Способ регулирования возбуждения синхронного генератора

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к автоматическому управлению энергетическими системами. Целью изобретения является повышение статической -и динамической устойчивости, улучшение качества электроэнергии. Для этого используются разные законы адаптации коэффициентов усиления по первой и второй производной стабилизирующего параметра, которые формируют путем измерения периода колебаний переходного процесса, вызванного естественными возмущениями на шинах генератора, запоминания текущего и предыдущего значений коэффициентов усиления по первой производной стабилизирующего параметра и коэффициента демпфирования , запоминания текущего зна-: чение коэффициента усиления по второй производной стабилизирующего параметра , определения произведения разности текущего и предьщущего значений коэффициента демпфирования и разности текущего и предыдущего значений коэффициента усиления по первой производной стабилизирующего параметра. При этом в случае положительного знака указанного произведения последующие значения коэффициента усиления по первой производной стабилизирующего параметра определяют по приращению, пропорциональному разности между текущим и предыдущим значениями коэффициента демпфирования , путем его суммирования с текущим значением коэффициента усиления по первой производной стабилизирующего параметра. В случае отрицательного знака указанного произведения последующие значения коэффициента усиления по цервой производной получают вычитанием из текущего значения коэффициента усиления по первой производной указ анного приращения. Последующие значения коэффициента усиления по второй производной стабилизирующего параметра определяют по приращению , пропорциональному разности между текущим значением периода колебаний переходного процесса и эталонным , путем его суммирования с текущим значением коэффициента усиления по второй производной стабилизирующего параметра. 5 ил. (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) ()) 4 H 02 Р 9/14 ф

Э Ю с

; i, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ /»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3917681/24-07 (22) 28.06.85 (46) 28.02.87.Бюл . У 8 (71) Всесоюзный электротехнический институт им.В.И.Ленина (72) В.С.Образцов (53) 621.313.322.072.2(088.8) (56) Электронное моделирование, 9 6, с.64-72.

Авторское свидетельство СССР

У 428514, кл. Н 02 Р 9/14, 1971. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к автоматическому управлению энергетическими системами. Белью изобретения является повышение статической и динамической устойчивости, улучшение качества электроэнергии. Для этого используются разные законы адаптации коэффициентов усиления по первой и второй производной стабилизирующего параметра, которые формируют путем измерения периода колебаний переходного процесса, вызванного естественными возмущениями на шинах генератора, запоминания текущего и предыдущего значений коэффициентов усиления по первой производной стабилизирующего параметра и коэффициента демпфирования, запоминания текущего зна-, чение коэффициента усиления по второй производной стабилизирующего параметра, определения произведения разности текущего и предыдущего значений коэффициента демпфирования и разности текущего и предыдущего значений коэффициента усиления по первой производной стабилизирующего па- ° раметра. При этом в случае положительного знака указанного произведения последующие значения коэффициента усиления по первой производной стабилизирующего параметра определяют по приращению, пропорциональному разности между текущим и предыдущим значениями коэффициента демпфирования, путем его суммирования с текущим значением коэффициента усиления по первой производной стабилизирующего параметра. В случае отрицательного знака указанного произведения последующие значения коэффициента усиления по первой производной получают вычитанием из текущего значения коэффициента усиления по первой производной указанного приращения. Последующие значения коэффициента усиления по второй производной стабилизи— рующего параметра определяют по приращению, пропорциональному разности между текущим значением периода колебаний переходного процесса и эталонным, путем его суммирования с текущим значением коэффициента усиления по второй производной стабилизирующего параметра. 5 ил.

50! 129382

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическому управлению энергетическими системами.

Целью изобретения является повышение статической и динамической устойчивости при широком диапазоне изменения режима и параметров энергосистемы и улучшение показателей качества электроэнергии в процессе адаптации. 10

На фиг.1 показана область устойчивости с нанесенными линиями разных частот колебаний; на фиг.2 — зависимость частоты колебаний от коэффициента К, ; на фиг.3 — зависимость коэффициента демпфирования от изменения Khf; на фиг.ч — алгоритм, иллюстрирующий пример реализации способа с применением вычислительной техники; на фиг.5 — схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

В качестве стабилизирующих параметров используются коэффициенты по отклонению и первой производной частоты Kdf и К,f соответственно, пропорциональные первой и второй произ-. водным (pF и р F) угла генератора со. ответственно.

Для обеспечения протекания адаптации в темпе переходного процесса каждый из коэффициентов Кдй и К f настраивается для поддержания параметра, с которым он непосредственно свя-. зан. Так коэффициент К1Е изменяется в зависимости от рассогласования меж . 35 ду текущей частотой переходного процесса и эталонной, (фиг.2).

Коэффициент Кдй настраивается в зависимости от изменения коэффициента демпфирования для обеспечения мак- 4) симума кривой (фиг.3).

Минимальное рассогласование между текущей частотой и эталонной обеспечивается в случае настройки коэффи" циента K f в соответствии с выражением

К,f„,-ê,i,+ 9 /Т, — Т„!sign(T,-T„), где Ъ вЂ” коэффициент, используемый для определения приращения на каждом шаге настройки;

Т вЂ” значение измеренного периода колебаний переходного процесса;

Т вЂ” период эталонной частоты ко-лебаний.

Изменение коэффициента Кдй, обеспечивающего изменение коэффициента демпфирования в сторону максималь ных значений, обеспечивается при на. стройке коэффициента Khf в соответствии с выражением

Кд с+ Кь с + Р с .- е с- з18п((о с-!

Реализация данного способа с применением вычислительной техники может быть осуществлена в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг.4.

С помощью операции 1 выявляется достижение отклонением частоты д f

crt своего экстремального значения дf и запоминание предшествующего эначеекс ння дйс, . Расчет коэффициентов

Khf и К f осушествляется только в момент достижения своего очередного ех экстремального значения о Й с

При этом происходит определение (операция 2) временного интервала Тс между моментами достижения текущего и предыдущего экстремальных значений

hfс. Операция 3 определяет разность

ЬТс между текущим значением полупериода Т и эталонным Т, а операция

4 определяет величину приращения дТс, используемую для настройки коэффициента К11 (этап 5), используемого для обеспечения эталонной частоты колебаний. Далее производится настройка коэффициента Kgf для чего этап 6 определяет значение коэффициента демпфирования М, с помощью вычисления разности между соседними экстремальными значениями и получением масштабированного значения g, за счет деления полученной разности на. ех значение hf, . Операция 7 определяет значение изменения коэффициента демпфирования дел; =Мс -Ы;, под воздействием предыдущего изменения коэффициента K fÄ вЂ” КдХ

Операция 8 определяет приращение дос для коэффициента КИ . В случае, если величина де является положительной, что определяется операцией

9, дальнейшее определение действия а приращением дК; производится операцией 10, которой осуществляют определение знака предшествующего изменения КдŠ— Кдй,, под воздействием которого фиксируется операцией 9 знак изменения коэффициента демпфирования.

В случае, если разность Кдйс — Кд1с, окажется положительной, значение коэффициента Кдйс„ определяется суммой Кдйс + до с (этап 11) . Если же

293820

3 1 разность Kdf — Kdf, отрицательна, значение коэффициента Kdf, определяется разностью Кйй — P aa, (этап

12) .

В случае, если разность о — cLe< определенная операцией 9, отрицательна, определение значения коэффициента Kdfe» производится с помощью операции 13, которая в случае, если разность Kdfe — Kdf< 1 положительна, оп— ределяет коэффициент Kdf, с помощью этапа 11 и, если разчость К6ЕKdf., отрицательна, — с помощью этапа 12 для обеспечения максимального значения коэффициента затухания К, Второй пример реализации данного способа приведен на фиг.5.

Устройство содержит дифференцирующее устройство 14, подключенное к блоку 15 памяти через нуль-орган

16, вырабатывающий короткие импульсы при переходе через нуль кривой с выхода блока 14.

Один из выходов блока 15 подключен на один из входов делительного блока

17 через блок 18 вычитания, а другой выход 15 непосредственно соединен с блоком 17, выход которого подключен к блоку 19 памяти. Выходы блока 19 подключены к блоку вычитания 20, выход которого соединен с одним из входов множительного блока 21, другой вход которого соединен с блоком 22, задающим величину . Выход блока 21 подключен к соответствующим входам суммирующего блока 23 и блока 24 вычитания, на другие входы которых подаются инверсные выходы множительного блока 25, один из входов которого подключен к выходу блока 21, а другой вход связан с выходом блока 26 вычитания, входы которого подключены к выходам блока 27 памяти, вход которого связан с выходами блоков 23 и

24. Выход генератора 28 .высокой частоты подключен к счетчику 29 импульсов, на выходе которого стоит цифроаналоговый преобразователь. Выход этого блока связан с одним из входов блока 30 вычитания, а другой вход связан с выходом блока 31 эталонного задания периода. Выход блока 30 связан с одним из входов множительного блока 32, другой вход которого соединен с блоком 33, задающим величину 3.

Выход блока 32 подключен к одному из входов суммирующего блока 34, другой вход которого соединен с выходом блока 35 памяти, вход которого соединен с выходом блока 34.

Устройство работает следующим образом.

На вход дифференцирующего блока !

4 подается отклонение частоты которое используется в дальнейшем для определения коэффициента затухания и периода (частоты) колебаний в переходном процессе. При переходе кривой на выходе блока 14 через нуль срабатывает нуль-орган, содержащийся в блоке l с выдачей коротких синхронизирующих импульсов СИ. Работа всех блоков происходит только в момент существования синхронизирующих импульсов. Под воздействием СИ в блоке 1 происходит запоминание текущего значения ЬГс, которое в этот момент равеИ но экстремальному значению df с

Предыдущее экстремальное значение заносится в ячейку с обозначением

df, и эти значения подаются в разностный блок 18, где происходит

ext ext операция вычитания d fс,, — df с последующей подачей вычисленного значения на блок 17 деления для определения смасштабированного коэффициента затухания g, для чего разность, вычисленная блоком 18, делится на веex< личину 61, имеющуюся на одном из выходов блока 15. Вычисленное значение с заносится в блок 19 памяти, где предыдущее значение заносится в ячейку с обозначением oLс, . В блоке

20 происходит вычитание предыдущего значения коэффициента затухания из текущего значения Кс . Вычисленное значение разности асс подается на

40 вход 21, где происходит умножение а на положительную величину 1 с последующим использованием полученного значения для определения изменения коэффициента Kdf. Вычисленное значе45 ние д, перемножается в множительном блоке 25 с другой разностной величиной Kaf — Kdf,, вычисленной блоком 26.

B случае, если результатом перем— ножения является положительная величина, то на выходе 25 устанавливается разрешающий сигнал "Сложить", в соответствии с которым блок 23 произ- водит сложение запомненного значения

Kdfс блоком 27 с величиной 1dê . В случае, если результат перемножения блоком 25 — величина отрицательная, то на другом выходе 25 устанавливает1293820

5 гт tt ся разрешающий сигнал Вычесть, в соответствии с которым блок 24 производит вычитание величины Р 4 М, из запомненного блоком 27 значения КлК, Блок 27, аналогично как и блок 15 с записью каждого из приходящих новых значений Кдй, переносит значение

K f в ячейку с обозначением Kbf ., с

Блок 26 вычисляет разность, КаГ

Kaf,, используемую блоком 25 ум- ll0 ножения для определения установки своих разрешающих выходов. В общем случае адаптация коэффициента Khf, обеспечивающего изменение коэффициента демпфирования о по направлению !5 к максимуму, определяется выражением

К „= K f + P(с,„)"

x sign 5 (Kgf(K fc > (

Полученное таким образом значение коэффициента Khf +, используется в законе регулирования возбуждением.Генератор 28 тактовых импульсов заполняет промежутки между синхронизирую- 25 шими импульсами СИ с последующим их преобразованием в аналоговую форму с помощью ЦАП, расположенного в блоке

29. В блоке 30 происходит выделение отклонения измеряемого текущего зна- 30 чения периода колебаний от эталонного значения, задаваемого блоком 3!.

Блок 32 перемножает значение дТ с положительной величиной 9, задава.емой "локом 33, и полученная величина 3 Т используется для изменения коэффициента по первой производной частоты за счет суммирования в блоке

34 этой величины с запомненным в блоке 35 значением К 1 . Таким образом, щ адаптация коэффициента К f„ стремящегося обеспечить протекание переходного процесса с эталонной частотой, определяется выражением

< -с+ К + l Тс Тэт з @п (с Тэт 45

Предлагаемый способ позволяет улучшить показатели качества вырабатываемой электроэнергии в процессе адаптации настраиваемых коэффициентов

50 по стабилизирующим параметрам, увеличить пределы статической и динамической устойчивости, предотвратить самораскачивание и нарушение устойчивой работы за счет осуществления адаптации в темпе переходного процесса.

Формула изобретения

Способ регулирования возбуждения синхронного генератора с испольэовакием первой и второй производных стабилизирующего параметра, путем контроля коэффициентов усиления по указанным производным и изменения коэффициента усиления по первой производной в зависимости от коэффициента демпфирования, определяемого в результате измерения соседних амплитуд параметра, характеризующего протекание переходного процесса, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения статической и динамической устойчивости энергосистемы и улучшения качества электроэнергии, запоминают предыдущее и текущее значения коэффициентов усиления по первой производной стабилизирующего параметра и коэффициентов демпфирования, соответствующие моментам дости— женин параметром, характеризующим протекание переходного процесса соседних экстремальных значений и текущее значение коэффициента усиления по второй производной стабилизирующего параметра, измеряют период колебаний переходного процесса, определяют произведение разности текущего и предыдущего значений коэффициента демпфирования, и разности текущего и предыдущего значений коэффициента усиления по первой производной стабилизирующего параметра, причем в случае положительного знака указанного произведения последующие значения коэффициента усиления по первой производной стабилизирующего параметра определяют по приращению, пропорциональному разности между текущим и предыдущим значениями коэффициента демпэ фирования, путем его суммирования с текущим значением коэффициента усиления по первой производной стабилизирующего параметра, а в случае отрицательного знака указанного произведения последующие значения коэффициента усиления по первой производной получают вычитанием из текущего значения коэффициента усиления по первой производной вышеуказанного приращения; последующие значения коэффициента усиления по второй производной стабилизирующего параметра определяют по приращению, пропорциональному разности между текущим значенисм периода колебаний переходного процесса и эталонным, путем его суммирования с текущим значением коэффициента усиления по второй производной стабилизирующего параметра.

-5

-Ю

-Рд

Ф,Ф

Г4

1293820

Составитель К.Фотина

Техред Л.Сердюкова, Корректор А.Тяско

Редактор Л.Повхан

Заказ 394/58 Тираж 66? 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