Устройство для предотвращения нарушения устойчивости при аварийном дефиците активной мощности в энергосистеме

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к противоаварийной автоматике энергосистем. Цель изобретения - повышение точности фиксации величины аварийного дефицита путем автоматической перестройки устройства в исходных нагрузочных режимах и уменьшение экономического ущерба от излишнего отключения нагрузки. На основании информации об активной мощности неходкого режима в сечении слабой ветви, угле между напряженными и модулях напряжения в узлах слабой ветви формируются величины управляющего воздействия на отключение нагрузки. При этом в каждом исходном режиме подготавливаются определенные величины управляющих воздействий на случаи возкикновения аварийного дефицита определенной величины. Уставки для определения возникшего дефицита так же корректируются в зависимости от параметров исходного режима. Устройство обладает адаптациейв каждом исходном режиме при фиксации опасного аварийного дефицита и выполнении дозированного управлянщего воздействия для предотвращения нарушения устойчивости 5 з.п. ф-лы, 12 ил. СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 5ц 4 Н 02 J 3/24

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Ilo делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3848018/24-07 (22) 28.01.85 (46) 15. 11. 86. Бюл. М 42 (7 1) Киевский отдел комплексного проектирования Украинского отделения

Ордена Октябрьской Революции всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Энергосетьпроект" (72) Т.В. Колонский (53) 621.311.016.35(088.8) (56).Иофьев В.И. Автоматическое аварийное управление мощностью энергосистем. М.: Энергия, 1.974, 104 с.

Портной M.Ã., Рабинович P.Ñ. Управление энергосистемами для обеспе-. чения устойчивости. М.: Энергия, 1978, 61 с.

Авторское свидетельство СССР

4Ф--961039, .кл. Н 02 J 3/24, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

НАРУШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ПРИ АВАРИЙH0N ДЕФИЦИТЕ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В

ЭHEPГОСИСТЕМЕ (57) Изобретение относится к области электротехники, а именно к противоаварийной автоматике энергосистем.

„.во„„,и70Ы2 И

Цель изобретения — повышение точности фиксации величины аварийного дефицита путем автоматической перестройки устройства в исходных нагрузочных режимах и уменьшение экономического ущерба от излишнего отключения нагрузки. На основании информации об активной мощности исходного режима в сечении слабой ветви, угле между напряженными и модулях напряжения в узлах слабой ветви формируются величины управляющего воздействия на отключение нагрузки. При зток в каждом исходном режиме подготавливаются определенные величины управляющих воздействий на случаи возникновения аварийного дефицита определенной величины. Уставки для определения возникшего дефицита так же корректируются в зависимости от параметров исходного режима. Устройство обладает адаптацией в каждом исходном режиме при фиксации опасного аварийного дефицита и выполнении дозированного управляющего воздействия для предотвращения нарушения устойчивости; 5 з.п. ф-лы, 12 ил.

1270832

Изобретение относится к энергетике, а именно к области противоаварийной автоматики энергосистем.

Цель изобретения — повышение точности фиксации величины аварийнсго дефицита путем автоматической перестройки устройства в исходных нагрузочных режимах и уменьшения экономического ущерба от излишнего отключения нагрузки. 10

На фиг. 1 изображена схема сети, эквивалентированная относительно слабой ветви между узлами, по которой происходит нарушение устойчивости при аварийных дефицитах в приемной энергосистеме, и структурная схема устройства с основными элементами и блоками применительно для этой схемы сети; на фиг. 2 — 12 — структурные схемы отдельных блоков, входящих в основную структурную схему устройства: блока фиксации предельной активной мощности (фиг. 2); блока фиксации перетока активной мощности с заданным коэффициентом запаса по с гатической устойчивости (фиг. 3); блока формирования уставки по углу чувствительного элемента угла (фиг.4);блока: формирования уставки по углу грубого элемента угла (фиг. 5); блока фиксации предельного дефицита по статической устойчивости (фиг. 6); блока фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости (фиг. 7); блока фиксации промежуточного дефицита (фиг. 8); подблока в составе блока фиксации скольжения, соответствующего уставкам чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по статической устойчивости, 40 предельном дефиците по динамической устойчивости и промежуточном,цефиците (фиг. 9); блока формирования уставки по времени между. моментами срабатывания чувствительного и грубого элемен45 тов угла при предельном дефиците по статической устойчивости, предельном дефиците по динамической устойчивости и промежуточном дефиците (фиг. 10); блока формирования величины управляю- б шего воздействия при аварийном дефиците,. равном и выше предельного по статической устойчивости (фиг. 11); блока формирования величины управляющего воздействия при аварийном дефиците, равном и выше предельного дефицита по динамической устойчивости, промежуточного дефицита (фиг. 12).

Ца фиг. 1 изображена эквивалентная двухмашинная схема сети с отправной 1 и приемной 2 энергосистемами при постоянных напряжениях на их шинах, обеспечиваемых автоматическими регуляторами напряжения, и направлении перетока от энергосистемы 1 к энергосистеме 2. Применительно к этой схеме сети структурная схема устройства (фиг. 1) содержит следующие основные элементы и блоки, соединенные между собой телеканалами доаварийной информации; элемент 3 фиксации активной мощности P исходного режима в сечении слабой ветви, элемент 4 фиксации угла о, между напряжениями в узлах слабой ветви, элементы 5 и 6 фиксации модулей напряжения в узлах слабой ветви U,, U блок 7 фиксации предельной активной мощности в сечении слабой ветви, блок 8 фиксации перетока активной мощности с заданным коэффициентом запаса К> по статической устойчивости в сечении слабой ветви, блок 9 фиксации предельного дефицита активной мощности по условию сохранения статической устойчивости, блок 10 фиксации предельного дефицита активной мощности по условию сохранения динамической устойчивости, блок 11 фиксации промежуточного дефицита активной мощности, величина которого является средним арифметическим между максимально возможным дефицитом и предельном дефицитом по динамической устойчивости, блок 12 формирования уставки по углу чувствительного элемента блок 13 формирования уставки по углу грубого элемента угла д чувствительньпЬ элемент 6> угла 14 и грубый элемент 4 угла 15 с автоматическим перестраиваемыми уставками, блок 16 фиксации скольжения, соответствующего уставкам чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по статической устойчивости, блок 17 фиксации скольжения, соответствующего уставкам чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по динамической устойчивости, блок 18 фиксации скольжения, соответствующего уставкам чувствительного и грубого элементов угла при промежуточном дефиците, блок 19 формирования уставки по времени между моментами срабатывания чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефици11. на другой вход которого подается сигнал о. величине активной мощности исходного режима Р, в сечении ветви 1-2 с выхода элемента 8.

В блоке 9 фиксация предельного дефицита активной мощности ЬР, и соответствующей предельной перегрузки Р „ по условию сохранения статической устойчивости в сечении ветви

1-2 осуществляется на основании гыра- 1я жений

1270832

12 (8) Р1К 1, (9) P

P = P +hP } г 1г 1г Р+ р г г + 0,25 Ра . (6) (11а) онсг »с (9»и

В блоке 27 формирование величины управляющего воздействия на ОН при аварийном дефиците, равном и выше промежуточного дефицита в данном исходном режиме (фиг. 12), осуществляется по большему значению P „> р выражениях (12) (7) (12а) Р

C42 qg 4 С42 р р

1 2 где К, K f — результирующие коэффи-

2 циенты крутизны статических характеристик по частоте (обратные коэффициенты статизма) отправной 1 и приемной 2 энергосистем мощностью Р, и P

Сигнал на выходе блока 7 о величи-25 не Р„, по (1) подается на вход блока 1(f на другой вход которого подается сигнал о величине активной мощности исходного режима P > в сечении ветви 1-2 с выхода элемента 3. 30

В блоке 10 фиксация предельного дефицита активной мощности йр9, и соответствующей предельной перегрузке Р9, по условию сохранения динамической устойчивости в сечении слабой З ветви 1-2 (фиг. 7) осуществляется на основании выражений Р, = 0 75 (P — P ) — — — - - ° (5) р

9 г при р У

Сигнал на выходе блока 10 о величине h Р9< по (5) подается на вход блока 11. В блоке 11 фиксации промежуточного дефицита активной мощности г р „„,, как среднего между максимальным и предельным дефицитом, и соответствующей перегрузки Р „,,, обуславливающих нарушение устойчивости в сечении ветви 1-2 (фиг. 8) осу5$ ществляется на основании выражений

4pei2+ <Р

hp

° °

9n sg

P г P +ар

q» q <2 Ч" 12

z где ЛР— максимальная величина возможного дефицита, соответствукицая, например, аварийному отключению всех генераторов наиболее крупной электростанции в приемной энергосистеме 2.

Сигнал на выходе блока 10 о величине АР>,по (5) подается также на входы блоков 25,26 и 27. К вторым входам блоков 25 и 26 подаются сигналы с выхода блока 9 и 11 соответстВенно О Величинах Л Рс 12 по (3) и АР 2 по (7) .

В блоке 25 формирования величины управляющих воздействий в виде отключения нагрузки (ОН) в приемной энергосистеме 2 при аварийном дефиците, равном и выше предельного но статической устойчивости в данном исходном режиме (фиг. 11), осуществляется по выражению (K» — коэффициент надежности) Ро» К» (hpg i2 P«2.) э ввиду того, что как известно, в напряженных исходных режимах Р9 > г р (10)

Блок 25 функционирует только при выполнении условия (10), когда разность по (9) имеет знак "плюс".

В блоке 26 формирование величины управляющего воздействия на отключение нагрузки (ОН) при аварийном дефиците, равном и выше предельного по динамической устойчивости в данном исходном режиме (фиг. 12), осуществляется по большему значению P

ОН Я в выражениях о р »9 (1 11с12 9 2 »9з " ф (w 9 2) s

=о»сз К»с (" и - се), !

3 1270832 где в (9), (11), (11о.), (12) {12а) :где

Рой 2 а РОи2вхо в состав Рв„

Сигналы с других выходов каждого блока 9,10 и 11 о величинах Р, по (4), Р „ по (6), Рэ„„ по (8) подаются соответственно на вход каждого блока

16,17 и 18, на входы которых подается также сигнал с выхода элемента 4 т„ о величине угла О„ в исходном режиме, 10 сигнал с выхода блока 7 о величине предела P„>qq по (1), сйгналы с выходов блоков 12 и 13 о величине уставки по углу чувствительного (б„у) и грубого (d,„ ) элементов угла. При этом 15 В в блоках 12 и 13 (фиг. 4,5) уставка бло б, и б,„ фиксируется на основании У и $, выражений чув вестному выражению т .т

Х (17)

T!1 ++TJ ба — взаимный угол между энергосистемами 1 и 2 (рад. );

<О. — угловая частота. каждом из полублоков (фиг. 9) ка 17 и 18 фиксация скольжения S> соответствующего уставкам ствительного и грубого элементов угла б„„ и д у при предельном дефиците и йерегрузке Р, по динамической устойчивости (блок 17) и при промежуточном дефиците и перегрузке Р „ (блок 18), осуществляется на основа нии аналогичных с (15) и (16) выражений при использовании вместо Р, значения Р,1,> (с выхода блока 10) дляблока 17 и значения Р д„ (с выхода блока 11) для блока 18.

Сигналы с выходов каждого блока

16,17 и 18 о величинах $Чс и $„ и

S > и $,, $ч „и $„„подаются соответственно на входы олоков 19,20 и 21, на другие входы которых подаются сигналы с выходов блоков 12 и

13 о величинах d и б „у . В блоке

19 (фиг. 10) формирование уставки по времени дйс между моментами срабатывания чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по статической устойчивости осуществляется на осчовании выражения

d чав,; (13) (14) ,у = < Чу + Ь где э6 т (f ч („ чу ) 2

Sñð $чс + Srñ

Формирование в блоке 20 (фиг. 10) уставки по времени д при предельЯ ном дефиците по динамической устойчивости и в блоке 21 (@иг. tO) уставки по времени at при промежуточном дефиците осуществляется на основании аналогичного с (18) выражений при использовании вместо S и $ значений $.Чэ и S (выходов блока 17) для блока 20 и значений S „ и $„ „ (с выходов блока 18) для блока 2 1, Ь1э 50 пре (15) 1

Гс 27

Рпр е ээ — — т

+ (COS COS, ), (16) значение угла между энергосистемами 1 и 2 в исход- 5 ном режиме; значение угла, принимаемое для отстройки от нерегулярных колебаний мощности в исходном режиме; Ю значение угла, принимаемое для надежного функционирования чувствительного:и грубого элементов угла 14 и 15. 35

В каждом из подблоков (фиг. 9) блока 16 фиксация скольжения $ч и

S соответствующего уставкам чувст вительногэ и грубого элементов угла 40 и 6„„ при предельном дефиците и перегрузке по статической устойчивости осуществляется на основании зависимости S = f (б), для которой в рассматриваемых условиях 45 можно принять выражение фазовой траектории

S =-«! — - 2W -> j(8 d ) чс 2у у о т, чу ! э ч

+ (соя бчу — соз <,э ) l4

$„, и S„, скольжение, Гц (1 Гц =

=- 27i рад/с);

Т вЂ” эквивалентная механиЗэ ческая постоянная инерция (с), предварительно вычисляемая по из$ чс+ $гс

Sс 2 (19) 3 127 те по статической устойчивости, блок 20 формирования уставки по времени между моментами срабатывания чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по дина- мической устойчивости, блок 21 формирования уставки по времени между моментами срабатывания чувствительного и грубого элементов угла при промежу точном дефиците, элемент времени 22 для фиксации аварийного дефицита, равного и выше предельного по статической устойчивости, элемент времени

23 для фиксации аварийного дефицита, равного и вьппе предельного по динамической устойчивости, элемент времени .24 для фиксации аварийного дефицита, равного и выше промежуточного дефицита (все элементы временис автоматически перестраиваемыми ус- 2О тавками), блок 25 формирования величины управляющих воздействий при аварийном дефиците, равном и выше предельного по статической устойчивости, блок 26 формирования величины управляющих воздействий при аварийном дефиците, равном и вьппе предельного по динамической устойчивости, блок 27 формирования величины управляющих воздействий при аварийном

30 дефиците, равном и выше промежуточного дефицита, блок 28 подготовки управляющих воздействий при аварий ном дефиците, равном и выше предельного по статической устойчивости, блок 29 подготовки управляющих воздействий при аварийном дефиците, --равном и .вьппе предельного по динамической устойчивости, блок 30 подготовки управляющих воздействий при аварийном дефиците, равном и вьппе промежуточного дефицита, логические элементы И 31 — 36.

К входам блока 7 фиксации предельной активной мощности подключены вы- 1 ходы элементов 5 и 6 фиксации модулей напряжения в узлах слабой ветви.

Выход блока 7 подключен к входу блока 8 фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости. Выход элемента 4 фиксации угла подключен к входам блока 12 формирования уставки по углу чувствительного элемента, один из выходов которого подключен к входу блока 13 формирования уставки по углу грубого элемента, Выход элемента 3 фиксации активной мощности подключен к входам

0832 4 блока 9 фиксации предельного дефицита по статической устойчивости и блока 10 фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости. Один выход блока 10 фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости подключен к входу блока 11 фиксации промежуточного дефицита. К другому входу блока 9 фиксации предельного дефицита по статической устойчивости подключен выход блока 8 фиксации перетока активной мощности с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости. Выход каждого из трех блоков 9, 10 и 11 фиксации соответствующего дефицита подключен к входам своего блока 25,26 и 27 формирования величины управляющего воздействия и к входу своего блока

16,17 и 18 фиксации скольжения, к другим входам каждого из которых подключен выход элемента 4 фиксации угла, выход блока 7 фиксации предельной активной мощности и выходы блоков 12 и 13 формирования уставки по углу чувствительного и грубого элементов угла, другие выходы которых подключены к настроечным входам чувствительного и грубого элементов угла 14 и 15, к другим входам которых подключен выход элемента фиксации угла 4. Выход каждого блока 25,26 и

27 формирования величин управляющих воздействий подключен к входу своего блока 28, ?9 и 30 подготовки,управляющих воздействий.

Выходы блоков 16, 17 и 18 фиксации скольжения подключены к входам блоков 19,20 и 21 формирования уставки по времени, выходы которых подключены к настроечным входам элементов времени 22,23 и 24. Выход чувствительного элемента угла 14 подключен к входу элементов времени 22,23 и

24, инвертированный выход. каждого из которых включен последовательно с грубого элемента угла 15 с помощью элемента И 31,32 н 33. Выход каждого из элементов И 31,32 и 33,.являкнцийся выходом блока фиксации скорости изменения угла (скольжения), включен последовательно с выходом 28,29 и

30 подготовки управляющих воздействий с помощью элемента И 34 35 н 36, выход каждого из которых является выходом устройства для выполнения управляющих воздействий.

1270832

Втс(Т-- Пт, Э с1 !Ч,г(Н ) . O

0= — ) (ттц=, Т.-, (,фиг. и ь5 сii

j / ( =, П

i»2„(!- f(/ ((1((»(с!!ц!!11 1(-и(пе.»ьной активной "iQ(f ности (,!()иг. 2 J (.Остоит )(3 элемента 37 у )«0"IåHèë двух модулей напряже.()г(1, ь узлах слабо 1 вет.— !!и и элемента 38,пеления на значение реактивHo1 0 сопротивления этой ветви, к вхоДУ --.:И(. )(.:ТЕ)(с(Котдт)01-0 ПОДК)II(IHPI) ВЬ);-(L1H () 1„; Е;-(т."1 Я

Ы)(ОГ 8 (l))))(("с(ции iIPI)I»тОка активнОЙ

I.(0(ii(i(; г.) С; - адат)(1Ь(,г! КОЭ(тфиц1(ЕНТОМ За.- 1Д

Пс! (;; i((."! а 1 1(т.(ЕС"(Оr уСТОИЧИ) »ОС 1 И 1 j ((>1 »,; 0 Qiт Г Ч Э Э П вЂ” МЕ»!) -1 2 2(ЦЕПЕ

НХ(я (р(»,i((с. . .! Ь(lой dКТИЗНОЫ 1(0((I((OCT И Ня

ЗС»Д»НH()f (ПЗС I. ()ЯПЧЬ)И (СОЭ(»т)(риц»Г(ЕН 1 т

»БНО(- 1 )Q )(и!(()Овация у(" тс(вки ПО

УГЛУ т»т. i!C: В-.. тЕЛЬНОГQ ЭЛЕМЕН" B УГЛЯ !

,()и - 1, со=: Оит -.-:=, элемент» 4 слоПЕНЕЛ,,; ВХ011ЛМ 1(0 CIPOГО Г(»ПЦКЛ(»)т)ЕН

ВЬ)ХО-.:: iiЕ(гс((—.=1.-,1)т(((сот(и)(уГЛ» И ПОдВЕДЕ1то q„i Пг(„, .ОЕ ЗНДЧСЦ IC У Г. =

Jfj

-, -(01(1 -((»1(»р(тптрот)ЛНИП r C Т»ВК.1 ПО г ,тбо i;Л(-М(П . (1 уГПЛ фи): 5)

С.Q!(г,г()((p((p(i, Q(1 ОЛО

»!1;.II(jl °,,тj т)1(С" 1(/ )1 ) т 3(- 1 т 2

;-и с .,! ;.;; —. (я угля н Од))едено

Е н Ят(P Hò.-Е У ЛЯ /5 С!.(.„ .)»Нс(=-.,".::.Ги предельн Ого дефи—

j-* *" Тт)ЧЕ, Г Сй,т ".Ойт»И О(- ги

-.Ои(т -.(э .-,-,:;:,Ого ле: ентя ЗО ,;;, (.1=-;-ОЕХ ),,» Ü:.ÅI.I О В -(Ч-.

-,--;.-.;-. т!П ттг с (1)ст . Q JlQ(ij =!HTC 3 — jii Lj"j. с(Л . Qe (-) ТОГ»! I I

-,,—,-О,—:,;,,; »»е;т»ец г:. - ; 2 вгпч :-..тания . .1.2 поп:;, П. ; .- I лыха;т . .:(.кя : If!i)<». апик пе рет„..-;;; .1(с: .-;1)::)О!....;I,,:i. т,i . = адянньп(КОЭ(()(!.с!иИ:=:= i;; 3;=»1 ЯС(! ii ВЫХСД ЭЛЕМЕН та фij)cr -„(ции я1(ттс(ВНОй(МО(ПНОСТИ 2 К

»ЗХОДЯМ Л(-, » ". 0 Ij(= l "(TГЯ -! ) УМНОЖЕН)!21 в, -„.;,,—,--,,...,, /,(...,,-,, - . 411

Подь: — II((ÍÝ вЂ”:.-;; -.Ент(Е яК» ИВНОИ IIQ(i(HQСТИ - -(р-""-- - --р::-:-":. ..1 . = » : "астоте ).ч 1;- мной

Э (тЕ.» l () .»г»С 1 ЕМЬ(, К В " .ОЛЯМ ВТQ)201 2 Э) (Е

4.»2 !

»;,à.-, = :,:;!()пожени)1 .:.Одвере(!о .-качеНИЕ Я)(:;;л ЗЯС!. :.".0(ПНОтсти. И KCIÝÎ)ô) ÖÈCI(ТЯ

K ) ."». - ". " i f! HI - ескc! ;.. ::"арактерис."ГиГи

l(0 Ч-,С i Q! i- !»", Р(1 I,(HОй "HPP(Q(ИСТЕМЫ,Г

Вт;)г- аЬ" г ." .тг -,1 - -т- -"- ()i Q =-(Л(ПМ(гц т О — ПИ:-: Погс(ЛЮЧЕ Iii 1 Вскод г.м т-,. 1»С» СС ЭЛЕЬ» НТ 4 ) CHQ)l((B(П»я HI.IХО,,". —:Ql . C!ÐQ!-О»1..((1. Tß С ВЬГ(О()ОМ 1!ЛЕМЕ!1тя i 2 .. Ь -.1-:: =Ния ПО)Пт)СЛ(ПЧЕ1!Ь()С .-- >-ОдаМ i тъЕ г; Е;; г -, )тЕМЕт(пi » 48 ттми )K,HÊ2(, ВЫ"(В)(оr» I! .,)= ";М :, j (Cлсг:1(ОТО:О. ."О ПОПКЛК!"-

I т(ЕГ;-.,—,;-,-,т(", тот)ого элеменс сс . 4 7 УМНО-жения. Выход первого элемента 50 леления, являющийся вь(ходом блока с информацией о предельном дефиците по статической устойчивости, подключен к входу четвертого элемента 49 умножения на значение активной мощности отправной энергосистемы.

Выход четвертого элемента 49 умножения подключен к входу числителя второго элемента 51 деления, к входу знаменателя которого подключен выход второго элемента 44 сложения, активньгх мощностей отправной и приемной энергосистемы. Выход второго элемента 51 деления подключен к входу третьего элемента 45 спожения, к другому входу которого подключен выход элемента 3 фиксации активной мощности.

Выход третьего элемента 45 сложения явпяется вторым выходом блока 9 с с информацией о предельной перегрузке по статической устойчивости. Блок

18! фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости (,фиг. 7) состоит из одногO элемента 52 вычитания, двух элементов 53 и 54 сложения, двух элементов 55 и 56 умножения, двух элементов деления 57 и 58. К входам элемента 52 вычитания подключены выход бг(ока 7 фиксации предельной активной мощности и выход элемента 3 фиксации активной мощности.

К входам первого элемента 53 слсженнтя подведены значения активной мсщности приемной и отправной энергосистем. Выходы элемента вычитания 52 и первого 53 элемента сложения подключены к входам первого элемента умножения 55, к третьему входу которого подведено значение постоянного коэффициента 0,75. Выход первого элемента 55 умножения подключен к входу числителя первого элемента, деления 57, к входу знаменателя которого подведено значение активной мощности отправной энергосистемь ..

Выход первого элемента деления 57, являющийся выходом блока 10 с информацией о предельном дефиците по динамической устойчивости, подключен к входу )зторогс элемента 56 умножения .;;я значение активной мощности отправ;-;.Ой энергосистемы. Выход второго элемента 56 умножения подключен к вгходу числителя второго элемента 58 деления, к входу знаменателя которо:! Q подключен. выход первого элемента

53 сложения. Выход второго элемента

7 1270

58 деления подключен к входу второго элемента 54 сложения, к другому входу которого подключен выход элемента

3 фиксации активной мощности. Выход второго элемента 54 сложения является вторым выходом блока 10 .с информацией о предельной перегрузке по динамической устойчивости.

Елок 11 фиксации промежуточного дефицита (фиг. 8) состоит из трех 10 элементов 59,60 и 61 сложения, одного элемента 62 умножения и двух элементов 63 я. 64 деления, К входам первого элемента 59 сложения подключен выход блока 10 фиксация предельного 15 дефицита по динамической устойчивости и подведено значение максимально возможного дефицита, выход первого элемента 59 сложения подключен к входу числителя первого элемента 63 деле- N ния, к входу знаменателя которого подведено значение коэффициента, равное 2. Выход первого элемента 63 деления, являющийся выходом блока 11 с информацией о промежуточном де- 2$ фиците, подключен к входу элемента

62 умножения на значение активной мощности отправной энергосистемы.

Выход элемента 62 умножения подключен к входу числителя второго элемента ЗО

64 деления, к входу знаменателя которого подключен выход второго элемента 60 сложения активных мощностей отправной и приемной энергосистем.

Выход второго элемента деления 64 подключен к входу третьего элемента

61 сложения, к другому входу которого подключен выход элемента 3 фиксации активной мощности. Выход третьего элемента 6 1 сложения является вторым д выходом блока 11 с информацией о перегрузке от промежуточного дефицита. Каждый из трех блоков 16, 17 и 18 фиксации скольжения, соответствующего уставкам чувствительного и грубого 5 элементов угла при предельном дефиците по статической устойчивости (блок

16), предельном дефиците по динамической устойчивости (блок 17) и промежуточном дефиците (блок 18), сос- @ тоит из двух подблоков для фиксации скольжения, соответствующего уставкам чувствительного элемента угла Sy, и для фиксации скольжения, соответствующего уставкам грубого элемента 5 угла S,, а каждый из подблоков (фиг ° 9) состоит из двух элементов

65 и 66 вычитания, одного элемента

832 ° 8 сложения 67, трех элементов 68,69 и

70 умножения, двух элементов 71 и

72 деления, двух элементов cos 73 и 74 и одного элемента 75 извлечения квадратного корня. К входам первого элемента 65 вычитания подключен выход блока 12 формирования уставки по углу чувствительного (б„ ) элемента угла для первого подблока или выход блока 13 формирования уставки по углу грубого (6 „ ) элемента угла для второго подблока и выход элемента 4 фиксации угла. К числителю первого элемента деления 71 подключен выход блока 9 фиксации предельного дефицита по статической устойчивости или выход блока 10 фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости, или выход блока 11 фиксации промежуточного дефицита, а к входу знаменателя подключен выход блока 7 фиксации предельной активной мощности. Выходы первого элемента 65 вычитания и первого элемента 71 деления подключены к входам первого элемента 68 умножения, выход которого подключен к входу элемента 67 сложения, к другому входу которого подключен выход второго элемента бб вычитания. К входам элемента бб вычитания подключен выход первого и второго элементов

cos 73 и 74, а к входу первого элемента 73 подключен выход блока 12 формирования уставки по углу чувствительного элемента угла для первого подблока нлн выход блока 13 формирования уставки по углу грубого элемента для второго подблока. К входу второго элемента сое 74 подключен выход элемента 4 фиксации угла. Выход элемента 67 сложения подключен к входам второго элемента 69 умножения, к другим входам которого подключен выход блока 7 фиксации предельной активной мощности и подведено значение коэффициента 2M ° Выход второго элемента 69 умножения подключен к числителю второго элемента 72 деления, к входу знаменателя которого подведено значение эквивалентной механической постоянной инерции. Выход второго элемента 72 деления подключен к элементу 75 извлечения квадратного корня, выход которого подключен к . входу третьего элемента 70 умножения на значение коэффициента 1/Л . Выход третьего элемента 70 умножения явля9 12708 ется выходом подблока с информацией о значении скольжения, Каждый из трех блоков 19,20 и21 формирования уставки по времени при предельном дефиците по статической устойчивости, предельном дефиците по динамической устойчивости и промежуточном дефиците состоит (фиг.10) из элемента 76 вычитания, элемента

77 сложения, элемента 78 умножения 10 и элемента 79 деления. К входам элемента 76 вычитания подключены выходы грубого и чувствительного элементов угла 14 и 15. К входам элемента 77 сложения подключены выходы блока фик- 1 сации скольжения, соответствующего уставкам чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по статической устойчивости (блока 16) или при предельном дефици- 90 те по динамической устойчивости (блока 17), или при промежуточном дефиците (блока 18). Выход элемента 76 вычитания подключен к входу элемента 78 умножения на значение 25 коэффициента 2. Выход элемента 78 умножения подключен к входу числителя элемента 79 деления, к входу знаменателя которого подключен выход элемента 77 сложения. Выход элемен- З0 та 79 деления является выходом блока 19,20 и 21 с информацией о выдержке времени для соответствующего элемента времени 22,23 и 24.

Блок 25 формирования величины управляющего воздействия .при аварийном дефиците, равном и выше предельного по статической устойчивости, состоит (фиг. 11) из элемента 80 вычитания н элемента 81 умножения. К . 0 входам элемента 80 вычитания подключены выходы блоков 10 и 9 фиксации предельного дефицита по динамической и статической устойчивости. Выход элемента 80 вычитания подключен к входу элемента 81 умножения на значение коэффициента Ки, выход которого является выходом блока 25 с информацией о величине управляющего aosдействия. Каждый из блоков 26 и 27 формирования величины управляющего воздействия при аварийном дефиците, равном и выше предельного по динами-, ческой устойчивости (блок 26), или промежуточного дефицита (блок 27) состоит (фиг. 12) из двух элементов

82 и 83 вычитания, двух элементов

84 и 85 умножения и элемента 86 сравнения с выбором большего значе111 1 9

Р1

Х !

2 где Х, — индуктивное сопротивление ветви 1-2, предварительно заданное или измеренное;

U1, U> — напряжения на выходах элементов 5 и б.

Сигнал на выходе блока 7 о величине P„ð, подается на вход блока 8 фиксаций перетока активной мощности с заданным коэффициентом запаса К, например, 1,08 по статической усто чивости в сечении ветви 1-2 в соот ветствии с выражением (фиг. 3) Ъл.=к (2) К 12

Сигнал на выходе блока 8 о величине P„, подается на вход блока 9, 32 10 ния. К вхбдам первого элемента 82 вычитания подключен выход блока 11 фиксации промежуточного дефицита (блок 26) или подведено значение максимального возможного дефицита (блок

27) и подключен выход блока 9 фиксации предельного дефицита по статической устойчивости. К входам второго элемента 83 вычитания подключен выход блока 11 фиксации промежуточного де- фицита (блок 26) или подведено значение максимально возможного дефици-. та (блок 27) и подключен выход блока

10 фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости, Выход первого и второго элементов 82 и 83 вычитания подключен к своему первому и второму элементу 84 и 85 умножения на значение коэффициента К и К„ нс м

Выходы первого и второго элементов

84 и 85 умножения подключены к элементу 86 сравнения, выход которого является выходом блоков 26 и 27 с информацией о величине управляющего воздействия.

Блоки подготовки управляющих воздействий 28,29 и 30 выполняются на известных принципах в виде блоков памяти на базе триггеров или двухпозиционных реле.

Устройство работает следующим о6разом.

В исходном, режиме информация с выходов элементов 5 и 6 подается на входы блока 7, который фиксирует предельйую активную мощность между энергосистемами 1 и 2 (в дальнейшем ветви 1-2) в соответствии с выражением (фиг. 2) 15 1270

Сигналы с выхода блоков 19, 20 и

21 о величинах йс, at, At > подаются соответственно на настроечный вход элементов времени 22, 23.и 24, а с выхода блоков 12 и 13 о величи5 нах бц и б,„ — на настроечный вход

Ц элементов угла 14 и 15. Автоматичес-! кая перестройка установок в настроечных входах чувствительного и rpytioro элементов угла 14 и 15, а также элементов времени 22, 23 и 24 выполняется на известных принципах плавного или дискретного изменения величины активного сопротивления в цепи реле напряжения элемента угла 14 и 15 и в активно-емкостной цепи (КС) элементов времени 22, 23 и 24. Благодаря указанному изменяется уставка элементов угла 14,4 и 15 и элементов времени 22, 23 и

24. Поэтому в каждом исходном режиме в предлагаемом устройстве чувствительный и грубый элементы угла

14 и 15 имеют определенные уставки по (13) и (14). 25

В каждом исходном режиме элемейты времени 22, 23 и 24 также имеют определенные уставки выдержек времени по (18), блоки 25,26 и 27 формируют, а блоки 28,29 и 30 подготавливают определенные величины управляющих воздействий по (9), (11), (11a), (12), (12a.) на случаи возникновения аварийного дефицита определенной величины. В данном ис35 ходном режиме при возникновении аварийного дефицита благодаря увеличению угла О, сначала срабатывает

1чувствительныи элемент угла 14 и сигналом со своего выхода запускает элементы времени 22,23 и 24, на выходах которых появляется сигнал в течение их выдержек времени. Затем срабатывает грубый элемент угла 15.

При возникновении опасного аварийного дефицита в зависимости от его

45 величины в условиях срабатывания чувствительного и грубого элементов угла 14 и 15 не успеет исчезнуть сигнал с выхода элемента времени 22 при при дефиците, равном и выше предельного по статической устойчивости, элемента времени 23 при дефиците, равном и выше предельного по динамической устойчивости, и элемента времени 24 при дефиците, равном и выше промежуточного. Поэтому на выходе таких элементов времени сигнал сохраняется в момент срабатывания гру832 16 бого элемента угла 15, благодаря чему появляется сигнал на выходе соответствующих элементов И 31 при дефицитах выше предельного по статической устойчивости, но ниже предельного по динамической устойчивости, 31 и 32 при дефицитах выше предельного по динамической устойчивости, но ниже промежуточного дефицита, 31, 32 и 33 при дефицитах выше промежуточного.

Сигналы с выходов элементов И 31, 32 и 33 поступают на входы элементов И 34,35 и 36, на вторых входах которых уже подготовлены сигналы с информацией о подготовленных в блоках 28,29 и 30 величинах управляющих воздействий для каждого из указанных опасных дефицитах в данном исходном режиме. Поэтому с выходов тех элементов И 34, 35 и 36, на входе которых появляются сигналы от элементов И 31, 32 и 33, сигналы по каналам аварийной информации направляются к исполнительным органам на ограничение мощности нагрузки для сохранения устойчивости при опасных аварийных дефицитах. Причем в состав большей ступени ОН входят меньшие ступени, т.е. в ОН входят ОН< и ОН, а в

При принятии в энергосистемах необходимых специальных мер по автоматическому регулированию и поддержанию напряжения практически постоянным в узлах схемы сети (с помощью

АРВ генераторов и синхронных компенсаторов) s условиях исходного и предельного по статической устойчивости режимов с помощью предлагае-иого устройства можно фиксировать величину аварийного дефицита и выполнить управляющие воздействия практически без проведения предварительных расчетов.

Такии образом, предлагаемое устройство обладает адаптацией в каждом исходном режиме при фиксации величины опасного аварийного дефицита и выполнении дозированного управляющего воздействия для предотвращения нарушения устойчивости.

Укаэанная адаптация практически исключает необходимость s расчетах устойчивости для настройки устройства, повышает точность выполнения управляющих воздействий и поэтому уменьшает экономический ущерб от

3270832 !8 излишнего отключения нагрузки, что создает важный положительный эффект, заключающийся в повышении устойчивости и надежности энергосистем.

Формула изобретения

Устройство для предотвращения нарушения устойчивости при аварий-, ном дефиците активной мощности в ц} энергосистеме, содержащее элемент, фиксации активной мощности исходного режима в сечении слабой ветви, элемент фиксации угла между напряжениями в узлах слабой ветви, элементы . 15 фиксации модулей напряжения в узлах слабой ветви, блок фиксации предельной мощности в сечении слабой ветви, блок фиксации перетока активной мощности с заданным коэффициентом эапа- щ са по статической устойчивости в сечении слабой ветви, причем ко входам блока фиксации предельной активной мощности подключены выходы элементов фиксации модулей напряжения в узлах 25 слабой ветви, выход блока фиксации предельной активной мощности подключен к входу блока фиксации перетока с задаккьач коэффициентом запаса по статической устойчивости, блок ЗО фиксации пределькой активной мощности состоит из элемента умножения двух модулей напряжения в узлах слабой ветви и элемента деления на зна- чение реактивного сопротивления этой З5 ветви, к входу числителя которого подключен выход элемента умножения, блок фиксации перетока актквной мощ" ности с заданкыи коэффициентом sanaca по статической устойчивости состо- р ит иэ элемента деления предельной активной мощности ка заданный постоян- . ный коэффициент, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности фиксации величины аварийного 45 дефицита путем автоматической перестройки устройства в исходных нагрузочных режимах и уменьшения экономического ущерба от излишнего отключения нагрузки, устройство снабжено 50 чувствительным и грубым элементами угла блоками формирования уставки по углу чувствительного и грубого ,! элементов угла, блоком фиксации предельного дефицита по статической ус- 55 тойчивости,блоком фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости, блоком фиксации промежуточнro дефицита как среднего между предельным и максимальным дефицитом, тремя блоками фиксации скольжения, соответствующего уставкам чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по статической устойчивости, предельном дефиците по динамической устойчивости и промежуточном дефиците, тремя блоками формирования уставки по времени и тремя элементами времени между моментами срабатывания чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по динамической устойчивости, предельном дефиците по статической устойчивости и промежуточном дефиците, тремя блоками формирования величин управляющих воздействий и соответственно тремя блоками подготовки управляющих воздействий при аварийных дефицитах, превышающих, предельный по статической и динамической устойчивости и промежуточный де- фицит, и логическими элементами И, причем выход элемента фиксации угла подключен к входам блока формирования уставки по углу чувствительного элемента, один из выходов которого подключен к входу блока фиксации уставки по углу грубого элемента, а выход элемента фиксации активной мощности подключен к входам блока фиксации предельного дефицита по статической устойчивости и блока фиксации предельного дефицита по динамиI ческой устойчивости, один выход блока фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости подключен к входу блока фиксации промежуточного дефицита, к другому входу блока фиксации предельного дефицита по .статической устойчнвости подключен выход блока фиксации. перетока активной мощности и заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости, а выход каждоro из трех блоков фиксации соответствующего дефицита подключен к входам своего блока фиксации величины управляющего воздействия и к входу своего блока фиксации скольжения, к другим входам каждого Hs которых подключен выход элемента фиксации угла, выход блока фиксации предельной активной мощности и выходы блока г формирования уставки по углу чувствительного и грубого элементов угла, щругие выходы которых подключены к

)832 ;, O подключен к»-ээ--.; 1лементл ">i!i; ..„! Hя!

9 7( настроечным входам чувствительного и грубого элементов угла, к другим входам которых подключен выход эJEeмента фиксапии угла, выход каждого блока формиронания величин правля5 ю|цих воздействий подключен к входу своего блока подготовки управляющих воздействий, а выходы блоков фиксации скольжения подключены к входам блоков формирования уставки по времени, выходы которых подключены к настроечным входам элементов времени, выхоп чувствительного элемента угла падключен к входу элементов времени, инвертированный выход каждого из которых вкл;о:ен последовательна с выходов грубого элемента угла с помощью элеме1!тH )1 Быхад каж»ОГО из котарь",,, явля ошийся выходом блока фи; л..ии скорости изменения угла, 20

Бкл!очен пасла/ioBлтельно с выходом блока подго!OBк:l управляющих Бозцейс нл:й c olio!;lE, элемента И, выход каждого и з .старых является выходом уо тройствл для выполнения управляюших 25 воздействий, 2, Устройство по и. 1, о т л и ч = ю щ е е с я тем, что блок формирования устанки по углу чувствительного элемента угла состоит из злемен- О та сложения, к входам которого подключен вь хоп элемента фиксации угла и подведено заданное значение угла, а блок фиксации уставки по углу грубого элел1ента угла состоит из злемен5 та сложения, к входам которого подкл|очен выход блока фиксации уставки по углу чунстнитегьного элемента угла и подведена заданное значение угла.

3. УстpoHcTBQ пО и. 1, o I JI H ч а ю щ е е с я тем, что блок фикcGLIHH пномежуточногo дефицита как среднего между предельным и максимальным дефицитом состоит из трех

15 элементов сложения, одного элемента умножения и двух элементов деления, причем к входам первого элемента сложения подключен выход блока фиксации предельного дефицита по динамической

УСтайч тОСтк И ПОДНЕДЕНО ЗНЛЧЕНИЕ максимлльнога назможногс дефицита выход !пiерного элемента сложения подклю-1ен к входу числителя первого элеме:-:тл деления, к входу знаменателя катоосго подведено значение коэффици-5

55 ента 2, выход .ервого элемента деления, янляющыы я нь ходом лака « ин фогмацией а промежуточном дефиците, на значение лкт.;Б..ай мощнаc :i: :..прл;- ной энергосистемы, ю::хоп з-.:ем ll.à умножения подключен к входу «ислителя второго элемента деления, к входу знаменателя которого подключен выход

BTopoI О элемента с;1ажения активных мощностей отпрлннné и приемной энергосистем выход БТОрОГo з.leME .IlòB де ления подключен к входу третьего элемента сложения, к другому входу которого подк; ючен выход элемента, фиксации активной мощности, выход третьего элемента сложения является нторьщ выходом блока с информацией о перегрузке ат промежуточного дефицита.

4. Устройс.".Bo по и. 1, с т л и ч а ю щ е е с я тем что каждый из трех блоков формирования устлвки по времени ме.-:;пу маментлл1и срабатывания чунствительнага и грубого лементов yl Jla при п-,епельном цеЛпчите по статической устойчивости. предельном,пефиците по динамической с стойчивасти и промежуточном дефиците состоит из элемента вычитания, элемента сложения, элемента умножения и элемента деления, причем к входам элемента вычитания подк.тючены выходы грубого и чувствительного элементов угла, к входам элемента сложения подключены выхоцы блока фикслци;; скольжЕНИЯ, СаатВЕтСтБУЮЩЕГа УстЛБКЛМ чувствительного и грубого элементов угла, гри предельном дефиците по статической устойчивости или при предельном дефиците па динлмическа- .вЂ, устойчивости, или при промежуточном дефиците, выход элемента вычитания подключен к входу элемен-.a у-.м»;нажения на значение коэффипиентл 2„ выход элемента умножения псдключе,-: с ьхаду числителя элемента деления, к входу знаменателя катарсгс подключен вы— ход элемента сложения, выход элемента деления является выходам блока с информацией о выдержкс ьремени для соответствующего элемен- а времени.

5. Устройство по п, ), .а т л ич а ю щ е е с " тем, «"= блок формирования величины управляющего воздействия при аварийном дефици-.е рлнном и выше предельного по статической, устойчивости. состоит из алел л:i Jà нычитания и элемент- чмокал.е и.. -, —:р =,— чем к входам элемента вы-п-.тл::::.» -,:-:дключены выходы блоков фиксации т. =2) 12708 дельного дефицита по динамической и статической устойчивости, выход элемента вычитания подключен к входу элемента умножения на постоянный си нал, выход которого является выходом блока с информацией о величине управляющего воздействия.

6. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый из . 1п блоков формирования величины управляющего воздействия при аварийном дефиците, равном и выше предельного по динамической устойчивости или промежуточного дефицита, состоит из двух элементов вычитания, двух элементов умножения и элемента сравнения, с выбором большего значения, причем к входам первого элемента вычитания подключен выход блока фикса- 20

З2 22 ции промежуточного дефицита или подведено значение максимально возможного дефицита и подключен выход блока фиксации предельного дефицита по статической устойчивости, к входам второго элемента вычитания подключен выход блока фиксации промежуточного дефицита или подведено значение максимально возможного дефицита и подключен выход блока фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости, выход первого и второго элементов вычитания подключен к своему первому и второму элементу умножения на постоянные сигналы, выход первого и второго элементов умножения подключены к элементу сравнения, выход когорого является выходом блока с информацией о величине управляющего воздействия.

i270832

1270832

Дабл. 1& Отел Ю Ртбл. 1%71в) дрт д gy дд, g

&У А У S oc(g ) Ьгс(д,да)дРдц др д

РОгт r (фее . f f

<фар f47

4m& 7) О п для

d и а д Щц

Составитель К. Форина

Редактор А. Гулько Техред В.Кадар Корректор А. Тяско ,Заказ 6249/54 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4