Способ автоматического группового управления возбуждением синхронных генераторов электростанции

 

Использование: в электротехнике, в устройствах автоматического регулирования напряжением на электростанциях и подстанциях с синхронными генераторами. Сущность: в функцию, формирующую длительность управляющего воздействия на регулирование возбуждения синхронных генераторов, вводят переменный коэффициент , который при выявлении перерегулирования , определяемого по факту изменения направления управляющего воздействия в двух последующих циклах регулирования , уменьшают на заданную величину и восстанавливают его исходное нормативное значение при изменении отклонения напряжения шин станции от заданной уставки. 1 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 02 J 3/46

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4840734/07 (22) 25.06.90 (46) 30.11,92. Бюл. М 44 (71) Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (72) M.È.Ãóìèí, И.Б.Иоффе и В.В.Шлимович (56) Авторское свидетельство СССР

N 1056357, кл. Н 02 J 3/48, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1080233, кл. Н 02 J 3/48, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 1080234, кл. Н 02 J 3/48, 1984. (54) CllOCOE АВТОМАТИЧЕСКОГО ГРУППОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического регулирования напряжения на электростанциях и подстанциях с синхронными компенсаторами.

Известен способ, обеспечивающий поддержание напряжения на шинах электростанции и автоматического распределения реактивных нагрузок между генераторами по заданному закону. Его недостатком является то, что в процессе реализации задания возможен выход регулируемого параметра эа заданное значение вследствие перерегулирования иэ-за неточного расчета управляющего воздействия и возникновение незатухающих колебаний вокруг упомянутой точки.

Известен способ, обеспечивающий автоматическую разгрузку генератора при пе„„SU ÄÄ 1778863 А1 (57) Использование: в электротехнике, в устройствах автоматического регулирования напряжением на электростанциях и подстанциях с синхронными генераторами.

Сущность: в функцию, формирующую длительность управляющего воздействия íà регулирование возбуждения синхронных генераторов, вводят переменный коэффициент, который при выявлении перерегулирования, определяемого по факту изменения направления управляющего воздействия в двух последующих циклах регулирования, уменьшают на заданную величину и восстанавливают его исходное нормативное значение при изменении отклонения напряжения шин станции от заданной уставки. 1 ил. регруэках, вызванных перерегулированием.

Способ предотвращает автоколебания в предельном максимальном режиме эа счет блокирования сигнала на повышение возбуждения после разгрузки. его недостатком является недоиспользование нагруэочной

-способности генератора в случае разгрузки с перерегулированием.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматического группового управления возбуждением синхронных генераторов, согласно которому измеряют отклонение напряжения шин станции от заданной уставки и отклонение параметров распределения каждого генератора от оптимального значения, определяют количество включенных генераторов, статизмы их внешней и нагрузочной характеристик, значение требуемого изменения устанки АРВ каждого генератора как функцию упомянутых параметров, формируют для каждого генератора значение управляюгцего сигнала путем умножения требуемого значения изменения уставки на постоянный коэффициент и передают управляющий сигнал в систему управления уставкой APB соответствующего генератора, после чего повторяют весь комплекс операций до снижения укаэанных отклонений до величин, определяемых соответствующими нормативными значениями, при этОм rfpN каждом пОВтар8нии упО" мянутого комплекса операций определяют фактическое изменение уставки АРВ каждого генератора KBK разность устанок до и после выдачи управляющего сигнала, формируют корректирующий коэффициент как отношение требуемого значения изменения устзнки к ее фа (тическаму иэм нению и корректиру|от требуемое значение изменения уставки АРР генератора путем его умножения HB корректирующий коэффициент, т.е. Вводят в расчет истинное значение скорости изменения уставки APB.

Хотя способ и отстроен ат перерегулирананий, обусловленных нестабильностьfo

cKopocTHblx характеристик установочных устрайстн АРВ, В системах, реализующих этот способ, наблюдаются автокалебаний при рабате н зонах ограничения В силу несовместимости заца, ограничения, распреДеления и регулирования и неизбех(ньо("IpM этОм паГpeUIHocTffx расчета.

Целью изобретения является повышение нанежности.

Цель достигается тем, чта в cëocoáe автоматического группового управления возбуждением синхронных генераторов, cîofã.ë àBñcíHî o кKоoтTоoрому измеряют отклонение напряжения шин станции от заданной уставки и от.(лонение I BpB feTpB распределения KB:-Kpofo генератора от оптимального значения, определяют;<оличества Включенных Генераторов, статизм их Внешних и нагрузочных характеристик, скорости изменения усТВаоК их АРВ, формируют для каждого reHepBTopB управляющее воздействие расчетной длительности и передают н схемь, возбуждения генераторов соответстВующие управляющие сигналы, контролируют процесс реализации задания по факту выдачи соответствующего управляющего воздействия и при выявлении перерегулироВания, определяемОГО па факту изменения направления управляющего

Воздействия н двух последующих циклах регулирования, ВВОдят oof .p38l(g В расчетное значение длительности управляюгцего Воздействия и уменьшают его на заданную величину, повторяют эту операцию в каждом последующем цикле, если в нем выявляется перерегулирование, до тех пор, пока оно не устранится или пока расчетное управляющее воздействие не снизится до заданной минимальной величин, и снимают поправку при изменении знака или увеличении модуля отклонения напряжения на шинах станции от уставки, а на прочих генераторах аналогично.

Сущность изобретения сводится к тому,, что по изменению направления двух последовательно выданных управляющих воздействий фиксируется автоколебательный процесс и производится его демпфирование н темпе процессе путем адаптивной перестройки каналов регулирования соответствующих агрегатов вплоть до нормализации режима и завершения процесса реализации задания с последующим восстановлением исходной настройки системы при изменении уставки или режиме энергосистемы, Последнее распознавание, исходя иэ того, что для завершенности реализации характерна стабильность отклонения центрального регулируемого параметра (напряжения шин) при отсутствии управляющих

Воздействий на всех агрегатах управляемой группы, а изменение режима или устэвки, вызывающее действие системы регулирования, однозначно связано с унеличением упомянутого отклонения либо с изменением его знака

На черт8же пр8дстаВл8н Один из вэри антон схемы, реализующей предлагаемый спасОО.

Схема содержит решаю.ций блок 1 (РБ), определяющий В соответствии с заданными

Bаконами распределения и регулирования требуемую величину изменения уставки

Аг В и выдающии на выход А пропорциональный этой величине аналоговый сигнал

ЛУ,два блока умножения 2 (БУ1) и 3 (БУ2), двухканальный блок памяти (БП) любого типа. например, выполненный на базе-интегрирующих емкостей, два блока разности 5 (GP1) и 6 (БР2); интегратор 7 (БИ), два трехпозиционных нуль-органа 8 (НО1) и 9 (НО2), днухпоэиционное реле 19 (РЩ, фиксирующее четный и нечетный циклы регулирования, повторитель сигналов нуль-органа 11 (РП), реле нормализации 12 (PH), дифференциэторы 13 (Д1) и 14 (Д2), вентили 15 (В1) и 16 (82), реле сброса сигнала интегратора 17 (РС). Сигналы От датчиков параметров шин станции и генераторов

Посту(пают нэ ВхОДы расчетноГО блока 1, Дискретный выход Д которого соединен с входом реле нормализации 12, а эналОГОВЫЙ А

1778863 — с первым входом блока умножения 2, второй вход которого соединен с выходом второго блока разности 6, а выход — входом нуль-органа 8, а также через замыкающий контакт повторителя 11 — с первым входом второго блока умножения 3, через последовательную цепь замыкающих контактов реле нормализации.12 и повторителя 11- с вторым входом второго блока умножения 3 и через замыкающий и размыкающий контакты двухпозиционного реле 10 — соответственно с входами первого и второго каналов блока .памяти 4, выходы которых соответственно через размыкающий и замыкающий контакты двухпозиционного реле 10 объединены в общую точку, которая через последовательно соединенные размыкающий контакт реле нормализации 12 и замыкающий контакт повторителя 11 соединена с вторым входом второго блока умножения 3, выход которого соединен с входом второго нуль-органа 9, выходы которого соединены Б — с обмоткой реле сброса 17, а М вЂ” через дифференциатор Д2 — с входом первого блока разности 5, выход которого соединен с входом интегратора 7, а второй вход через замыкающий контакт реле сброса 14 — с выходом интегратора 7 и первым входом второго блока разности 6, на второй вход которого подано нормативное задание, выходы нуль-органа "больше" Б и "меньше" M соединены со схемой управления APB генератора и через развязывающие вентили 15, 16 — с управляющим входом повторителя 11 и входом дифференциатора 13, выход которого соединен с управляющими входами двухпозиционого реле 10.

Нормально в процессе регулирования с выхода А решающего блока 1 поступает расчетный сигнал требуемого изменения уставки, который в блоке умножения 2 умножается на нормативное значение адаптивного коэффициента КА, равное NA, и в виде произведения Т = ЛY КА поступает на вход нуль-органа 8, где преобразуется в соответствующий временной управляющий сигнал Б или М, поступающий в схему управления уставкой АРВ, При этом при каждой выдаче сигнала срабатывает повторитель 11, а на выходе дифференциатора 13 формируется импульс, обеспечивающий переориентацию двухпозиционного реле 10. Последнее своими контактами обеспечивает в каждом текущем цикле запоминание расчетного значения Т данного цикла в соответствующем канале блока памяти 4 и его выдачу в схему регулирования в последующем цикле в виде биполярной аналоговой величины, знак которой отражает знак отклонения, а следовательно. на40

50 ет, реле сброса 17 находится в обеспечен ном положении и своим контактом

5

35 правление управляющего воздействия

"больше" (+), либо "меньше" (-). Соответственно в каждом регулирующем цикле, если имеет место выдача управляющего воздействия в схему возбуждения генератора, на входы второго блока умножения 3 через контакты повторителя 11 поступают с выхода первого блока умножения 2 и выхода одного из каналов блока памяти 4 сигналы предшествующего и текущего отклонений.

При этом в соответствии с ориентацией двухпозиционного реле 10 в одном иэ каналов блока памяти 4 всегда обеспечивается запоминание текущего расчетного сигнала и подготавливается цепь его выдачи в схему в следующем цикле.

Если знак отклонения, а следовательно, направление управляющего воздействия в двух последующих циклах остаются неизменными, на вход второго блока умножения

3 поступают сигналы одинаковой полярности, и на его выходе формируется положительный аналоговый сигнал, преобразуемый нуль-органом 9 в дискретный сигнал, поступающий с его выхода Б на управляющий вход реле сброса 17. Последнее срабатывает, замыкает своим контак том цепь обратной связи интегратора 7, обеспечивая сброс его выходного сигнала до нуля и подачу в схему с выхода второго блока разности 6 нормативного значения

NA адаптивного коэффициента на второй вход первого блока умножения (КА = NA).

Изменение знака отклонения в двух последующих циклах свидетельствует о перерегулировании и необходимости уменьшения коэффициента усиления канала регулирования, что осуществляется путем уменьшения адаптивного коэффициента КА, формируемого блоком разности 6, 8 этом случае текущее и ретроспективное значения отклонения, поступающие на входы второго блока умножения 3, будут иметь разные знаки, что соответствует отрицательному знаку сигнала на входе нуль-органа.9, а следовательно, выдаче позиционного сигнала на его выход M. При этом в пусковой цепи реле сброса 17 — на выходе Б нуль-органа 9 — сигнал отсутствуразмыкает цепь обратной связи интегратора 7, чем обеспечивается воэможность интегрирования. Упомянутый позиционный сигнал с входа M нуль-органа 9, преобразованный дифференциатором 14 в дозированный временной сигнал, поступает на вход первого блока разности 5, который передает его в виде импульсного дозированного по времени управляющего воздействия на

1778863

35

50 вход интегратора 7, обеспечивая таким образом изменение его выходного си нала на заданную величину, определяемую выбранной ступенью интегрирования, При поступлении очередного позиционного сигнала процесс повторяется. Наличие дифференциатора 14-в данном случае обеспечивает однократность поступления управляющего воздействия и его определенность по времени независимо от длительности цикла и величины пауз между позиционными сигналами М-выхода нуль-органа 9, Соответственно на выходе блока разности 6 формируется уменьшенное значение адаптивного коэффициента КА = NA — LS, где L u

S — соответственно количество и величина ступеней интегрирования, а произведение

LS — выходной сигнал интегратора 7. Если в последующем цикле перерегулирование не устранилось, то LS по той же процедуре наращивается еще на одну ступень, и значение КА уменьшается еще на одну ступень S вплоть до устранения перерегулирования или сведения выходного сигнала первого блока умножения 2 к нулю. Последнее свидетельствует о неуспешной адаптации и не-возможности устойчивой реализации задания. Соответственно в этом случае система блокируется (на схеме не показано).

Если в предшествующем цикле откло. нение было равно нулю и соответственно сигнал на регулирование не выдавался, то будет равно нулю ретроспективное значение, подаваемое на второй вход второго блока умножения 3, т.е, на его выходе и на выходах нуль-органа 9 сигналы будут равны нулю. Поскольку в этом случае реле сброса

17 не срабатывает, на выходе интегратора 7 сохраняется предшествующее значение и соответственно значение адаптивного коэффициента КА на выходе второго блока разности 6 остается неизменным, т.е, тем, которое сформировалось ранее в результате действия системы регулирования, Восстановление нормативного значения адаптивного коэффициента производится в соответствии с предлагаемым способом после завершения реализации задания. Задача решается решающим блоком

1, который при наличии соответствующих показаний, например при изменении отклонения по напряжению от заданной уставки, выдает на дискретный выход Д сигнал на срабатывание реле нормализации 12 на все время данного цикла регулирования. При этом контактом реле нормализации обеспечивается подача на второй вход блока умножения 3 того же сигнала, что и на его первый вход — текущего значения отклонения, и независимо от знака отклонения выходной сигнал блока умножения 3 будет положительным. В этом случае в соответствии с ранее описанной процедурой срабатывает реле сброса 17, сигнал на выходе интегратора 7 станет равным нулю и восстановится нормативное значение адаптивного коэффициента на выходе второго блока равности

6 КА = NA.

Таким образом, при появлении любых автоколебаний.в ходе реализации задания система изменяет настройку коэффициента передачи, обеспечивая либо устойчивую реализацию задания, либо вывод агрегата из системы регулирования (при уменьшении

NA до нуля), причем с автоматическим обратным вводом его в систему, восстановлением исходной настройки и последующей адаптацией к перерегулированию при каждом изменении режима. Соответственно осуществляется оптимальная настройка регулирующего комплекса по индивидуальным характеристикам в темпе процесса с учетом особенностей процесса регулирования и параметров режима, чем и обеспечивается поставленная цель — повышение надежности.

Предлагаемый способ может быть реализован на серийной аппаратуре регулирования, например, типа "Каскад 2" завода

МЗТА, на микропроцессорных контроллерах типа "Ремиконт" или "Ломикант", выпускаемых . Чебоксарским ПО

"Электроприбор", а также на любой цифровой регулирующей 3ВМ.

Технико-зкономический эффект от внедрения предлагаемого способа получа-, . ется за счет улучшения качества поддерживания заданных параметров и максимального использования нагрузочных возможностей агрегатов. Последнее эквивалентно установке дополнительного оборудования для потребления и генерирования реактивной мощности, рав-. ных примерно 30ф, установленной реактивной мощности станции.

Формула изобретения

Способ автоматического группового управления возбуждением синхронных генераторов электростанций, согласно которому измеряют отклонение напряжения шин станции от заданной уставки и отклонение параметра распределения каждого генератора от оптимального значения, определяют количество включенных генераторов, статизм их внешних и нагрузочных характе.ристик, скорости изменения уставок их

АРВ, формируют для каждого генератора управляющее воздействие расчетной длительности и передают в схемы возбуждения генераторов соответствующие управляю1778863

Составитель

Техред М. Моргентал

Корректор С.Лисина

Редактор Т.Егорова

Заказ 4199 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 щиесигналы,отл ич а ющийс я тем,что, с целью повышения надежности, контролируют процесс реализации задания по факту выдачи соответствующего управляющего воздействия и при выявлении перерегулирования, определяемого по факту изменения направления управляющего воздействия в двух последующих циклах регулирования, вводят поправку в расчетное значение длительности управляющего воздействия и.уменьшают его на заданную величину, повторяют эту операцию в каждом последующем цикле перерегулирования до тех пор, пока оно не устранится или пока

5 расчетное управляющее воздействие не снизится до заданной минимальной величины, и снижают поправку при изменении знака или увеличении модуля отклонения напряжения на шинах станции от заданной уставки, а на

10 прочих генераторах аналогично.