Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению



Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению

 


Владельцы патента RU 2584338:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения статических характеристик нагрузки по напряжению. Способ заключается в том, что в узле нагрузки производят последовательные изменения напряжения, измеряют напряжение и мощность и переводят измеренные значения напряжения в относительные единицы. Но при этом напряжение и мощность измеряют до и после каждого изменения напряжения, определяют значения регулирующего эффекта нагрузки KPi для каждой пары измеренных значений напряжения и мощности. Производят фильтрацию полученных пар измерений, значения регулирующего эффекта KPi которых не попадают в заданный доверительный интервал, определяют коэффициенты a 0, a 1, a 2 методом наименьших квадратов. Принимают в качестве искомой статической характеристики нагрузки по напряжению полином . Технический результат заключается в определении статических характеристик нагрузки по напряжению при наличии нерегулярных колебаний и дрейфа мощности. 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения статических характеристик нагрузки по напряжению.

Известен способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению [Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е. Применение математических моделей электрической нагрузки в расчетах энергосистем и надежности электроснабжения промышленных потребителей. - М.: ЭЛЕКС-КМ, 2008. - С. 211-215], при котором в узле нагрузки производят последовательные изменения напряжения, измеряют напряжение и мощность и переводят измеренные значения напряжения и мощности в относительные единицы. Полученную в результате характеристику используют в качестве статической характеристики нагрузки.

Условием использования указанного способа является стационарность исследуемой нагрузки. Если имеют место нерегулярные колебания и дрейф мощности, то указанный способ использоваться не может. В этом случае требуется повторное проведение эксперимента, что зачастую сопряжено с рядом технических и организационных трудностей и не всегда возможно. Кроме того, нет гарантии, что при повторном эксперименте нагрузка будет стационарна и использование указанного способа для определения статической характеристики нагрузки будет успешным.

Не известны способы, позволяющие определять статические характеристики нагрузки по напряжению в условиях значительных нерегулярных колебаний и дрейфа мощности.

Задачей изобретения является разработка способа, позволяющего определять статические характеристики нагрузки по напряжению при наличии нерегулярных колебаний и дрейфа мощности.

Это достигается тем, что также, как в прототипе, в узле нагрузки производят последовательные изменения напряжения, измеряют напряжение и мощность и переводят измеренные значения напряжения в относительные единицы.

Согласно изобретению напряжение и мощность измеряют до и после каждого изменения напряжения, определяют значения регулирующего эффекта нагрузки KPi для каждой пары измеренных значений напряжения и мощности в соответствии с соотношением:

где U*1(i) и P1(i) - значения напряжения в относительных единицах и мощности в именованных единицах, измеренные до i-го изменения напряжения,

i=1, 2, … - порядковый номер изменения напряжения,

U*2(i) и P2(i) - значения напряжения в относительных единицах и мощности в именованных единицах, измеренные после i-го изменения напряжения.

Затем производят фильтрацию полученных пар измерений, значения регулирующего эффекта KPi которых не попадают в заданный доверительный интервал, и определяют коэффициенты a 0, a 1, a 2 методом наименьших квадратов из выражения

где PБАЗ(i) - значение базисной мощности для i-й пары измерений,

N - количество оставшихся после фильтрации пар измерений.

Принимают в качестве искомой статической характеристики нагрузки по напряжению полином

Предложенный способ позволяет определять статические характеристики нагрузки по напряжению даже при наличии нерегулярных колебаний и дрейфа мощности благодаря тому, что из всего массива экспериментальных данных выделяют такие пары измерений, для которых исследуемая нагрузка является стационарной, то есть РБАЗ(i)=const, а сами значения PБАЗ(i) определяют наряду с коэффициентами a 0, a 1, a 2 из условия минимизации суммы квадратов отклонений результатов измерений в относительных единицах от полученной статической характеристики нагрузки.

Выражение (2) является системой, составленной из уравнений вида

с учетом того, что для каждой пары измерений U*1(i) и U*2(i), Pl(i) и P2(i) базисная мощность PБАЗ(i) остается постоянной.

Нерегулярные колебания и дрейф мощности могут быть учтены, как изменение значения базисной мощности, которая используется для перевода измеренных значений мощности в относительные единицы. В предложенном способе измерения значений напряжения и мощности производят непосредственно до и после изменения напряжения, что максимально снижает вероятность изменения базисной мощности между такими измерениями. Для того чтобы исключить пары измерений, между которыми все же происходит изменение базисной мощности, в предложенном способе предусмотрена фильтрация пар измерений по значениям регулирующего эффекта нагрузки. Так как значения базисной мощности для каждой пары измерений заранее неизвестны, то в предложенном способе выбирают их исходя из условия минимизации суммы квадратов отклонений результатов измерения от полученной статической характеристики нагрузки. Это позволяет свести к минимуму влияние нерегулярных колебаний и дрейфа мощности на получаемую статическую характеристику нагрузки, что расширяет область использования предложенного способа по сравнению с прототипом.

На фиг. 1 - представлена схема устройства, реализующая предлагаемый способ.

На фиг. 2 - представлены пары измеренных значений напряжения и мощности в именованных единицах.

На фиг. 3 - представлена полученная статическая характеристика нагрузки и пары измерений напряжения и мощности после фильтрации, переведенные в относительные единицы.

В таблице 1 приведены измеренные значения напряжения U1(i) и U2(i) и мощности P1(i) и P2(i) в именованных единицах, а также соответствующие им значения регулирующего эффекта нагрузки KPi.

Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению может быть осуществлен с помощью устройства (фиг. 1), в котором первый выход блока управления 1 соединен с устройством регулирования напряжения под нагрузкой питающего трансформатора 2. Второй выход блока управления 1 соединен с входом блока измерений 3, входы которого подключены к измерительным трансформаторам тока 4 и напряжения 5. Выход блока измерения 3 соединен с входом блока регулирующих эффектов 6 и с входом блока фильтрации 7. Выход блока регулирующих эффектов 6 соединен с входом блока фильтрации 7, выход которого соединен с входом блока определения коэффициентов 8.

Блок измерения 3 может быть выполнен с помощью анализатора электропотребления AR5. Блок управления 1, блок регулирующих эффектов 6, блок фильтрации 7, блок определения коэффициентов 8 могут быть выполнены на микроконтроллерах серии 51 производителя atmel AT89S53.

В качестве примера приведен способ определения статической характеристики активной мощности нагрузки ОАО «Сибкабель» г. Томск по напряжению. Нагрузка ОАО «Сибкабель» имеет резкопеременный характер, обусловленный особенностями производства, что сопровождается нерегулярными колебаниями и дрейфом мощности, поэтому определение статической характеристики нагрузки по напряжению известными способами невозможно.

Последовательное изменение напряжения в узле нагрузки производят с помощью устройства регулирования напряжения под нагрузкой питающего трансформатора 2, а измерение значений напряжения и мощности производят с помощью блока измерения 3. Для координации процесса измерения с процессом изменения напряжения служит блок управления 1, в котором в соответствии с программой эксперимента последовательно формируют управляющие воздействия на блок измерения 3, привод устройства регулирования напряжения под нагрузкой питающего трансформатора 2 и снова на блок измерения 3. В соответствии с управляющими воздействиями до и после каждого изменения напряжения в блоке измерения 3 производят измерение значений трехфазной активной мощности P1(i) и P2(i) и действующего среднефазного значения напряжения U1(i) и U2(i), где i=1, 2, … - порядковый номер изменения напряжения, индекс 1 означает, что измерение произведено до изменения напряжения, а индекс 2 означает, что измерение произведено после изменения напряжения (таблица 1, фиг. 2).

В блоке измерения 3 переводят измеренные значения напряжения в относительные единицы:

причем для перевода всех измеренных значений напряжения в относительные единицы, также как и в прототипе, используют одно и то же неизменное значение базисного напряжения (в данном случае UБАЗ=6200 В).

Далее полученные пары измеренных значений U*1(i) и U*2(i), P1(i) и P2(i) одновременно поступают с выхода блока измерения 3 на вход блока регулирующих эффектов 6 и на вход блока фильтрации 7. В блоке регулирующих эффектов 6 определяют значения регулирующих эффектов нагрузки KPi для каждой пары измерений в соответствии с соотношением (1).

Значения регулирующих эффектов нагрузки KPi (таблица 1) поступают с выхода блока регулирующих эффектов 6 на вход блока фильтрации 7, где производят фильтрацию полученных пар измерений U*1(i) и U*2(i), P1(i) и P2(i), значения регулирующего эффекта KPi которых не попадают в заданный доверительный интервал, (в данном случае 0,75÷2). Исключаемые пары измерений выделены жирным курсивом в таблице 1 и серым цветом на графике фиг. 2.

С выхода блока фильтрации 7 оставшиеся пары значений напряжения U*1(i) и U*2(i), и мощности P1(i) и P2(i) поступают на вход блока определения коэффициентов 8, где определяют коэффициенты a 0, a 1, a 2 методом наименьших квадратов из выражения (2). Принимают в качестве искомой статической характеристики нагрузки по напряжению полином с полученными коэффициентами a 0=1,458, a 1=-2,233, a 2=1,775.

На графике фиг. 3 представлена полученная статическая характеристика активной мощности нагрузки ОАО «Сибкабель» по напряжению, а также измеренные значения напряжения и мощности, переведенные в относительные единицы. Из графика видно, что отклонение измеренных значений от характеристики не значительны. Таким образом, на примере активной мощности нагрузки ОАО «Сибкабель» показана работоспособность предложенного способа даже при наличии нерегулярных колебаний нагрузки и дрейфа мощности. Работа устройства при определении статической характеристики реактивной мощности нагрузки по напряжению будет аналогичной.

Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению, при котором в узле нагрузки производят последовательные изменения напряжения, измеряют напряжение и мощность, переводят измеренные значения напряжения в относительные единицы, отличающийся тем, что напряжение и мощность измеряют до и после каждого изменения напряжения, определяют значения регулирующего эффекта нагрузки KPi для каждой пары измеренных значений напряжения и мощности в соответствии с соотношением:

где U*1(i) и Р1(i) - значения напряжения в относительных единицах и мощности в именованных единицах, измеренные до i-го изменения напряжения,
i=1, 2, … - порядковый номер изменения напряжения,
U*2(i) и Р2(i) - значения напряжения в относительных единицах и мощности в именованных единицах, измеренные после i-го изменения напряжения,
производят фильтрацию полученных пар измерений, значения регулирующего эффекта КРi которых не попадают в заданный доверительный интервал, определяют коэффициенты а0, а1, а2 методом наименьших квадратов из выражения

где РБАЗ(i) - значение базисной мощности для i-й пары измерений,
N - количество оставшихся после фильтрации пар измерений,
принимают в качестве искомой статической характеристики нагрузки по напряжению полином P * (U * ) = à 0 + à 1 U * + a 2 U * 2 .



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к объединяющему блоку для автоматизации подстанции. Техническим результатом является повышение оперативной гибкости и снижение сложности высокоуровневых архитектур системы автоматизации подстанции, а также улучшение мониторинга качества энергии и устойчивости электрораспределительной сети.

Изобретение относится к области электротехники. Способ заключается в том, что, в узле нагрузки производят последовательные изменения напряжения, измеряют значения мощности и напряжения на нагрузке и осуществляют перевод в относительные единицы.

Изобретение относится к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ определения технологических потерь электроэнергии в оборудовании тяговых подстанций заключается в измерении на тяговой подстанции напряжения и тока на уровне напряжения 3,3 кВ.

Изобретение относится к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ определения технологических потерь в тяговой сети заключается в том, что измеряют на участке железной дороги ток, напряжение, ординаты поезда во времени.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения статических характеристик нагрузки по напряжению. Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению заключается в том, что в узле нагрузки производят последовательные изменения напряжения, измеряют напряжение и мощность и переводят измеренные значения напряжения и мощности в относительные единицы.

Изобретение относится к области электроснабжения электроподвижного состава железнодорожного транспорта. В способе измеряют информационно-измерительным комплексом на борту электроподвижного состава приращения расхода и рекуперации электрической энергии.

Изобретение относится к способам определения автокорреляционной функции электрического сигнала. Контролируемый интервал временной переменной автокорреляционной функции, включающий автокорреляционную функцию, разбивают на малые элементы разрешения, присваивают элементам разрешения номера от -К до K, где K - число элементов разрешения на положительном и отрицательном участках оси временной переменной, для каждого элемента разрешения формируют весовую функцию wk(ω)=θe-jωkθ, где k - номер элемента разрешения, ω - круговая частота, j - комплексная единица, задают фиксированный набор частот, удобных для измерения на них спектральной плотности мощности, формируют весовую матрицу W из весовых функций на заданном наборе частот, измеряют значения спектральной плотности мощности на этих частотах и объединяют их в вектор измерений s → , составляют уравнение измерений s → = W r → T + n → , где r → = [ ρ ( − K θ ) … ρ ( − θ ) ρ ( 0 ) ρ ( θ ) … ρ ( K θ ) ] T - вектор корреляций, ρ(kθ) - значение автокорреляционной функции анализируемого сигнала на элементе разрешения с номером k, n → - вектор ошибок измерений спектральной плотности, определяют автокорреляционную функцию из уравнения измерений в форме оценки вектора корреляций.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при измерении электрической энергии и мощности переменного тока, а также силы тока и углов сдвига фазы между двумя или большим количеством сигналов.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при измерении электрической энергии. .

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике сбора и обработки данных от счетчиков электрической энергии и мощности, и может быть использовано для передачи накопленных и расчетных данных по коммуникационным каналам в центр сбора информации.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, для учета потерь электроэнергии электроподвижным составом при нагоне графикового времени. Способ включает сравнение фактического значения расхода электрической энергии при нагоне графикового времени, зафиксированного с помощью бортового информационно-измерительного комплекса на электроподвижном составе, позволяющего осуществлять запись расхода электроэнергии, координат местоположения и скорости с заданным интервалом времени, с базовым значением расхода электроэнергии для этого же участка. Причем значение базового расхода определяется как среднее арифметическое значение расходов электроэнергии из выборки поездок с аналогичными параметрами для поездов, проследовавших данный участок без нагона графикового времени за предшествующий период времени. Достигается повышение точности определения непроизводительных потерь электроэнергии электроподвижным составом при нагоне графикового времени. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для учета потерь электроэнергии электроподвижным составом при неграфиковых остановках. Способ включает сравнение фактического значения расхода электрической энергии при неграфиковой остановке, зафиксированного с помощью бортового информационно-измерительного комплекса на электроподвижном составе, позволяющего осуществлять запись расхода электроэнергии, координат местоположения и скорости с заданным интервалом времени, с базовым значением расхода электроэнергии для этого же участка. Причем значение базового расхода определяется как среднее арифметическое значение расходов электроэнергии из выборки поездок с аналогичными параметрами для поездов, проследовавших данный участок без остановок за предшествующий период времени. Отнесение остановки поезда к неграфиковой осуществляется на основании сравнения фактического графика движения с нормативным из системы ГИД-Урал. Достигается повышение точности определения потерь электроэнергии электроподвижным составом при неграфиковых остановках. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх