Способ автоматического регулирования активной мощности энергосистемы

 

Сущность изобретения: небаланс мощности энергорайона определяется по величине ступенчатого изменения мощности электростанции, расположенной в электрическом центре энергорайона. Управляющее воздействие регулятора, пропорциональное величине небаланса, направлено на изменение мощности потребителя-регулятора и регулирующих электростанций, осуществляющих выработку дополнительной мощности для компенсации недоотпуска энергии потребителю-регулятору. Изменение мощности потребителя-регулятора ограничивается по условиям нормального технологического процесса. 1 з.п. ф-лы. 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1735965 А1 (I9) (I1) (51)5 Н 02 J 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4756767/07 (22) 09.11.89 (46) 23.05.92. Бюл. ¹ 19 (71) Кировский политехнический институт (72) В.А. Каленик и С.Н, Епифанов (53) 621.316.728(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹450284,,кл. Н 02 J 3/06, 1971.

Авторское свидетельство СССР

¹1081734,,кл. Н 02 JЗ/06,,1981. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

ЭНЕРГОСИСТЕМЫ

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического регулирования активной мощности энергосистемы, направленного на снижение влияния небаланса мощности местного энергорайона на перетоки мощности межсистемной электропередачи. . Известен способ регулирования перетока мощности электропередачи путем воздействия на изменение задания регулирующим электростанциям в функции отклонения перетока от заданного значения.

Система не обладает высоким быстродействием ввиду инерционности каналов передачи информации, регулятора и других элементов системы, что снижает ее эффективность при значительных небалансах активной мощности в энергосистеме.

Известен также способ регулирования мощности электростанций, в котором, с целью повышения устойчивости энергосистем путем уменьшения влияния возмуще(57) Сущность изобретения: небаланс мощности энергорайона определяется по величине ступенчатого изменения мощности электростанции, расположенной в электрическом центре энергорайона. Управляющее воздействие регулятора, пропорциональное величине небаланса, направлено на изменение мощности потребителя-регулятора и регулирующих электростанций, осуществляющих выработку дополнительной мощности для компенсации недоотпуска энергии потребителю-регулятору. Изменение мощности потребителя — регулятора ограничивается по условиям нормального технологического процесса. 1 з,п. ф-лы. 1 ил. ний нагрузки местного энергорайона на перетоки мощности, измеряют суммарную мощность потребителей местного энергорайона, формируют управляющий сигнал, пропорциональный сумме измеренной мощности и ее производных и осуществляют этим сигналом воздействие на регуляторы скорости первичных двигателей синхронных генераторов, Недостатком способа является пониженное быстродействие системы из-за задержки при передаче информации по каналам связи, инерционности системы регулирования активной мощности и недостаточно высокой приемистости на набор мощности регулирующих электростан ций, Эффективность регулирования этих и других аналогичных систем может ухудшиться по ряду причин; снижение регулирующих возможностей блоков за счет ограничений по технслогии работы; появление больших быс1ро изменяющихся во вре(/l

С !

4 (л)

I 4q

0

1735965 мени промышленных нагрузок, отслеживание которых затруднительно; увеличение временной ошибки регулирования по причине усложнения структур с высокой степенью централизации.

Отрицательное влияние указанных причин на быстродействие системы автоматического регулирования активной мощности энергосистемы может быть значительно снижено при использовании потребителейрегуляторов (ПР) в качестве установок быстрой компенсации небалансов мощности.

Цель изобретения — повышение надежности работы межсистемных электропередач путем компенсации небаланса местного энергорайона изменением мощности потребителей-регуляторов, Компенсация небаланса активной мощности должна производится по зафиксированной его величине и отклонению перетоков мощности по внутренним связям местного энергорайона, Управление мощностью быстродействующего потребителя-регулятора по указанным параметрам позволяет значительно снизить или полностью исключить влияние небаланса в энергорайоне на перетоки мощности межсистемных электропередач, что повышает надежность их работы.

Поставленная цель достигается тем, что в местном энергорайоне фиксируют небаланс активной мощности Л Рн и изменяют мощность регулирующих электростанций на величину, пропорциональную Л Р>. Для повышения надежности работы межсистемных электропередач фиксируют ступенчатое и ри ращение мощности электростанции Л P в электрическом центре энергорайона, вызванное небалансом мощности, и определяют величину

Л Р по выражению ЛР, = Knh, PH, где Kn— коэффициент пропорциональности, равный отношению суммы ступенчатых приращений мощности электростанций энергорайона к ступенчатому приращению мощности указан ной электростанции. При этом фиксируют отклонение перетока мощности по внутренней связи энергосистемы Л Р<, вызванное небалансом мощности, и формируют управляющие воздействия на изменение мощности потребителя-регулятора Рпр и регулирующих электростанций Рр по выражениям Рпр = й1 (ЛРн+ЛРл), Pp=гхг(ЛРн+

+ Л Р ), где а, йг — коэффициенты долевого участия потребителя-регулятора и регулирующих электростанций. Затем реализуют указанные воздействия соответствующим измене.:.ием мощности потребителей-регуляторов и регулирующих электростанций, 5

С целью учета режимных параметров потребителя-регулятора и регулирующих электростанций осуществляют непрерывно во времени фиксацию недоотпуска (излишнего потребления) энергии потребителя-pet гулятора по выражению W(t) = f Л P

=W(t)/(Т вЂ” to), где Т вЂ” максимально допустимое время восстановления технологического параметра потребителя-регулятора, to— среднее время отработки приращения задания мощности регулирующих электростанций. Затем реализуют воздействие Л Рз и по мере увеличения (снижения) мощности регулирующих электростанций на равную ей величину увеличивают (снижают) мощность потребителя-регулятора для компенсации недоотпуска (излишнего потребления) энергии, На чертеже приведена структурная схема реализации способа.

Схема содержит шины 1 регулирующих электростанций, внутренние электропере=. дачи 2 энергосистемы, эквивалентный генератор РЭС 3, эквивалентную турбину РЭС

4, систему 5 автоматического регулирования мощности РЭС, задатчик 6 внеплановой нагрузки РЭС, мощный потребитель-регулятор 7, подключенный к одноиму из узлов энергорайона, систему 8 регулирования мощности ПР, датчик 9 отклонения мощности ПР от заданного значения, интегратор

10, задатчик 11 допустимого уровня отклонения потребления энергии ПР, орган 12 сравнения, блок 13 выработки задания на дополнительную отработку мощности РЭС, блок 14 задержки управляющего воздействия, датчик 15 ступенчатого изменения мощности электростанции, блок 16 выработки приращения задания на изменение мощности ПР и РЭС, сумматор 17, датчик 18 отклонения перетока мощности от заданного значения по внутренней связи энергосистемы, регулятор 19 перетока мощности.

Способ осуществляется следующим образом.

Небаланс активной мощности в энергосистеме в первый момент времени после возмущения распределяется между отдельными генерирующими источниками пропорционально их синхронизирующих

1735965 мощностей по отношению к точке возникновения небаланса. Генерирующие источники испытывают ступенчатые приращения мощности, сумма которых равна величине небаланса мощности ЛРн. Величина

ЛРн может быть определена по ступенчатому приращению мощности Ь P электростанции, расположенной в электрическом центре энергорайона, в котором возник небаланс по выражению ЛРн = КлЛ Р, где Ktt — коэффициент пропорциональности, равный отношению суммы ступенчатых приращений мощности электростанций энергорайона ЛР1 к ступенчатому приращению мощности указанной электростанции Ь P.

Коэффициент пропорциональности

Кп определяется по выражению Кл = к

=,">, ЬР1/Л Р, где К вЂ” число генерируемых

) —— 1 источников данного района.

Приращение мощности Л P фиксируется датчиком 15, находящимся на электростанции, расположенной в электрическом центре энергорайона. На основании информации датчика 15 блок 16 вырабатывает приращение задания на изменение мощности ПР и группы РЭС, Через блоки 17 суммирования указанное приращение задания с учетом коэффициентов долевого участия поступает на задатчик 6 внеплановой нагрузки группы РЭС и на систему 8 регулирования потребляемой мощности ПР.

Внеплановая нагрузка распределяется задатчиком 6 между системами 5 автоматического регулирования мощности отдельных

РЭС. По полученному приращению задания система 8 регулирования мощности ПР снижает (у величивает) мощность ПР в зависимости от знака приращения Л P. При положительном значении Ь Р, что соответствует дефицитному мощности в энергосистеме, производится снижение мощности

ПР для частичной компенсации возникшего дефицита.

Для более точной компенсации небаланса мощности осуществляется контроль одного из параметров режима энергорайона, которым может быть переток по одной из внутренних связей этого энергорайона.

По выбранной связи, переток мощности которой является наиболее чувствительным к небалансам мощности энергорайона, производится фиксация отклонения этого перетока от заданного значения ЛР, осуществляемая датчиком 18. Фиксация величины Л Рп производится в период времени после возникновения небаланса мощности Л Рн. Вырабатываемое регулятором 19 дополнительное управляющее воз10

15 действие на, изменение мощности РЭС и

ПР, пропорциональное величине Л Рп, необходимо для коррекции основного управляющего воздействия, образуемого по зафиксированному небалансу Л Рн

Управляющее .воздействие регулятора

19 по коэффициентам долевого участия распределяется через посредство сумматоров

17 между ПР и группой РЭС.

Таким образом, результирующее управляющее воздействие на изменение мощности ПР Л Р» и изменение мощности

РЭ С ЛРр on редел я ются соответственно выражениям

P» = - а1(ЛР. + Л Р.), Pp= аг(ЛРН+Л Рл), где а1, аг — коэффициенты долевого участия потребителя-регулятора и регулирующих электростанций.

В процессе управления мощностью ПР возникает недоотпуск (излишнее потребление) энергии ПР, который со временем должен быть компенсирован соответствующим увеличением (снижением) мощности

ПР, При изменении мощности ПР, производимом блоком 16 выработки приращения задания и регулятором 19.перетока, фиксиЗо руется величина энергии W(t) по формуле

W(T) = f ЛР»(с)бт, где Л Pttp(t) — отклонение о мощности ПР от задаваемой величины, определяемой технологией ПР, t — время фиксации величины ЛР»(т), Если величина W(t) превысит наперед заданное допустимое значение И/з, то в системе управления мощностью ПР вырабаты4О вается управляющее воздействие на восстановление мощности ПР до заданного на текущий временной интервал уровня и одновременно с этим дополнительное воздействие на приращение задания мощности

45 РЭС согласно выражению ЛРз = W(t)/(Ò—

Т ), где Т вЂ” максимально допустимое время восстановления технологического параметра потребителя-регулятора, tp — среднее время отработки приращения задания мощности РЭС, Дополнительное приращение мощности РЭС необходимо для компенсации недоотпуска (излишнего потребления) энергии ПР. Время to характеризует запаздывание в отработке мощности РЭС из-за инерционности набора (снижения) нагрузки тепломеханического оборудования РЭ С.

По мере увеличения (снижения) мощности РЭС (при реализации задания ЛРз) на равную ей величину изменяется мощность

1735965

П P. Таким образом производится компенсация недоотпуска (излишнего потребления) энергии ПР.

Быстродействие изменения мощности

ПР на один — два порядка выше быстродействия отработки. задания мощности РЭС.

Поэтому изменение мощности ПР можетдостаточно точно отслеживать приращение мощности РЭС. Это необходимо для исключения влияния процесса изменения мощности, связанного с компенсацией недоотпуска (излишнего потребления) энергии ПР, на параметры режима энергосистемы.

Отклонение мощности ПР от заданного значения W(t) фиксируется датчиком 9 и передается на вход интегратора 10, Величина энергии И/(с) в органе 12 сравнивается со значением, поступающим от задатчика 11.

Если величина энергии W(t) превысит значение, выдаваемое задатчиком 11, то в блоке

13 вырабатывается управляющее воздействие h Рз на изменение мощности РЭС и ПР для компенсации недоотпуска (излишнего потребления) мощности ПР. Это воздействие передается на сумматор 17, связанный с задатчиком 6 внеплановой нагрузки РЭС.

Второй выход блока 13 связан с блоком 14 задержки передачи воздействия. Время задержки определяется динамическими характеристиками РЭС на набор (снижение) мощности. Изменение мощности ПР должно производиться после соответствующего изменения мощности РЭС, Например, при компенсации недоотпуска энергии ПР производится первоначальное увеличение мощности РЭС, вслед за которым осуществляется (на равную ей величину) увеличение мощности ПР. С блока 14 задержки управляющее воздействие поступает на систему

8 регулирования мощности ПР 7.

Таким образом, использование предлагаемого способа автоматического регулирования активной мощности энергосистемы обеспечивает быструю компенсацию небаланса мощности в местном энергорайоне энергосистемы, что снижает влияние этого небаланса на изменение мощности межсистемных электропередач, что повышает надежность их работы, Формула изобретения

1. Способ автоматического регулирования активной мощности энергосистемы, согласно которому фиксируют небаланс активной мощности местного энергорайона

АР>, изменя ют мощность регул и рующих электростанций энергорайона на величину, 5

55 пропорциональную значению Л Рн о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы межсистемных электропередач, для определения небаланса активной мощности Л Рн местного энергорайона фиксируют ступенчатое приращение мощности электростанции Л P в электрическом центре энергорайона, вызванное небалансом мощности, и определяют величину по выражению h Рн = Ktt hP, где Кп — коэффициент пропорциональности, равный отношению суммы ступенчатых приращений мощности электростанций энергорайон а к ступенчатому приращению мощности указанной электростанции, одновременно фиксируют QTклонение перетока мощности по внутренней связи энергосистемы ЛРп, вызванное небалансом мощности, формируют величины управляющих воздействий на изменение мощности потребителя-регулятора Рпр =

= а1 (h Рн+ ЬРп), и изменение мощности регулирующих электростанций Pp = аг(hP> +

ЛРп), где а1, аг — коэффициенты долевого участия потребителя-регулятора и регулирующих электростанций соответственно, и изменяют мощности потребителя-регулятора и регулирующих электростанций на указанные сформированные величины.

2. Способ по и, 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью учета режимных параметров потребителя-регулятора и регулирующих электростанций, непрерывно во времени фиксируют недоотпуск (излишнее потребление) энергии потребителя-регулятора W(t), определяемое по выражению W(t)

t ,/ Л Рпр(1)бт, где h Рдр(т) — отклонение о мощности потребителя-регулятора от заданного значения, t — время фиксации величины hPnp(t), и в случае превышения энергией W(t) допустимого значения при недоотпуске (излишнем потреблении) энергии формируют дополнительное воздействие на увеличение (снижение) мощности регулирующих электростанций, определяемое величиной Л P3 = W(t)/(Т вЂ” tp), где Т максимально допустимое время восстановления технологического параметра потребителя-регулятора, to — среднее время отработки приращения задания мощности регулирующих электростанций, изменяют мощность регулирующих электростанций на величину ЛРз, по. мере увеличения (снижения) мощности регулирующих электростанций на равную ей величину увеличивают (снижают) мощность потребителя-регулятора на ту же величину. 9

1735965

Составитель B.Êàëåíèê

Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор О.Кундрик

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1822 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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