Способ автоматического регулирования перетока активной мощности

 

Сущность изобретения: диапазоны изменения мощности регулирующих электростанций определяются с учетом допустимых изменений мощности по электропередачам, контролируемым ограничителями перетоков мощности. Суммарный регулировочный диапазон электростанций, подключенных к системе регулирования перетоков, сравнивают с требуемым значением этого диапазона по условиям устойчивости межсистемой электропередачи при расчетных возмущениях в энергосистеме. При неравенстве этих диапазонов производится изменение уставки регулятора перетока, приводящее к снижению или увеличению запаса статической устойчивости электропередачи. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s Н 02 J 3/06

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ф 09в 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4757966/07 (22) 14,11.89 (46) 23,06.92. Бюл. № 23 (71) Кировский политехнический институт (72) В.А. Каленик (53) 621,316.728 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1078531, кл. Н 02 J 3/06, 1982, Авторское свидетельство СССР

N 1297167, кл. Н 02,3 3/06, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1422299, кл, Н 02 J 3/06, 1987. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕТОКА АКТИВНОЙ

МОЩНОСТИ

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического регулирования перетоков мощности в электропередачах энергообъединения, Известен способ автоматического ограничения перетоков мощности, согласно которому на период выхода перетока из заданной зоны вырабатывается управляющее воздействие на изменение мощности регулирующих электростанций РЭС. При вхождении перетока в заданный диапазон производится противоположное изменение мощности РЭС и они возвращаются к экономичному режиму.

Недостаток способа заключается в невозможности осуществления эффективного регулирования перетоков по нескольким электропередачам в сложной схеме энергосистемы.

„„5U„„1742937 А1 (57) Сущность изобретения: диапазоны из. менения мощности регулирующих электростанций определяются с учетом допустимых изменений мощности по электропередачам, контролируемым ограничителями перетоков мощности. Суммарный регулировочный диапазон электростанций, подключенных к системе регулирования перетоков, сравнивают с требуемым значением этого диапазона по условиям устойчивости межсистемой электропередачи при расчетных возмущениях в энергосистеме. При неравенстве этих диапазонов производится изменение уставки регулятора перетока, приводящее к снижению или увеличению запаса статической устойчивости электропередачи. 1 ил.

Известен также способ регулирования частоты и перетоков мощности, согласно которому вырабатывается управляющее воздействие на изменение мощности РЭС при отклонении перетока от заданной величины. РЭС отрабатывают воздействие регулятора при одновременном выполнении двух условий: нахождении в заданной зоне всех перетоков активной мощности, контролируемых ограничителями перетоков, и отсутствии заданий от блока ручной коррекции мощности.

Недостатком способа является несогласованность работы регулятора перетока и ограничителей перетоков. Управляющее воздействие регулятора частоты и перетоков распределяется между РЭС без учета допустимого изменения мощности по линиям, контролируемым ограничителями. Отсутствие учета запасов на изменение мощности этих линий может вызвать их пе1742937 регрузку при реализации управляющего воздействия регулятора частоты и перетоков мощности. Возможен и такой случай, когда действия ограничителей перетоков мощности могут привести к перегрузке электропередачи, управляемой регулятором перетока мощности.

Известен также способ регулирования частоты и перетока активной мощности, в котором на период работы регулятора высшего уровня или ограничителей перетока мощности по внешней или внутренней связям блокируется действие регулятора частоты и перетока мощности.

В известном способе допускается изменение перетока мощности электропередачи до предельной величины, определяемой нормативным запасом статической устойчивости, B период работы регулятора высшего уровня или ограничителя мощности по внешней или внутренней связи. При достижении перетоком мощности электропередачи предельно допустимой величины вступает в действие регулятор частоты и перетока мощности и вырабатывает сигнал на снижение мощности электропередачи, противоположный по знаку сигналу от регулятора высшего уровня или ограничителя, Это приводит к "противоборству" регуляторов и повышению колебательности переходного процесса, что снижает надежность работы системы.

Цель изобретения — повышение надежности работы энергосистемы путем выработки управляющих воздействий регулятора перетока, учитывающей величины допустимых изменений мощности электропередачи, контролируемых ограничителями перетока.

Координация приращений управляющих воздействий на изменение мощности

РЭС, вырабатываемых регулятором перетока межсистемной электропередачи, допустимыми изменениями мощности электропередач, управляемыми ограничителями перетока, позволит избежать противоположного действия регулятора и ограничителей перетока, приводящего к снижению эффективности регулирования мощности РЭС.

Согласно предлагаемому способу формируют приращения управляющего воздействия на изменение мощности РЭС в функции отклонения перетока мощности по межсистемной электропередаче от заданного значения. Кроме того, измеряют перетоки, мощности электропередач контролируемых ограничителей перетока и определяют величины отклонений этих перетоков от уставок ограничителей. Для координации действий регулятора и ограничителей перетока по выработке приращений управляющих воздействий на каждом временном интервале управления определяют

5 диапазоны допустимых изменений мощности электропередач, контролируемых ограничителями, на увеличение Рп1 и снижение

Рп1 мощности, как разность измеренных мощностей и уставок ограничителей перето10 ков. Определяют также коэффициенты влияния изменения мощности РЭС на перетоки мощности электропередач с ограничителями мощности а ii (i = 1,п, п — число регулирующих электростанций, j = 1,m, m — число

15 электропередач с ограничителями) и коэффициенты влияния изменения мощности регулирующих электростанций на переток мощности межсистемной электропередачи

Q;(i = 1,n). Здесь формируют целевую функ20 цию максимального снижения перетока межсистемой электропередачи Л Рп

Q)P1+ Q P2 + " +Q у1 Pn = Л Рп

25 при ограничителях, накладываемых допустимыми изменениями мощности электропередач Р„

Q11P1+ а„Р2+...+ а, Р,Л Рп1

<21P1+ а22 Р2+ ... + аг Pn Рпг, Qm1 Р1+ %п2 Р2+ ° ° + Qmn Рп Pnm и целевую функцию максимального увеличения перетока межсистемой электропередачи ЛР

<1 Р1 + Q2 Р2 +" +

I при ограничениях, накладываемых допустимыми изменениями мощности электропередач Pni

45 а11 Р 1+ Q12 Р2 + ". + Qin Рп Pn1, 1 1 1

Q21 Р1 + Q22 Р2 +, ° . + 2п Рп — Рп2

Яп1 P1 + Q2m P2 + ... + Qmn Pn

1 . 1 1 — Pnm, Методом линейного программирования находят решение укаэанных целевых функций, т.е. определяются значения максимального снижения перетока ЛРп и максимального увеличения перетока Л Рп межсистемой электропередачи при отмеченных ограничениях.

1742937

Кроме того, при решении целевых функций определяются величины максимально допустимых положительных Р и отрицательных Р; приращений мощности РЭС. т.е. величины оптимальных регулировочных диапазонов этих РЭС. Затем осуществляют подготовку указанных регулировочных диапазонов на РЭС по определенным значениям мощностей Р и Р; (i = 1-и). Одновременно с этим определяют требуемые по условиям расчетных возмущений диапазоны регулирования перетока мощности межсистемой электропередачи на увеличение Л Р> и снижение Л Рл мощности РЭС. При условии ЛРл

< ЛРл производят изменение уставки pery лятора перетока на величину ЛРу = ЛРлI И

ЛР, а при выполнении условия ЛР > h. P и полной реализации диапазона Л Рп осуществляют изменение мощности электростанций, привлекаемых к коррекции режима энергосистемы, на величину, обеспечивающую расширение диапазона Л Р на велиI чину ЛР = Л Рп - ЛРп.

На чертеже показана схема осуществления способа автоматического регулирования перетока активной мощности, Схема содержит датчик 1 величины перетока мощности в межсистемной линии электропередачи, задатчик 2 уставки регулятора перетока мощности,.элемент 3 сравнения величины перетока с уставкой, вычислительное устройство 4, устройство 5 распределения нагрузки регулирующих электростанций, канал 6 передачи величины регулировочных диапазонов РЭС, канал

7 передачи управляющих воздействий регулятора перетока на РЭС, ограничитель 8 перетока мощности, канал 9 передачи величины диапазонов допустимых по устойчивости электропередач, контролируемых ограничителями перетоков мощности, приращений их мощности, регулирующие электростанции 10, электростанция 11, привлекаемая к коррекции режима энергосистемы, блок 12 определения параметров режима энергосистемы.

Способ осуществляется следующим образом.

Датчик 1 производит измерение величины перетока межсистемной электропередачи (МСЭ), которая поступает на элемент 3 сравнения. Второй вход этого элемента соединен с задатчиком 2 уставки регулятора перетока. На выходе элемента 3 образуется сигнал разности текущего значения перетока и уставки (отклонение перетока от заданного значения). Вычислительное устройство

4 вырабатывает управляющее воздействие на изменение мощности РЭС в функции отклонения перетока, которое распределяется устройством 5 между отдельными РЭС10 подключенными к регулятору перетока через каналы 7 передачи управляющих воз5 действий. По каналу 6 от вычислительного устройства 4 на РЭС передается информация о величинах их регулировочных диапазонов, реализация которых не приводит к перегрузке электропередач, контролируе10 мых ограничителями перетока. На каждом временном интервале производится определение допустимых приращений мощности электропередач, контролируемых ограничителями мощности, в направлении

15 увеличения ЛPni и снижения ЛРп перетока. Эти диапазоны увеличения (снижения) мощности вычисляются с учетом соответствующих запасов устойчивости и принятых коэффициентов надежности, Необходи20 масть этой операции объясняется тем, что перетоки мощности по линиям непрерывного меняются, в связи с этим изменяется и диапазон допустимых приращений мощности.

25 Информация о величине диапазонов

ЛР и Л Р ; (j = 1,гп) передается по каналам

6 на вычислительное устройство 4 регулятора перетока. На основе этой информации, а также известных величинах коэффициентов

30 влияния изменения мощности РЭС на переток мощности МСЭ ai (i = 1.n) и коэффициентов влияния изменения мощности РЭС на перетоки мощности электропередач с ограничителями а; >, в вычислительном устрой35 стве 4 формируются целевая функция максимального снижения перетока МСЭ

Л Р и аналогичная функция максимальногоувеличения перетока мощности Л Р, при соответствующих ограничениях на измене40 ние мощности РЭС по допустимым приращениям мощности электропередач с ограничителями.

Решение целевых функций для h, Р и

ЛРл при соответствующих системах огра45 ничивающих уравнений производится методом линейного программирования. В результате вычислений определяются максимальные диапазоны снижения Л Рл и увеличения Л Р перетока МСЭ, которые могут быть реализованы соответствующим увеличением (снижением) мощности РЭС приемной части энергосистемы, а также величины максимально допустимых положиI тельных Р; и отрицательных Р; приращений мощности РЭС, в рамках допустимых изменений мощности электропередач, контролируемых ограничителями перетока.

Величины допустимых приращений Рь

P; (i =1,п) являются оптимальными значени1742937

50 — 1

Лрл

= max(u«,Ë Р.}при увеличении мощности РЭС, 55

Лр =mln(ЛР;Л PH)— при снижении мощности РЭС.

В блоке 12 производится определение

rlBPBMeTPoB Режима Л Рнк, Лрнк нд основе ями регулировочных диапазонов РЭС на увеличение (снижение) мощности, полная реализация которых не может привести к перегрузке электропередач с ограничителями перетока. 5

По каналам 6 регулировочные диапазоI ны Pl, Pl передаются на РЭС, на которых производятся соответствующие технологические операции по подготовке регулировочных диапазонов. После завершения этой 10 операции РЭС будут иметь оптимальные регулировочные диапазоны, достаточные для реализации изменений перетока МСЭ в сторону снижения на величину Л Рл и увеличения на ЛРл. Ограничение регулировочных 15 диапазонов РЭС на увеличение Pi и снижение Pi мощности, вызываемое условием недопустимости перегрузки электропередач с ограничителями мощности, приводит к ограничению величин Л Рп и Л Рл. Это гово- 20 рит о том, что при небалансах мощности в энергосистеме, которые могут привести к отклонению перетока, превышающему

Л Рп или Л Рл, межсистемная электропередача будет перегружаться . Поэтому необхо- 25 димо сопоставление отклонений перетока мощности от расчетных возмущений в энергосистеме с величинами Л Рп и Лрп, на которые РЭС под действием регулятора могут изменить указанный переток МСЭ.

Обычно в расчет принимаются следующие возмущения: амплитуда нерегулярных колебаний перетока мощности МСЭ5Р«и максимальные расчетные небалансы мощности, учитйваемые при выборе регулиро- 35 вочных диапазонов РЭС, подключенных к системе регулирования перетоков, в сторону увеличения Рнб и снижение Рнб их загрузки. Приращения перетока мощности

МСЭ, вызванные расчетными небалансами 40

Рнб и Рнб, будут СООтвЕтСтвЕннО paBHbllP), = ГХн Рнб,Ь н = Г н Рнб, гДЕ н, н

I 11 . l I коэффициенты влияния положительного (отрицательного) небалайсов мощности в расчетных точках энергосистемы на изменение.перетока мощности МСЭ.

Для обеспечения эффективного регулирования перетока необходимо обеспечить . диапазоны изменения мощности МСЭ анализа колебаний нерегулярной составляющей перетока, а также величины расчетных небалансов мощности в энергосистеме

Рнб, Рнб . Ro параметрам возмущений вычислительное устройство 4 определяет значения приращений перетока МСЭ Л Рп и ЛР— I пРи выполнении Условий Лрл ЛРП регулировочные диапазоны

РЭС Pi, Pi (i = 1,п), ограниченные допустимыми изменениями мощности электропередач, будут достаточными для эффективного регулирования перетока мощности МСЭ.

При недостаточном регулировочном диа- пазоне РЭС на увеличение мощности будет

1 иметь место неравенство Л Рп < Л Р„и возникает необходимость изменения уставки регулятора перетока на величину Л Py =

Л Prl - Л Рл . Вычислительное устройство 4 вырабатывает управляющее воздействие, пропорциональное величине Л Ру, что приводит к изменению уставки задатчика 2. При этом уст >ойство 4 образует воздействие на изменение мощности электростанции 11, привлекаемой к коррекции режима энергосистемы. Увеличение мощности этой электростанции, расположенной в приемной части энергосистемы, приведет к снижению перетока МСЭ, соответствующему измененному значению уставки регулятора перетока, Если Л Рл > Л Рп, то уставка регулятора перетока увеличивается (Л Py > О), что приводит к повышению использования пропускной способности МСЭ.

При недостаточном регулировочном диапазоне РЭС на снижение мощности (Л Р„

> Л Рл ) требуется такое изменение мощности электростанции, предназначенной для коррекции режима энергосистемы, которое позволило бы расширить регулировочный диапазон РЭС на снижение мощности на величину Л P = Л Р„- Л Рл, Коррекция режима в этом случае должна производиться таким образом, чтобы в результате ее осуществления изменение нагрузки электропередач привело бы к расширению регулировочных диапазонов РЭС на сни>кение мощности Л Pl (i = 1,n).

Таким образом, реализация предлагаемого способа позволяет наиболее полно использовать пропускную способность МЭС в условиях ограничений на изменение мощности РЭС, накладываемых допустимым по устойчивости изменением мощности электропередач с ограничителями перетока. При этом действие регулятора перетока не вызывает перегрузки электропере,;ч с ограничителями перетока, что и"..вышает надежность работы энергосистемы.

1742937

50

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования перетока активной мощности, согласно которому измеряют отклонение перетока мощности по межсистемной электропередаче от уставки, формируют величины приращений управляющего воздействия на изменение мощности регулирующих электростанций в функции измеренного отклонения и изменяют мощности регулирующих электростанций на указанные величины, измеряют перетоки мощности электропередач, контролируемых ограничителями перетока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе энергосистемы, на каждом временном интервале управления определяют диапазоны допустимых изменений мощности электропередач, контролируемых ограничителями, на увеличение Рп1 и снижение Рп) мощности, как разность измеренных мощностей и уставок ограничителей перетоков, а также коэффициенты влияния изменения мощности регулирующих электростанций на перетоки мощности электропередач с ограничителями мощности а 1, где! = 1,п, и — число регулирующих электростанций, j1,m, m — число этих электропередач, коэффициенты влияния изменения мощности регулирующих электростанций на переток мощности межсистемной электропередачи

ai, затем формируют целевую функцию максимального снижения перетока межсистемной электропередачи Л Рп а1Р1+а2 Р2+...+ап Рп=Л Р, при ограничениях, накладываемых допустиMblMM изменениями мощности электропередач Рп) а11 P1+ а12 P2+ ... + Й1п Pn Рп1 й12 Р1 + 22 Р2 + .. + a2n Pn Рп2

° ° ° ° ° ° ° ° ° °

%п1 P1+ Фп2 P2+ ° ° ° + amn Pn . Pnm. и целевую функцию максимального увеличения перетока межсистемной электропере5 дачиЬРп

I I I 1 Р1 + a2 P2 + ° ° ° + an Pn = п при ограничениях, накладываемых допусти10 мыми изменениями мощности электропередач Рп1

) I 1 а11 P1+ й12 Р2+. °, + a1n ) и Рп1

<12 Р1+ а22 Р2+ ° ° . + a2n Рп Рп2, l ) I

%п1 P1+ am2 Р2+ ... + amn Рп — Р определяют Максимальные значения снижения 5Рп и увеличения Ь Рп мощности

20 электропередачи, а также величины максимально, допустимых положительных Р; и отрицательных Р1 приращений мощности регулирующих электростанций путем решения указанных целевых функций, затем осуществляют подготовку регулировочных диапазонов регулирующих электростанций в соответствии с.определенными значенияI ми мощностей Р1 и Р, где i = 1 п, одновременно с этим определяют требуемые по

З0 условиям расчетных возмущений диапазоны регулирования перетока мощности межсистемной электропередачи на увеличение

t I

ЛРп и снижение Ь Рп.мощности регулирующих электростанций, после чего при условии ЬРп < ЛРп изменяют уставку регулятора перетока на величину Л Py = ЬРп

- ЛРп, а при выполнении условия Л P, >

Л Рп и полной реализации диапазона ЬРп осуществляют изменение мощности электростанций, привлекаемых к коррекции режима энергосистемы, на величину, обеспечивающую расширение диапазона

ЛРп на величину Л Р = ЛРп - Ь Рп .

45

1742937

Составитель В.Каленик

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор Е, Пап

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

Заказ 2292 Тираж Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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