединен со счетным входом счетчика 24 адреса нагрузок.

1181059

Разрядность счетчика 24 определяется числом нагрузок, участвующих в регулировании. Частота поступающих г с таймера сигналов на вход схемы синхронизации выбирается из условия„ чтобы за выбранный отрезок времени, например 20-60 с, была обеспечена воэможность со счетчика 24 адреса нагрузок опросить все управляемые 10 нагрузки, причем каждому адресу выбранной нагрузки соответствует полный набор синхрониэирующих сигналов со схемы 22 синхронизации.

С пульта 25 задания уставок про- 15 изводится по каждой нагрузке занесение в запоминающее устройство 36 значений отрезков времени, на которое возможно отключение данной нагрузки. Одновременно, адрес выбран- 20 ной нагрузки заносится в счетчик 24 адресов нагрузок.

Триггер 23 запуска служит для обнуления ячеек памяти заПоминающего устройства 39. С приходом метки 25

"Сброс" с пульта 40 управления триггер 23 запуска устанавливается в нулевое состояние, сбрасывая счетчик

38 времени в ноль, счетчик адреса и схема синхронизации также. будут на- 30 ходиться в исходном состоянии. После окончания сигнала "Сброс" схема 22 синхронизации и счетчик 24 адресов нагрузок начинают работать и производится обнуление всех ячеек 39 памяти, пока сигналом переполнения с счетчика 24 триггер запуска не установится в единичное состояние.

Блок 34 лимитов времени содержит два запоминающих устройства 36 и 39. 40

Устройство 36 служит для хранения временных уставок на ограничение отключения нагрузок, которое заносится в него с пульта 25 задания уставок, а устройство 39 для хранения

45 времени отключения нагрузки. При работе производится одновременный выбор одноименных ячеек обоих устройств 36 и 39 памяти, адрес которых определяется счетчиком 24 адреса нагрузок. Содержимое ячеек обоих устройств памяти поступает на схему

35 сравнения, одновременно по сигналу 27 с схемы 22 синхронизации содержимое выбранной ячейки памяти 39 55 для хранения времени отключения наг рузок заносится в счетчик 38 времени. По сигналу 28 с блока 20 управления к содержимому счетчика 38 времени, если выбранная нагрузка отключена, через схему И 37, инверсный вход которой подключен к выходу мультиплексора 5 блока 1, добавляется единица.

По сигналу 29 анализируется состояние схемы 35 сравнения посредством схемы И 13. Если содержимое выбранной ячейки 39 памяти больше или равно содержимому выбранной ячейки памя- ти для хранения уставок на ограничения отключений данной нагрузки, единичный потенциал выхода схемы 35 сравнения поступает на вход схемы

И 13. В этом случае, если выбранная нагрузка отключена, то на инверснЫй вход схемы И 13 поступает нулевой уровень с выхода мультиплексора. 5 и по сигналу 29 с блока 20 управления через схему ИЛИ 11 подается сигнал в блок 1 выбора объектов регулирования на включение данной нагрузки.

Одновременно данный сигнал поступает в блок 6 определения отключаемой нагрузки, чтобы мощность включенной данной нагрузки была вычтена из суммы отключенных нагрузок.

Блок 6 определения отключений нагрузок работает следующим образом.

Как было указано, блок 14 рассогласования вычитает из значения необходимой мощности отключения, поступающие со своим знаком с блока

15, значение уже отключенной мощности, поступающей со своим знаком с сумматора 10 блока 6, Если разность

hP положительная, то единичный потенциал с выхода знакового разряда блока 14 поступает на вход схемы

И 7, на инверсный вход которой поступает сигнал со схемы 35 сравнения блока 34, а на остальные входы схемы И 7 — синхронизирующий сигнал 30 с блока 26 управления и сигнал с выхода мультиплексора 5 блока 1. В этом случае, если схема 35 сравнения имеет на выходе нулевой уровень, соответствующий тому, что суммарное время отключения данной нагрузки меньше допустимой, а сигнал мультиплексора 5 имеет единичный уровень, соответствующий тому, что данная нагрузка на момент ее опроса блоком

26 управления включена, то по сигна-. лу 30 сигнал с выхода схемы И 7 производит ее отключение и в сумма7 11 гор 10 добавляется значение мощности данной нагрузки. Если разность h P отрицательна, т.е. отключенная мощность нагрузки больше, чем нужно, то блок 19 сравнения производит сравнение 4Р с порогом чувствительности П, задаваемым с пульта управления. Порог чувствительности П задается, чтобы избежать колебаний в отключении и включении нагрузок.

Если hP ) П, то в этом случае воз-. можно включение ранее отключенных нагрузок..Это производится через схему И 121 на входы которой поступает единичный сигнал, что А Р > П, нулевой уровень знака с блока 14 рассогласования и сигнал,с выхода мультиплексора 5. Если выход мультиплексора нулевой, то это значит, что данная нагрузка отключена,и, так как hP > П,. ее íî включить.

Это производится сигналом с выхода схемы И 12, которая через схему

ИЛИ 11 производит ее включение с одновременным вычитанием из сумма-. тора 10 значенйя мощности данной нагрузки.

Когда блок 20 управления выбирает данную нагрузку, то ее адрес

3 1.с блока 20 управления поступает на вход дешифратора 8 и на вход мультиплексора 5. Выходы дешифратора

8 подключены к входам шифратора 9, 81059 8 который каждЬй выбранной нагрузке определяет значение ее мощности, которое поступает на входы сумматора 10, а мультиплексор 5 выдает сигнал, характеризующий состояние нагрузки, т.е. включена она или нет.

Блок 1 выбора объектов регулирования работает следующим образом.

Каждой нагрузке поставлен в соот ветствие триггер 2 нагрузки, установочные входы триггера управляются схемами И 3 и 4.

«По адресу 31 с блока 20 управления дешифратор 8 блока 6 выбирает соответствующие схемы И 3 и 4 адресной нагрузки, а мультиплексор 5 — выход единичного плеча адресуемой нагрузки подключает к управляющим входам блока 34 лимитов времени и блока 6 определения отключаемой нагрузки.

Ответной реакцией этих блоков, как было ранее изложено, будет появление на входах схем И 3 и 4 сигналов на отключение (выход схем И 4) и включение (выход схем 3) выбранной нагрузки.

Пульт управления позволяет вызывать на индикацию значения ЫР теку3d щего времени, производить запуск всего устройства, а также задавать необходимые уставки порога чувстви тельности и заявленной мощности.

1181059

Составитель К.Фотина л

Редактор Н,Гунько Техред Л.Микеш Корректор В. Гирняк

Заказ 5943/56 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4