Устройство автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности в энергосистеме

 

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ И ПЕРЕТОКОВ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ . по авт.св. № 1089698, о т л и-. чающееся тем, что, с целью повьппения экономичности и надежности энергоснабжения путем улучшения использования пропускной способности линий передач и режима работы электростанций, в управляющий блок дополнительно введены блок логического сложения, четыре ключа, два .регистра, распределитель импульсов, блок сравнения, блок умножения матриц и блок сложения матриц, при этом первый ключ включен между вторым выходом блока расчета фактических уставок ивесовьк коэффициентов и входом блока вьгаитающих устройств , второй ключ включен между выходом блока сумматоров и входом блока корректирующих фильтров, первый регистр включен мёвду входом блока корректирующих фильтров и входом блока расчета фактических установок и весовых коэффициентов, третий клич и блок логического сложения, связанный своим первым входом с выходом этого ключа, включены, между ыходами датчиков частоты и перетоков мощности блока телеизмерения и входом блока расчета фактических гстановок и весовых коэффициентов, вход блока расчета коэффициентов долевого учас тия соединен с первым входом блока умножения матриц, .второй вход котос «г рого связан с выходом блока сумматоров , а выход - с первым входом блока (Л сложения матриц, второй вход которого соединен с входом третьего ключа, . а выход - с входом четвертого ключа, выход которого связан с вторым входом блока логического сложения, причем распределитель импульсов имеет три выхода, первый из которых соединен с управляющим входом третьего ключа и с первым входом второго ре;о гистра , второй - с управляющим вхрдом блока сравнения, третий - / с-управляющим входом второго ключа , первьй вход блока сравнения 4 подключен, к входу первого ключа, второй вход - к выходу второго регистра , выход - к управлякяцим входам первого и четвертого ключа, а выход nepiBoro. ключа связан с вторым входом второго регистра.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН. (19) (111 (д) у Н 02 J 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1089698 (21) 3711869/24-07 (22) 19.03.84 (46) 07.12.85. Бюл, ¹ 45 (.71) Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектноизыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (72) Е.Г.Косарева, М.В.Лисицын и С.И.Хмельник (53) 621 ° 316.728(088.8) (56) авторское свидетельство СССР

¹ 1089698, кл. Н 02 J 3/06, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ И ПЕРЕТОКОВ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ по авт.св. № 1089698, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

° повьппения экономичности и надежности энергоснабжения путем улучшения использования пропускной способности линий передач и режима работы электростанций, в управляющий блок дополнительно введены блок логического сложения, четыре ключа, два .регистра, распределитель импульсов, блок сравнения, блок умножения матриц и блок сложения матриц, при этом первый ключ включен между вторым выходом блока расчета фактических уставок и весовых коэффициентов и входом блока вйчитающих уст ройств, второй ключ включен между выходом блока сумматоров и входом блока корректирующих фильтров, первый регистр включен между входом блока корректирующих -фильтров и входом блока расчета фактических установок и весовых коэффициентов, третий кл(оч и блок логического сложения, связан-. ный своим первым входом с выходом этого ключа, включены. между выхода/. ми датчиков частоты и перетоков мощности блока телеизмерения и входом блока расчета фактических установок и весовых коэффициентов, вход блока расчета коэффициентов долевого участия соединен с первым входом блока умножения матриц, .второй вход которого связан с выходом блока сумматоров, а выход — с первым входом блока сложения матриц, второй вход которого соединен с входом третьего ключа, . а выход — с входом четвертого ключа, выход которого связан с вторым входом блока логического сложения, причем распределитель импульсов имеет три выхода, первый из которых соединен с управляющим входом третьего ключа и с первым входом второго регистра, второй — с управляющим вхо-: дом блока сравнения, третий— с. управляющим входом второго ключа, первый вход блока сравнения подключен.к входу первого ключа, второй вход — к выходу второго регистра, выход — к управляющим входам первого и четвертого ключа, а выход первого. ключа связан с вторым входом второго регистра.

1197004

Изобретение относится к области автоматики электроэнергетических систем и является усовершенствованием изобретения по авт.св. 9 1089698. .Целью изобретения является повышение экономичности и надежности энергоснабжения путем улучшения использования пропускной способности линий

-передач и режима работы электростанций.

На фиг. 1 и. 2 изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит соединенный с энергосистемой 1 блок 2 телеиэме-. реник регулируемых параметров, блок 3 задатчиков установок и коэффициентов влия ния °

При этом. первый выход блока 2 телеизмерений объединяет выходы датчика 2-1-1 частоты и датчиков 21-2,... перетоков мощности, а его второй выход объединяет .выходы датчиков 2-2-1, 2-2-2,... генерируемых мощностей. Первый выход блока:3 задатчиков установок и коэффициентов влияния объединяет выходы задатчиков 3-1-1, 3-1, 2 уставок частоты, задатчиков 3-1-3, 3-1-4, ... уставок перетоков мощности, задатчиков 3-2-1, 3-2-2„... уставок генерируемых мощностей, а его второй выход объединяет выходы задатчиков 3-3-1, 3-3-2,... коэффициентов влияния, С энергосистемой 1 каналом 4 управ ления мощностью регулируемых объектов связан управляющий блок 5. Его .входы присоединены к выходам блока 2 телеизмерений регулируемьм параметров и блока 3 задатчиков уставок и коэффициентов влияния. управляющий блок э содержит блок 6 корректирующих фильтров, выход которого является выходом управляющего блока 5 в целом, и блок 7 расчета фактических уставок и весовых коэффициентов, первый вход которого связан с первым выходом блока 3 задатчиков уставок и коэффициентов влияния, второй вход — с вторым выходом блока 2 телеизмерений регулируемых параметров, а первый выход — с первым входом блока 8 расчета коэффициентов долевого участия, второй вход которого подключен к второму выходу блока 3 задатчиков уставок и коэффициентов влияния. Второй вход блока 9 вычитателей подключен к первому выходу блока 2 телеизмерений регулируемых параметров.

Выходы блока 8 расчета коэффициентов долевого участия и блока 9 вычитателей подключены к входам блока 10. умножителей, выход которого присоединен к входу блока 11 сумматоров.

Управляющий блок содержит также блок 12 логического сложения, четыре ключа 13-16, два регистра 17 и 18, 10 распределитель 19 импульсов, блок 20 сравнения, блок 21 умножения матриц и блок 22 сложения матриц. Первый ключ 13 включен между вторым выходом блока 7 расчета фактических

15 уставок и весовых коэффициентов и первым входом блока 9 вьиитающих устройств. Второй ключ 14 включен между выходом блока 11 сумматоров. и входом блока 6 корректирующих

20 фильтров. Первый -регистр 17 включен между входом блока 6 корректирующих фильтров и четвертым входом блока 7 расчета фактических уставок и весовых коэффициентов . Третий

25 ключ 15 и блок 12 логического сложения, связанный своим первым входом . с выходом этого ключа, включены между выходами датчиков частоты -и перетоков мощности блока телеизмеЗ0 рений и третьим входом блока 7 расчета фактических уставок и весовых коэффициентов. Второй вход блока 8 расчета коэффициентов долевого участия соединен с первым входом блока умножения матриц, второй вход

35 которого связан с выходом блока 11 сумматоров, а выход — с первым входом блока 22 сложения матриц. Второй вход этого блока соединен с входом

40 третьего ключа 15, а выход — с входом четвертого ключа 16, выход которого, связан с вторым входом блока 12 логического сложения. Распределитель 19 импульсов имеет три выхода, 45 первый из которых соединен с управляющим входом третьего ключа 15 и с первым входом второго регистра 18, второй — с управляющим входом блока 20 сравнения, третий — с управ50 ляющим входом второго ключа 14. Первый вход блока 20 сравнения подключен к входу первого ключа 13, второй вход — ю выходу второго регистра 18, выход — к управляющим входам первого 13 и четвертого 16 .ключей, а вы55 ход первого ключа 13 связан с вторым входом второго регистра 18.

Ллгоритм вьиисления управляющих воздействий состоит в следующем.

1197004

Алгоритм регулирования при этомпринимает следующий вид.

Вычисляют вектор фактических уставок х ".в зависимости от вектора телеизмерений регулируемых пара.метров х и векторов уставок этих

I я параметров х и х ; эта зависимость реализуется блоком 7 расчета фактических уставок и весовых коэффициентов и обозначается далее как

x =g(x х, х ). (1)

Вычисляют матрицы весовых коэффи- 10 циентов Q,L в зависимости от вектор ff ров х, х, х и матрицы весовых коэффициентов Н в зависимости от вектора телеизмерений генерирующих мощностей Р„, векторов уставок этих 15 мощностеи Р„, Р „ и найденного на предыдущем шаге вектора управления V.

Эти зависимости также реализуются блоком 7 расчета фактических уставок

I и весовых коэффициентов и .обозначают- 20 ся далее как

Q =. p (x, х, х" ) . (2)

H=y„(P„, Р„, Р„, V) . (3)

Вычисляют матрицы коэффициентов долевого участия В по формуле 25

В= (G QG+H) (GTQ) . (4) где G — матрица коэффициентов влияния.

Эта зависимость реализуется блоком 8 расчета коэффициентов долевого участия.

Вычисляют вектор управления V по формуле

Ч=В(х -х), (5) эта зависимость реализуется блоком 9 вычитаюших устройств, блоком 10

35 .умножения, блоком 11 сумматоров.

В результате реализации этих управлений .известным устройством энергосистема 1 переходит в состоя-40 ние, характеризующееся новым значе-, нием вектора регулируемых.параметров, которое далее обозначается как х*. Это значение может быть найдейо по формуле .

x*=x+GV. (6)

В устройстве дополнительно к этому предусматривается прогноз значе- . ний х* регулируемых параметров, которые получатся в результате реализации вычисленных управлений V*, и пе 50 ресчет уставок х о и весовых коэффи- циентов Q, т.е, определение их новых значений х "= (х*, х, х ),. (7)

Q*=qq(*) p ) (8) 55

Известны векторы Р„и х, измеренные в данный момент, а,также вектор управления V вычисленный на предыдущем цикле регулирования и выданный в энергосистему для реализации.

Предположим, .что х*=х, х =О.

Вычисляем фактические уставки х* по (7), матрицы весовых коэффициентов Q* по (8), матрицы весовых коэффициентов Н по (3), сравниваем векторы х и х* (при их совпадении— переход к выдаче вектора управле.ния V=V*), а при несовпадении— переход к присвоению х 7=х* присваи-о ваем х =х,. вычисляем матрицы коэффициентов долевого участия

a=(G Q*G+H) (С *), (9) и вектор управления

V*--В(х -х), (10) вычисляем новое значение вектора регулируемых параметров, получаемого в результате реализации управлений Ч*, x*=x+GV* и переходим к вычислению фактичесх ких уставок х по (7), выдаем вектор управления V=V*.

Таким образом, вычисление фактических уставок x* по (7) и нового о значения вектора регулируемых параметров, получаемого в результате реализации управлений V* х* х+СЧ*, этого алгоритма повторяется до тех пор, пока не будет достигнуто равенство.х =х*, что свидетельствует о правильном выборе фактических уставок.

Устройство функционирует следующим образом.

Распределитель 19 импульсов вырабатывает на своем первом выходе пусковой импульс, который устанав- ливает в нуль второй регистр 18 и открывает третий ключ !5. При этом на выходе блока 7 расчета фактических уставок и весовых коэффициентов поступают вектор х (с первого выхода блока 2.телеизмерений через третий ключ 15 в блок 12 . логического сложения, вектор Р (с второго выхода блока 2 телеизмерений), векторы уставок х х и

° 1

Р, P> (с первого выхода блока 3 задатчиков уставок и коэффициентов влияния) и вектор управлений V (с выхода первого регистра 17).

Блок 7 расчета фактических уставок

5 1197 и весовых коэффициентов вычисляет вектор х . и матрицы (j* и Н в соответствии с формулами (7), (8) и (g) алгоритма регулирования. Вектор х* .я с выхода этого блока и вектор х о 5 с выхода второго регистра 1 8 посту.пают на входы блока 20 сравнения.

Одновременно распределитель 19,импульсов на своем втором выходе выра.батывает импульс опроса блока 20 10 . сравнения. Так как х ф(х -=О), то этот блок вырабатывает сигнал, возникающий на его выходе. Этот сигнал открывает первый 13 и четвертый 16 ключи. При этом вектор х » 15 в качестве вектора х через первый

<люч 13 записывается во второй регистр 18 и подается на вход блока 9 ычитающих устройств, после чего, сак и в известном устройстве, íà 2р выходе блока 11 сумматоров вырабатывается вектор Ч*. Затем на блоке 21 умножения матриц вычисляется произ- . ведение GV* а на блоке 22 сложения матриц вычисляется вектор х* в сост- 25 ветствии с уравнением (11) алгоритма регулирования.

Вектор х* через четвертый ключ 16 и блок 12 логического сложения подается на вход блока 7 расчета факти- щ

004 6 ческих уставок и весовых коэффициентов. Далее процесс вычислений повторяется по уравнению (7) алгоритма регулирования.

Если блок 20 сравнения обнаружит равенство х =х »,. то сигнал Р на его выходе не вознйкает и процесс уточнения управления прервется.

После выдачи определенного числа импульсов опроса распределитель 19 импульсов вырабатывает на своем третьем выходе импульс окончания цикла регулирования. Этот импульс открывает второй ключ 14 и вектор Ч* с блока 11 сумматора через этот ключ передается в качестве вектора V в первый регистр 17, а также через блок 6 корректирующих фильтров выдается в канал 4 управления мощностью регулирующих объектов.

Следующий цикл регулирования опять начинается с выдачи пускового импульса распределителя 19 импульсов и т.п. Таким образом, в каждом цикле регулирования распределитель 19 вырабатывает один пусковой импульс, определенное число импульсов опроса блока 20 сравнения и один импульс окончания цикла регулирования.

1197004

1197004

Составитель К.Фотина

Редактор Л.Гратилло Техред Л.Микеш Корректор C.Øeêìàð

Заказ 7572/54 Тираж 619 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