Способ управления электрической станцией, содержащей асинхронный генератор и источник реактивной мощности

 

Область использования: может быть использовано на электрических станциях, оснащенных асинхронными генераторами (АГ) и источниками реактивной мощности для управления переходными режимами. Сущность изобретения: контролируют отклонение первой производной скольжения АГ от величины уставки и при положительном знаке отклонения формируют дополнительный сигнал управления, пропорциональный максимальному отклонению скорости изменения скольжения АГ, которым на заданном интервале времени уменьшают мощность первичного двигателя асинхронного генератора . Это позволяет повысить устойчивость электроэнертетической системы путем локализации аварийного возмущения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕЙНОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

Е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,,""

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4944854/07 (22) 13.06.91 (46) 15.05.93. Бюл. М 18 (71) Ташкентский политехнический институт им. А. P. Бируни (72) К. P. Аллаев, А. Ф. Ан и M. Ю. Клименко (56) Портной M. Г. и др. Управление энергосистемами для обеспечения устойчивости, M.: Энергия, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1617531, кл. Н 02 J 3/46, 1989. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИЕЙ, СОДЕРЖАЩЕЙ АСИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР И ИСТОЧНИК

РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электрических станциях, оснащенных асинхронными генераторами (АГ) и источниками реактивной мощности (ИРМ) для управления переходными режимами.

Цель изобретения — повышение устойчивости электроэнергетической системы путем локализации аварийного возмущения.

Осуществление способа поясняется с помощью блок-схемы устройства, приведенной на чертеже.

Устройство содержит датчик 1 измерения скольжения АГ, согласующий блок 2, дифференцирующий блок 3, блок 4 сравнения, максиселектор 5, усилитель 6, блок 7 аварийного регулирования турбины, электрогидравлический преобразователь 8, гидравлическую часть системы регулирования

„„Я2„„1815735 А1 (я)ю Н 02 J 3/46 (57) Область использования: может быть использовано на электрических станциях, оснащенных асинхронными генераторами (АГ) и источниками реактивной мощности для управления переходными режимами. Сущность изобретения: контролируют отклонение первой производной скольжения АГ от величины уставки и при положительном знаке отклонения формируют дополнительный сигнал управления, пропорциональный максимальному отклонению скорости изменения скольжения АГ, которым на заданном интервале времени уменьшают мощность первичного двигателя асинхронного генератора, Это позволяет повысить устойчивость электрознергетической системы путем локализации аварийного возмущения. 1 ил.

9, регулирующие клапаны 10 и турбину 11, Измерительный датчик 1 связан непосредственно с валом ротора асинхронного генератора. Выход датчика 1 скольжения АГ подсоединен к входу согласующего блока 2, выход которого связан с входом дифференцирующего блока 3. Выход блока 3 дифференцирования соединен с одним из входов блока 4 сравнения, на другой вход которого подается опорное напряжение, пропорциональное величине заданной уставки по первой производной скольжения АГ, а выход блока 4 подключен к входу максиселектора

5, один из выходов которого связан с блоком

7 аварийного регулирования турбины непосредственно, а другой — через усилитель

6. Выход блока 7 подсоединен к входу злек-, трогидравлического преобразователя 8, выход которого связан с входом

1815735 гидравлической части системы регулирования 9, выход которой подсоединен к регулирующим клапанам 10 турбины 11.

В данной блок-схеме датчик 1 служит для определения величины текущего скольжения асинхронного генератора в виде по-. стоянного напряжения, а согласующий блок

2 — для согласования величины напряжения на выходе датчика скольжения с входом, блока 3 дифференцирования. Дифференцирующий блок предназначен для формирования сигнала, пропорционального скорости изменения скольжения АГ. Блок 4 сравнения выполняет функцию измерения отклонения текущего значения первой производной скольжения асинхронного генератора относительно величины заданной уставки (Л S Аг = S Агт — ЯАго) и формирования сигнала соответствующей полярности для запуска схемы максиселектора 5. Максиселектор,. содержащий в своем составе запускающее устройство, схему сравнения

tn устройСтво .запоминания, предназначен для выделения максимального значения отклонения первой производной скольжения

АГ (Л S Агав) и запуска.блока 7 аварийного регулирования турбины. Усилитель 6 служит для усиления сигнала, пропорционального

Л $ Armax И ПЕРЕДаЧИ ЕГО К-бЛОКУ 7 аВаРИйного регулирования турбины. Блок 7 аварийного регулирования: турбины предназначен для формирования на заданном интервале времени управляющего импульса,: величина которого пропорциональна максимальному отклонеwe скорости изменения скольжения АГ, и передачи.его через электрогидравлический преобразователь 8 к гидравлической части . системы регулирования 9 первичного двигателя, . При изменении режима работы энергосистемы изменяются значения режимных параметров 33С и асинхронного генератора. При этом изменяется выходной сигнал измерительного датчика 1 скольжения АГ.

Датчик 1, связанный c ..валом ротора асинхронного генератора, измеряет величи. ну. напряжения, пропорциональную скольжению АГ и полученный сигнал в виде постоянного напряжения поступает через согласующий блок 2 к дифференцирующему блоку 3. Блок 3. формируя сигнал, пропорциональный скорости изменения скольжения АГ, передает его к блоку 4 сравнения, в котором он сравнивается с величиной опорного напряжения, пропорционального заданной уставке по первой производной скольжения (S Аго). С выхода блока 4 полученный разностный сигнал Л SАг соответствующей полярности поступает на вход максиселектора 5.

Максиселектор выполнен таким образом, что его запуск происходит только при положительном знаке отклонения текущего значения S Агт от величины уставки S Aro (Л $ Аг > О). При выполнении. этого условия начинается процесс накопления максимальных значений отклонений Л $ Ar в устройст"О ВЕ ЗаПОМИНаНИя ПО УСЛОВИЮ Л S АГ текущее

- Л Я АГ предыдущее > О. ВЫПОЛНЕНИЕ УСЛОВИЯ

Ь Я АГ текущее A S АГ предыдущее ОЗНаЧавт что при данном возникшем аварийном возмущении в системе выявлено максимальное

"5 отклонение первой производной скольжениЯ АГ Л Я Acmax. ПРи этом пРоЦесс накопления значений Л Я Аг в запоминающем устройстве прекращается, подается команда на запуск блока 7 (начинается отсчет интервала времени прохождения импульса).и сигнал, пропорциональный Я АГтах с выхода запоминающего устройства максиселектора, усиленный в соответствии с установленным в усилителе 6 коэффициентом усиления (К), поступает на блок 7 аварийного регулирования турбины;

В переходных режимах, сопровождающихся снижением скольхсения асинхронного генератора (например, при набросе

30 нагрузки или отключения генерирующей мощности в энергосистеме), а также в режимах сброса электромагнитной мощности АГ, неопасного с точки зрения нарушения ус тойчивости системы, знак выходного сигна35 ла блока 4 сравнения будет отрицательным и управление станцией, содержащей асинхронный генератор и ИРМ, осуществляется в соответствии с известным способом управления, выбранным в качестве прототипа.

40 При аварийных ситуациях в системе, характеризующихся возникновением больших небалансов мощности на валу агрегатов (короткие замыкани в сети,.отключения крупных нагрузок), выходной сигнал . блока. 3 дифференцирования, пропорциональный первой производной скольжения.АГ, превышает опорное напряЖЕНИЕ 0еп = S АГО И На ВЫХОДЕ бЛОКа 4 СраВнения появляется положительный сигнал, 50 осуществляющий запуск схемы максиселек тора 5. При срабатывании максиселектора происходит выявление максимального отклонения первой производной скольжения

АГ И СИГНаЛ, ПРОПОРЦИОНаЛЬНЫй Л S Armax, 55 усиленный в усилителе 6, поступает на вход блока 7 аварийного регулирования турбины, где на заданном интервале времени форми-. руется управляющий импульс, который с выхода, блока 7 подается на вход

1815735

10

1+р Т... х (Ип(р) К Ь 3 дгспах) 20

0 при Здгс — Здго 0, 25

55 быстродействующего электрогидравлического преобразователя 8.

Передаточная функция электрогидравлического преобразователя имеет следующий вид: где д гп — воздействие на гидравлическую часть системы регулирования первичного двигателя (выходной сигнал ЗГП);

Т гп — постоянная времени электрогидравлического преобразователя;

К- коэффициентусиления сигнала, пропорционального максимальному отклонению первой производной скольжения АГ; р — оператор дифференцирования;

М/п(р) — передаточная функция запуска-. ющего устройства максиселектора, равная:

Wï(Ð) =

1 при Загс — SAro>0:

1 при t < tp + Ти, Wï.(P) =

0 при t > t+ T>, где t о- момент времени, при котором подается команда на запуск блока 7 аварийного регулирования турбины;

Тп — длительность управляющего импульса.

С выхода электрогидравлического преобразователя сформированный дополнительный сигнал управления, пропорциональный Ь S дгспах, подается на вход гидравлической части системы регулирования 9. Ко всем другим входам гидравлической части поступают другие сигналы, осуществляющие регулирование режима работы первичного двигателя асинхронного генератора. При этом количество исходных каналов, их настройка и значения коэффициента усиления остаются без изменения

С выхода гидравлической части системы регулирования 9 преобразованный и усиленный управляющий сигнал воздействует на положение регулирующих клапанов

10 первичного двигателя 11 в соответствии с передаточной функцией:

Р1,.„ (Уэm+А(Р)1 (2)

1 где. p — положение регулирующих клапанов турбины;

Тс — постоянная времени сервомотора регулирующих клапанов;

А(р) — операторное выражение, включающее в себя сумму управляющих воздействий от различных систем регулирования режима работы первичного двигателя (от механизма управления турбиной, регулятора скорости и др.).

В зависимости от тяжести возмущения в системе изменяются величины небаланса мощностей на валу агрегата.и Л S дгспах и, следовательно, степень изменения мощности турбины асинхронного генератора для подавления аварийного небаланса. а

Коэффициент усиления К и длительность управляющего импульса Ти выбирается на основании предварительного расчета электромеханического процесса в энергосистеме из условия, чтобы при тяжелой аварии вблизи станции (например, при трехфазном коротком замыкании на шинах) обеспечивалось полное закрытие регулирующих клапанов первичного двигателя. При этом время дополнительного воздействия на турбину АГ сигналом, пропорциональным Л S дгmax, должно находиться вдиапазоне значений 0,25 — 0,4 с, нижний предел которого должен быть не менее.эквивалентнои постояннои времени гидравлическои

30 части системы регулирования, а верхний— ограничен величиной, при которой возможно переторможение агрегата.

Границы района энергосистемы, в котором необходимо локализовать аварийное возмущение путем управления станцией с

АГ, зависят от выбора значения уставки по первой производной скольжения Здго асинхронного генератора. Чем меньше величина $ дго, тем к большему району энер40 госистемы привлекается станция с асинхронным генератором для ликвидации аварийного небаланса мощностей. При этом величина уставки по скорости изменения скольжения АГ должна быть больше значений S дг, имеющих место при неопасных по условию устойчивости сбросах нагрузки.

Таким образом, способ управленсся электрической станцией. содержащей асинхронный генератор и источник реактивной мощности, обеспечивает локализацию аварийного возмущения, повышая тем самым устойчивость электроэнергетической системы.

Формула изобретения

Способ уп равления электрической станцией, содержащей асинхронный генератор и источник реактивной мощности, состоящий в том, что измеряют режимные пара1815735

Составитель A.AH

Техред М,Моргентал

КоРРектор С.Патрушева

Редактор

Заказ 1641 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 метры энергосистемы и скольжение асинхронного генератора, формируют первую производную скольжения асинхронного ге\ нератора, суммируют отклонения режимных параметров энергосистемы, отклонение скольжения от номинального значения и первую производную скольжения, и пропорционально этой сумме регулируют реактивную мощность источника, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения устойчивости электроэнергетической системы путем локализации аварийного возмущения, контролируют отклонение первой производной скольжения асинхронного генератора от величины уставки, и при положительном знаке отклонения выявляют его максимальное значение, формируют запускающий сигнал в интервале времени, ниж5 ний предел длительности которого должен быть не менее эквивалентной постоянной времени гидравлической части системы регулирования, а верхний ограничен величиной, при которой возможно переторможение, в .10 этом интервале изменяют мощность турбины асинхронного генератора пропорционально упомянутому максимальному отклонению первой производной скольжения асинхронного генератора.