Способ автоматического регулирования перетоков мощности

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического регулирования перетока мощности в энергообьединении. Цель изобретения - повышение надежности и экономичности энергосистемы Для выработки величины приращения задания на отработку мощности регулирующей электростанции производится замер ступенчатого изменения мощности электростанции, связанного с небалансом в энергосистеме По величине ступенчатого изменения мощности одной электростанции определяется его суммарное значение для электростанций энеогорайона. По пос- &дмем/ значению вещности вырабатывается величина приращения задания регулиоующеп электростанции которая учитывается в задатчике мощи отре гул ч тора перетока, работающего в функции упрежденного отклонения перетока 1 РЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)ю Н02 J 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 Q ( (Q к (21) 4603510/07 (22) 06.09.88 (46) 07.12.91. Бюл. ¹ 45 (71) Кировский политехнический институт (72) В.А, Каленик, А.А. Рагозин и В.А. Попов (53) 621.316,728 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

M 843091, кл. Н 02 J 3/06, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1297166, кл. Н 02 J 3/06, 1985. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕТОКОВ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического регулирования перетока мощности в энергообъединении, Цель изоИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического регулирования перетоков мощности в энергообъединении, Цель изобретения — повышение надежности и экономичности энергосистемы.

На чертеже приведена схема устройства, которое реализует предлагаемый способ.

Устройство содержит орган 1 измерения отклонения регулируемого параметра (РП) от заданной величины, элемент 2 формирования упрежденного отклонения РП (перетока мощности), сумматор 3, блок 4 формирования обратной переходной функции соответствующей РЭС, датчик 5 факти.ческой мощности соответствующей РЗС, система 6 регулирования активной мощно„„SU „„1697182А1 бретения — повышение надежности и экономичности энергосистемы. Для выработки величины приращения задания на отработку мощности регулирующей электростанции производится замер ступенчатого изменения мощности электростанции, связанного с небалансом в энергосистеме. По величине ступенчатого изменения мощности одной электростанции определяется его суммарное значение для электростанций энергорайона.

По последнему значени о мощности вырабатывается величина г:риращения задания регулиоующей элек гpñ Tëíöè!, которая у-:итывается в задатчике мои ноет . регулятооа перетока, работающего в функции упрежденно"0 отклонения переток,ь 1!"il. сти соответствующей РЗ С, . "":-..-, r 7 алгебраического суммирован:." с ..i à."-tñòâóþщей РЗС, усилитель ".: .. Коэффициентом передачи, равным коэффициенту влияния изменения мошности соответствующей

РЗС на и =леток мощности, канал 9 передачи информа,ип, схем/ 10 запуска, счетчик

11 оставшегося времени регулирования, коммутат0p 12 каналов РЗС, прерыватель

13 канала соотвегствующей РЗ „усилитель

14 с коэффициентом усил ния. обратно пропорциональным поэффи;ненту изменения мощности соответствующей РЗС на переТ0К мощности, управляе:;ый ограни итель

15соответсгвуощей РЗС, блок 16ограничения ccîòíeòñòâóþLöå-:: РЗС, заполп ",нающий сумматор 17 соответству огцей РЗ С, ограничитель 18 темпа „"-.",äð, чпя мошности оответ1697182

15

25

55 ствующей РЭС, задатчик 19 времгни регулирования, умножитель 20 соответствую.цей РЭС, задатчик 21 допустимой скорости изме) I åíëÿ задания соответствующей РЭС, задатчик 22 времени запаздывания в канале передачи информации и регуляторе соответствующей РЭС, задатчик 23 максимально и минимально допустимой мощности соответствующей РЭС, схему 24 управления соответствующей РЭС, прерыватель 25 канала соответствующей РЭС, датчик 26 сигналов неисправности регулятора соответсгвующей РЭС, блок 27 фиксации ступенчатого изменения мощности соответствующей РЭС, блок 28 умножения нэ коэффициент, равный отношению суммарного ступенчатого изменения мощности элсктростанций энергорайона к ступенчатому изменению мощности данной РЭС, сумматор 29; элемент 30 сравнения знаков сигналов, клапан 31, задатчик 32 времени регулирования задатчика внеплановой мощности (ЭВМ) РЭС, умножитель 33 ЭВМ соответствующей РЭС, эадатчик 34 допустимой скорости изменения задания ЭВМ соответствук)щей РЭС, задатчик 35 максимальной и минимальной допустимой мош,— ности ЭВМ соответствующей РЭС, схему 36 управления ЭВМ сОотве.Iс гву)ощей РЭС, управляемый сграничитель 37 ЭВм соответству ощей РЭС, блок 38 ограничения ЭВМ соответствующей РЭС, запоминающий сум, г)втор 39 соответству)ощей РЭС, ограничитель 40 ЭВМ соответствующей РЭС, задат- ик 41 времени запаздывания регуля1 тора мощности соответству>ощей РЭС.

Система автоматического регулирования работает следующим образом.

При возникновении отклонения параметра (перетока мощности) от заданного значения схема 10 вырабатывает сигнал, который снимается при отклонении перетока, равном нулю. Коммутатор 12 производит поочередное замыкание-размыкание всех цепей or клапана 31 на прерыватели 13 канала формирован я приращения задания всех РЭС.

При поступлении на вход счетчика 11 сигнала от схемы 10 начинает осуществляться ступ-;í÷àòîå уменьшение амплитуды сигнала величины времени регулирования

Тге;, поступающего на его вгорол вход. При отсутствии сигнала от схемы 10 счетчик буде иметь величину слгнала, пропорционального времени Т г. Коммутатор 12 по. ледоватеflbHo Во времени замыкает цепи от элемента 2 на вход усилителей 14.

Усилитель 14 производит увеличение входного сигнала до 3; ачения, которое будет соответствовать г пиоащению мощности 1-й

РЭС для полного подавления отклонения перетока. Управляемый ограничитель 16 производит ограничение амплитуды входного сигнала до значения, задаваемого умножителем 20, которое определяется по выражению

tcl — ПОПРаВКа На ВРЕМЯ РЕГУЛИРОВаНИЯ, вносимая счетчиком 11;

t>l — время запаздывания в канале передачи информации и регуляторе мощности

1-й РЭС.

Параметры Тг„г,,; и Ч; зада)отся соответственно задатчиками 19, 22 и 21.

Блок 16 осуществляет ограничение входного сигнала по величине регулировочного диапазона соответствующее РЭС на увеличение и снижение мощности в соответствии с заданными максималь ным и минимальным значениями мощности РЭС.

Величина этих диапазонов определяется задатчиком 23..

Запоминающий сумматор 17 производит суммирование текущего значения задаваемой мощности i-й РЭС с приращением задания, поступа)ощим с выхода блока 16, Ограничитель 18 обеспечивает постепенное увеличение задания i-й РЭС в соответствие с величинами приращения задания и допустимой скорости изменения мощности VI этой РЭС, Схема 24 при появлении на входе сигнала, пропорционального величине приращения задания, устанавливает на своем выходе сигнал постоянной амплитуды на время, определяемое как частное от деления величины сигнала с выхода блока 16 (приращения задания) на сигнал задатчика

21 (допустимая скорость изменения задания i-й РЭС). По истечении укаэанного времени сигнал с выхода схемы 24 снимается.

Прерыватель 13 управляется сигналом схемы 24, При наличии этого сигнала контакт прерывателя 13 размыкается.

Прерыватель 25 размыкает цепь между выходоМ соответствующего блока 4 и входом сумматора 3 при наличии сигнала датчика 26 и неисправности регулятора мощности или канала управления РЭС, При возникновении в энергосистеме небаланса активной мощности, например дефицита, каждая РЭС и межслстемные электропередачи воспринимают свою долю ступенчатого изменения мощности, вызванного этим небалансом. Блок 27 фиксации

1697182

10

20

25 измеряет величину ступенчатого приращения мощности и запоминает его величину.

Работа этого блока должна быть отстроена от случайных изменений мощности; не требующих экстренной компенсации небаланса. Выходной сигнал блока 27 поступает на вход блока 28 умножения на коэффициент

К1, который определяется по выражению где Л Pi — ступенчатое приращение мощности i-й РЭС (I = 1,m. m — число РЭС, подключенных к регулятору перетока);

ЛР! — ступенчатое приращение мощности l-й электростанции, входящей в i-й энергорайон (число энергорайонов равно числу

РЭС m);

1 — число электростанций энергорайона.

Величина приращения задания на отработку мощности !-й РЭС ЛP»I = К Л Р должна в полной мере отражать величину суммарного ступенчатого изменения мощности электростанций, входящих в знгергорайон i-й РЭС.

Значение коэффициента KI, определенное по (2), характеризует соотношение ступенчатых изменений мощности электростанций знергорайона, имеющих связь с узлом у,принимаемым ".à электрический центр знергорайона, Если известны величины синхрснизирующих мощностей этих электростанций по отношению к центру у,то величина приращения мощности Л

Р! может быть определена по выражению где P „y — синхронизирующая мощность

i-й РЭС по отношению к узлу у(электрическому центру энергорайонэ);

P,„y — синхронизирующая мощность jй электростанции энергорайона (j = 1,!) по отношению к узлу /; hPl — ступенчатое изменение мощности

j-й электростанции энергорайона.

Таким образом, параметр K! c учетом выражения (2) может быть вычислен по формуле!

К! = Д P ly/Р !У, (4)

1 = i

Значение коэффициента Кь определенное по (4), характеризует соотношение сту30

55 пенчатых изменений мощности электростанций энергорайона, имеющих жесткую связь с узлом 1 В сложных схемах энергорайона для учета электростанций, не имеющих непосредственных жестких связей с узлом,, величина коэффициента Ki по (4) должна корректироваться в сторону ее увеличения.

Итак, сигнал на выходе блока 28 представляет полную величину приращения задания мощности i-й РЭС. Это приращение задания наилучшим образол1 соответствует естественному распределению небаланса (дефицита) мощности между m энергорайонами. энергосистемы, определяемому величинами синхронизирующих мощностей энергорайонов по отношению к узлу возмущения.

Через замкнутые контакты прерывателя

13 ЭВМ i-й РЭС выходной сигнал блока 28 подается на вход управляемого ограничителя 37 ЭВМ этой Р3С, который осуществляет ограничение входного сигнала до величины, определяемой сигналом умножителя 33 е, по выра. кению

= Vi (Tper тзэп! ), (5) ! где Ьап! — время .запаздывания регулятора I мощности i-й РЭС. !

Параметры Т!,ег, Vi и тзап! определя!от ся соответственно задатчиками ЭВМ 32, 34 и 41.

В блоке 38 приращение задания на отработку мощности i-й РЭС ограничивается по величинам максимальной и минимальной допустимой мощности этой РЭС, которые определяются задатчиком 35.

С выхода блока 38 сиг an приращения задания, удовлетворяющего всем ограничениям, подается на вход запоминающего сумматора 39, осуществп яющего суммирование приращения задания с предшествующим era значением.

Ограничитель 40 обеспечивает постепенное увеличение задания i-й РЭС в соответствии величинами приращения задания и допустимой скорости изменения мощности Ч!. Через сумматор 29 выходной сигнал ограничителя 40 поступает на систему 6 регулирсваниоо. активной мощности

РЭС, Схема 36 при появлении на входе сигнала, пропорционального приращению задан!ля (от блока 38), устанавливает на своем выходе сигнал постоянной амплитуды на время, определяемое как частное от деления приращения задания (сигнал блока 38) на допустимую скорость изменения зада1697182

10

30 ния (сигнал задатчика 34). По истечении указанного времени сигнал с выхода схемы 36 снимается, Сигнал схемы 36 передается на прерыватель 13 ЗВМ РЭС и по каналу 9 на прерыватель 13 регулятора перетока, относящийся к каналу управления той же РЭС, При значительных небалансах мощно: ти в энергосистеме приращения задания первоначально формируются на РЗС по факту возмущения (небаланса мощности).

Процесс определения приращения заданий на РЗС опережает этот процесс на уровне регулятора перетока, так как отклонение перетока является следствием возникшего небаланса и проявляется лишь по истечении определенного промежутка времени. В этом случае сигналы схем 36 РЭС блокируют через соответствующие прерыватели 13 каналы формирования приращения задания этих РЭС уровня регулятора перетока.

При незначительных ступенчатых небалансах или медленных изменениях потребляемой в энергосистеме мощности приращения заданий формируются в регуляторе перетока и передаются на соответствук)щие РЭС.

Посредством канала 9 передачи информации сигнал приращения задания оТ сумматора 39 РЭС передается на первый вход элемента 7 алгебраического суммирования.

На второй вход элемента 7 поступает сигнал от сумматора 17 регулятора перетока, на третий его вход — сигнал от датчика 5 фактической мощности со знаком "минус". Выходной сигнал элемента 7 получается равным суммарной величине текущего задания регулятора перетока и приращения задания, получаемого на сумматоре 39 соответствуюшей РЭС, за вычетом фактической мощно" сти этой РЗС. Выходной сигнал элемента " умножается в усилителе 8 на коэффициент влияния изменения мощности соответствующей РЭС на переток мощности. Через прерыватель 25 выходной сигнал блока 4 поступает на сумматор 3, который суммирует сигналы всех блоков 4, относящихся к соответствующим РЭС. Назначение прерывателя 25 — размыкание канала при отличном от нуля сигнале датчика 26 неисправности регуля гора соответствующей РЭС или канала 9 передачи информации. По сигналу от датчика 26 и рерыватель

25 разрывает выходную цепь блока 4 соответствующей РЭС.

Сигнал сумматора 3 с обратным знаком поступает на вход элемента 2 формирования упрежденного отклонения перетока, где он алгебраически суммируется с сигналом отклонения перетока. Затем производится сравнение знаков сигналов отклонения перетока и упрежденного отклонения перетока, осуществляемого элементом 30 сравнения. При совпадении знаков подается разрешающий сигнал на клапан

31, который соединяет выход элемента 2 с входом коммутатора 12.

Необходимость проверки знаков сигналов объясняется тем, что при возникновении небаланса (дефицита) мощности на выходах сумматоров 39 ЭВМ РЭС образуются сигналы приращения задания, которые по каналам 9 передаются на соответствующие входы блоков 4. При этом сумматор 3 производит сложение выходных сигналов блоков 4. После изменения знака на обратный сигнал сумматора 3 поступает на элемент 2 (при дефиците мощности знак сигнала отрицательный), Для начального момента времени после возникновения ступенчатого возмущения отклонение перетока, связанного с этим возмущением, незначительно и результирующий сигнал на выходе элемента 2 будет отрицательным.

Сигнал органа 1 положительный, поэтому элемент 30 сравнения вырабатывает запрещающий сигнал и клапан 31 закрыт, По мере отработки задания, образованного ЭВМ

РЗС. сигнал сумматора 3 буде снижаться.

При неточном задании мощности на уровне

ЭВМ РЭС (дефицит мощности, например, превышает задание) сигнал элемента 2 через некоторое время становится положительным и вступает в работу регулятор перетока.

При неисправности регулятора мощности какой-либо РЭС от датчика 26 этой РЭС передается сигнал на прерыватель 25. который разрывает канал от блока 4 этой РЭС.

При этом скачкообразно изменится сигнал на выходе элемента 2 и через коммутатор 12 будет изменено задание необходимому количеству РЭС. С помощью прерывателя 13 исключается возможность формирования приращения задания той РЭС, у которой неисправен регулятор мощности или канал

9, Итак, при значительных небалансах мощности в энергосистеме первоначальна действуют ЭВМ РЭС, формируя приращение задания по величине возмущения, а на завершающей стадии процесса (при неточном задании или в силу иных причин) вступает в работу регулятор перетока. В случае плавных процессов изменения потребляемой мощности в энергосистеме функционирует только регулятор перетока.

Реализация предлагаемого способа позволяет повысить быстродействие системы регулирования перетока путем выработки приращения задания отельных РЗС на ос1697182 нове использования местной информации о величине возмущения. Это приводит к значительно меньшим отклонениям перетока, что повышает использование пропускной способности электропередачи за счет уве личения ее допустимой загрузки и, в связи с этим, экономичность работы энергосистемы.

Формула изобретения

Составитель К.Фотина

Техред M.Ìoðãåêòàë

Редактор С.Пекарь

Корректор ЗЛончакова

Заказ 4312 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКЬТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, у,.Г гарина, 101

Способ автоматического регулирования перетоков мощности в энергосистеме, согласно которому измеряют переток мощности по линии электропередачи, измеряют значение мощности каждой регулирующей электростанции, формируют управляющее воздействие на изменение мощности регулирующих электростанций, для каждой из регулирующих электростанций определяют разность между текущей величиной управляющего воздействия и значением мощности регулирующей электростанции, полученную разность умножают на коэффициент влияния изменения мощности соответствующей электростанции на переток мощности, суммируют полученные произведения, определяют отклонение перетока мощности от заданного значения, изменяют отклонение перетока на величину суммы полученных произведений, взятой с отрицательным знаком, и указанное управляющее воздействие на изменение мощности регулирующих электростанций формируют в функции измененного отклонения перетока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эко5 номичности энергосистемы, фиксируют на каждой регулирующей электростанции ступенчатое приращение ее мощности, вызванное . небалансом мощности энергосистемы, умножают полученное сту10 пенчатое приращение на коэффициент, равный отношению суммарного приращения мощности электростанций энергорайона к ступенчатому приращению мощности данной электростанции, и формируют управля15 ющее воздействие на изменение мощности каждой регулирующей электростанции на величину полученного произведения, причем полученная величина управляющего воздействия не должна превышать допусти20 мого по технологии работы электростанции значения, одновременно на ту же величину изменяют управляющее воздействие на изменение мощности регулирующих электростанций, сформированное в функции

25 измененного отклонения перетока, затем сравнивают знак отклонения перетока со знаком измененного отклонения перетока и при несовпадении знаков блокируют управляющее воздействие на изменение мощ30 ности регулирующих электростанций, сфОрмированное в функции измененного отклонения перетока.