Устройство для моделирования аккумулирующей электростанции

 

Ус:тройство для моделирования аккумулирующей электростанции. Изобретение относится к моделированию электрических систем и может быть использовано для анализа процессов, происходящих в этих системах. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач. Устройство состоит -из измерителей активной и реактивной мощности, обратимого преобразователя тока и управляемого источника тока и интегратора, в совокупности моделирующих сверхпроводящий индуктивный накопитель энергии. В состав устройства входит также регулятор, выполненный на стандартных аналоговых операционных элементах. Регулятор обеспечивают работу устройства в режимах накопления, хранения и вьщачи запасенной энергии. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (511 4 G 06 G 7 /6 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4114127/24-24 (22) 29.08.86 (46) 23.01.89. Бюл, 11 3. (71) Опытно-конструкторское бюро

"Горизонт" (72) И.В.Белоусов, В.С.Бочаров и А.В.Меньшов (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР И 801006, кл. G 06 С 7/62, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 805360, кл. G 06 С 7/62, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

АККУМУЛИРУИМЦЕЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ (57) Устройство для моделирования аккумулирующей электростанции. Изобретение относится к моделированию электрических систем и может быть использовано для анализа процессов, происходящих в этих системах. Цель изобретения — расширение класса решаемых задач. Устройство состоит из измерителей активной и реактивной мощности, обратимого.преобразователя тока и управляемого источника тока и интегратора, в совокупности моделирующих сверхпроводящий индуктивный накопитель энергии. В состав устройства входит также регулятор, выполненный на стандартных аналоговых операционных элементах. Регулятор обеспечивают работу устройства в режимах накопления, хранения и выдачи запасенной энергии. 2 ил.

1453423

Изобретение относится к моделированию электрических систем и может быть использовано совместно с моделями энергосистем, для анализа устано5 вившихся и переходных режимов.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — эпю- 10 ра напряжения на накопительном конденсаторе обратимого преобразователя тока.

Устройство содержит формирователи

1 и 2 импульсов, интегратор З,фильтр

4, модель 5 сверхпроводящего индуктивного накопителя энергии, управляемый источник 6 тока, трансформатор 7, обратимый преобразователь 8 тока, тиристоры 9-12, накопительный конден- 20 сатор 13, преобразователи активной

14 и реактивной 15 мощности в напряжение, источник 16 опорного напряжения, сумматоры 17 и 18, компараторы

19 и 20, регулятор 21 режимов работы 25 аккумулирующей электростанции, интегросумматоры 22 и 23, фазовращатель 24, регулируемьй фазовращатель

25, усилитель 26 с регулируемым коэффициентом усиления и инвертор 27.

Устройство работает следующим образом.

Выход устройства для моделирования аккумулирующей электростанции подключается к модели исследуемой энергосистемы. Мощность, потребляе- мая или отдаваемая устройством, измеряется и преобразуется в постоянные напряжения с помощью преобразователей активной 14 и реактивной 15 40 мощности. С выходов этих преобразователей информация об активной и реактивной мощности поступает в регулятор 21 режимов работы аккумулирующей электростанции на первые входы 45 интегросумматоров 22 и 23 соответственно, вторые входы которых являются входами задания активной P и реактивной Ц мощности устройства. Сигнал с выхода интегросумматора 22 воздействует на регулируемьй фазовращатель

25 по входу задания фазы таким образом, чтобы свести к нулю разность Р = Р— Р (активная мощность устройства регулируется изменением фазы напряжения первичной обмотки трансформатора 7 по отношению к напряжению на выходе устройства). Сигнал с выхода:интегросумматора 23 поступает на вход задания коэффициента усиления усилителя 26 с регулируемым коэффициентом усиления, на информационный вход которого подается выходное напряжение V устройства. Получаемый на выходе усилителя с регулируемым коэффициентом усиления сигнал воздействует через последующие элементы схемы на величину напряжения первичной обмотки трансформатора 7 таким образом, чтобы свести к нулю разность Щ = Q — Q (реактивная мощность устройств регулируется изменением величины напряжения на первичной обмотке трансформатора).

Фазовращатель 24, дающий фазовый о сдвиг около 30, задает исходную рабочую точку для обеспечения симметрии диапазонов регулирования выдаваемой и потребляемой устройством активной мощности. Сигнал с выхода фазовращателя 24 подается на информационный вход регулируемого фазовращателя 25 °

Выходное напряжение последнего инвертируется инвертором 27, имеющим коэффициент передачи — 1. Сигналы с выходов регулируемого фазовращателя и инвертора используются в качестве опорных сигналов для формирования напряжения на накопительном конденсаторе 13 обратимого преобразователя

8 тока, форма которого представлена на фиг.2. Эти сигналы поступают на вторые входы первого 17 и второго 18 сумматоров, первые входы которых подключены к накопительному конденсатору 13. С выходов сумматоров и от источника 16 опорного напряжения сигналы подаются на первый 19 и второй

20 компараторы, срабатывающие в моменты равенства опорного напряжения и напряжения на накопительном конденсаторе.

Первый 1 и второй 2 формирователи импульсов вырабатывают гальванически развязанные сигналы управления тиристорами 9 — 12 обратимого преобразователя 8 тока, который представляет собой мостовой параллельный инвертор тока на неполностью управляемык вентилях. Работа его основана на принципе амплитудно-импульсной модуляции. При отсутствии модулирующего напряжения напряжение на накопительном конденсаторе (фиг.2) имеет пилообразную форму, амплитуда которого задается величиной напрях;ения

+U<„. Частота пилообразного напряже3 1453423 ния определяется величиной тока Ig управляемого источника 6 тока модели 5 сверхпроводящего индуктивного накопителя энергии и емкостью накопительного конденсатора 13. Частота пилообразного напряжения выбрана на

2 порядка выше частоты модулирующего сигнала (рабочей частоты модели).Это позволяет легко выделить модулирующий сигнал фильтром 4. Управляемый источник 6 тока и интегратор 3 моделируют сверхпроводящий индуктивный накопитель энергии (СПИН). Для имитации СПИН различной энергоемкости предусмотрены уставки индуктивности Е,{ и исходного значения тока Ig накопителя. L задается в о интеграторе 3, а Х вЂ” в управляемом источнике 6 тока. Интегратор 3 служит для определения скорости изdI

dt менения тока накопителя и знака приращения тока. Интегрируемой величиной является выходное напряжение Ug управляемого источника 6 тока, которое эквивалентно напряжению на зажимах СПИН. Выражение для выходного тока управляемого источника тока имеет вид:

Ug(p) о - Lgp где Ig

Ug—

Ь, —

P (2) начальное значение тока

СПИН; напряжение на зажимах

СПИН; индуктивность СПИН; оператор Лапласа. где — постоянная времени интегратора 3;

R — коэффициент передачи управ1 ляемого источника 6 тока, выходной ток которого является функцией входного управляющего напряжения.

В выражении (1) знак приращения определяется .режимом работы СПИН (заряд или разряд).

Формула из обретения.

Устройство для моделирования ак- кумулирующей электростанции, содержащее первый и второй формирователи импульсов, интегратор и фильтр, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в него введены модель сверхпроводящего индуктивного накопителя

5 энергии выполненная в виде интегра1 тора и управляемого источника тока, трансформатор, обратимый преобразователь тока, выполненный в виде моста, в плечи которого включены первый, второй, третий и четвертый тиристоры, накопительный конденсатор, преобразователи активной и реактивной мощности в напряжение, источник опорного напряжения, два сумматора, два компаратора, регулятор режимов работы аккумулирующей электростанции, состоящей из двух интегросумматоров, фазовращателя, регулируемого фазовращателя, усилителя с регулируемым

2р коэффициентом усиления и инвертора, причем выход преобразователя активной мощности в напряжение подключен к первому входу первого интегросумматора регулятора режимов работы ак25 кумулирующей электростанции, выход которого подключен к входу задания фазы регулируемого фазовращателя регулятора режимов работы аккумулирующей электростанции, информационный

ЗО Йход которого подключен к выходу фазовращателя регулятора режимов рабо ты аккумулирующей электростанции, вход которого подключен к выходу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления регулятора режимов работы

35 аккумулирующей электростанции, информационный вход которого подключен к выходу устройства, а вход задания коэффициента усиления — к выходу второго интегросумматора регулятора режимов работы аккумулирующей электростанции, первый вход которого подклю чен к выходу преобразователя реактивной мощности в напряжение, вход

45 которого подключен к выходу устройст.ва, к входу преобразователя активной мощности в напряжение и к выходу фильтра, вход которого подключен к выводу первичной обмотки трансформатора, первый вывод вторичной обмотки которого подключен к катоду первого и аноду второго тиристоров обратимого преобразователя тока, к первому входу первого сумматора и

55 к первому выводу накопительного конденсатора, второй вывод которого под" ключен к катоду третьего, аноду четвертого тиристоров обратимого преобразователя тока, к первому выводу

1453423 второго сумматора и к второму выводу вторичной обмотки трансформатора, анод первого тиристора подключен к аноду третьего тиристора, к выходу управляемого источника тока модели сверхпроводящего индуктивного накопителя энергии и к входу интегратора модели сверхпроводящего индуктивного накопителя энергии, выход которого подключен к входу задания величины тока управляемого источника тока, второй вход первого сумматора подключен к выходу регулируемого фазовращателя регулятора режимов работы аккумулирующей электростанции и входу инвертора регулятора режимов работы аккумулирующей электростанции, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, выход которого подключен к первому входу второго компаратора, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения и второму входу первого компаратора, выход которого подключен к входу первого формирователя импульсов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к управляющим входам первого и четвертого тиристоров обратимого преобразователя тока, управляющие входы второго и третьего тиристоров обратимого преобразователя тока подключены соответственно к первому и второму выходам второго формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу второго компаратора, выход первого сумматора подключен к первому входу первого компаратора, а вторые входы первого и второго интегросумматоров являются входами задания активной и реактивной мощностей устройства соответственно.

1453423

Составитель Ю.Андреев

Редактор Н.Тупица Техред М.Ходанич Корректор С.Г!екмар

Заказ 7287/47 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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