Патент ссср 429493
(61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 04.11.71 (21) 1712534/24-6 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 25.05.74. Бюллетень № 19
Дата опубликования описания 24.10.74 (51) М. Кл. Н 02р 9/04
Государственный комитет 1
Совета Министров СССР по делам иэооретений и открытий (53) УДК 621.316.726 (088.8) (72) Автор изобретения
Б. П. Мурганов (71) Заявитель Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского (541) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ БЛОЧНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЕЙ
Цель изобретения — более полное использование регулировочного диапазона энергоблоков.
Изобретение касается противоаварийной автоматики блочной электростанции, связанной с энергосистемой несколькими линиями электропередач.
Известны способы управления блочной электростанцией преимущественно в послеаварийных режимах энергосистемы путем разгрузки энергоблоков ограничителями мощности пропорционально сигналу системы управления и отключения генераторов от сети.
Для этого в момент срабатывания хотя бы одного ограничителя мощности фиксируют на все время работы системы доаварийную суммарную мощность энергоблоков и доаварийную суммарную загрузку линий электропередач, определяют возможную загрузку всех энергоблоков от этой доаварийной суммарной мощности до суммарного нижнего предела регулировочного диапазона энергоблоков и превышение доаварийной суммарной загрузки линий над предельно допустимой суммарной их загрузкой, формируют сигнал системы управления, пропорциональный разности между возможной разгрузкой и превышением загрузки линий, при отрицательном значении этого сигнала поочередно отключают генераторы от сети, пока сигнал не станет положительным, умножают значение этого сигнала на регулировочный диапазон каждого энергоблока, отнесенный к суммарному регулировочному диапазону энергоблоков, управляемых ограничителями мощности. Полученное произведение складывают с нижним пределом регулировочного диапазона того же энергоблока и подают на соответствующие ограничители в качестве уставки, Формируемый такой системой сигнал разгрузки отдельных энергоблоков не обеспечивает полного использования их регулировочного диапазона, т. е. допустимого предела изменения мощности.
Сигнал управления для таких систем формируется в виде необходимой величины разгрузки станции и распределяется между отдельными энергоблоками пропорционально их номинальной мощности.
Всякое изменение состава работающего оборудования требует перестройки системы. В результате, при произвольной загрузке агрегатов в доаварийном режиме или при изменении состава работающего оборудования при ликвидации аварии возникает погрешность тем большая, чем меньше регулировочный диапазон энергоблоков.
;::,:-.. :::::.".".". О П И С A Н И E 429493 ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
429493
Формирование общестанционного сигнала управления по такому способу осуществляется по соотношению:
« = Х, — Л„ где первый член определяет возможную разгрузку всех находящихся в работе разгруженных энергоблоков, а второй член — требуемое изменение мощности станции.
Возможная разгрузка всех находящихся в работе разгружаемых энергоблоков определяется разностью между суммарной мощностью станции, определяемой по энергоблокам, которые могут быть разгружены, и суммарным значением нижнего предела регулировочного диапазона энергоблоков, разгружаемых ограничителями: л, ггг
1 1
Ра2 г н1 где а1 — " — „ — удельная мощность дан;«р„.
1 ного энергоблока; а1 — число работающих в данный момент энергоблоков, которые могут быть разгружены или уже разгружены;
n2 — число работающих в данный момент энергоблоков, разгружаемых ограничителями;
Р; — текущая мощность энергоблока в доаварийном режиме;
Р,11 — нижний предел регулировоч ного диапазона энергоблока, Р„; — номинальная мощность энергоблока.
Требуемое изменение мощности станции определяют путем сравнения доаварийной суммарной загрузки линий электропередач (с перетоком мощности от станции) с их предельно допустимым значением по соотношению:
m, m, 2 1 л — « Рл К лг
1 1
m2 где Q Є— доаварийная суммарная загруз1 ка m линий электропередач с перетоком мощности от станции;
m2
ʄ— предельно допустимая загрузка
1 оставшихся в работе ЛЭП, по которым передается мощность от станции.
Формирование сигнала управления к отдельному энергоблоку осуществляется по соотношению; гг рдг
«1= — «
Р,12
Лг
Q nn„" ЬР„, I где ггг гг г
15 g о1 AP„, —. Q а1(1 — Рл1) — регулировочный ди1 1 апазон станции
При управлении по предложенному способу
20 значение исходной суммарной мощности энергг гоблоков Ха1Р, фиксируется на все время
1 работы системы с момента срабатывания хотя бы одного ограничителя мощности. Фиксация по факту срабатывания ограничителей, а не по факту отключения линии электропередачи, позволяет избежать возникновения погрешности из-за управления ограничителями только частью энергоблоков.
Аналогично фиксируется доаварийная сумm2 марная загрузка линий ZP, с перетоком
35 мощности от станции. При этом значения npem2 дельно допустимой мощности ХКл и нижнего
1 предела регулировочного диапазона станции
40 а1Р ; не фиксируются и могут изменяться
1 при работе системы, соответственно изменяя мощность станции.
Следует обратить внимание, что значение
45 ггг
Х Р; определяют по разгружаемым энергобло1 кам, т. е. по доаварийной загрузке как управляемых ограничителями энергоблоков, так и
50 лг 222 отключаемых. Значение же ZP111 и Za22ËPä1
1 определяют по энергоблокам, разгрузка которых может производиться ограничителями
55 мощности.
Разгрузка энергоблоков по приведенным соотношениям производится только в случае положительного значения « =Х1 — Х, устанавливающего наличие достаточного регули60 ровочного диапазона. При отрицательном значении Y (регулировочный диапазон недостаточен) производится автоматическое поочередное отключение генераторов до тех пор, пока этот сигнал не станет положительным.
65 Изменение знака сигнала происходит за счет где 1
10 а1 ЬР„1 — а; (1 — Р,1) — регулировочный диапазон i-ro энергоблока, 429493
30
65 того, что суммарный нижний предел регулии ровочного диапазона станции Ха;Р ; умень1 шается при отключении энергоблоков, за счет отключения соответствующих сигналов, что приводит к росту Х и соответственно У. При этом никаких дополнительных перекоммутаций системы не требуется.
В связи с тем, что при уменьшении напряжения на шинах станции пропорционально уменьшаются предельно допустимые загрузки линий электропередач, возможно возникновение погрешности. Для ее устранения суммарное значение предельно допустимой загрузки линий уменыпают пропорционально снижению у m, напряжения по соотношению, „К,.
У. 1
Так как для формирования сигнала управления по такому способу необходимо только значение мощности в доаварийном режиме, для ее оценки могут использоваться сигналы, пропорциональные заданию, в частности сигналы Z, непосредственно получаемые от некоторых схем ограничителей мощности. Использование сигналов задания упрощает систему, позволяя не усреднять и не фиксировать их значение. В результате в дальнейшем можно вместо Р; использовать P„.
Осуществление разгрузки энергоблока по общестанционному сигналу У, являющемуся разностью между общестанционной уставкой послеаварийного режима и нижним пределом регулировочного диапазона станции, может приводить к значительным погрешностям при неравномерной загрузке энергоблоков в доаварийном режиме.
Например, для станции из десяти энергоблоков, из которых пять несут номинальную мощность, а пять работают с нагрузкой 50%, равной нижнему пределу регулировочного диапазона, требуемое изменение мощности станции на 1% =Х приведет к разгрузке всей станции на 13%. Для устранения этой погрешности суммарный регулировочный диапазон станл ции Zcr., (1 — Р;) определяют по энергобло1 кам, для которых Pl)Y;, т. е, по тем энергоблокам, которые при подаче сигнала к ним, сформированного по исходному суммарному регулировочному диапазону, будут разгружаться ограничителями. Сформированный в первый момент сигнал в следующее мгновение будет изменен с учетом этого обстоятельства путем отключения сигналов, пропорциональных регулировочным диапазонам энергоблоков, разгрузка которых не будет производиться. По ToMv же признаку изменяется суммарный нижний предел регулировочного диапаи зона Ха;Р„путем отключения соответствую1 щих сигналов, а также отключаются сигналы, пропорциональные исходной загрузке этих энергоблоков при определении суммарной иси ходной мощности станции Zn;P„. Причем
Р„для отключенных от работы энергоблоков остается подведенной к схеме, что соответствует участию этого энергоблока в разгрузке.
Для исключения преждевременного отключения сигналов а;Р„от схемы их отключение и (как фиксацию исходного значения Ха,Р„)
1 производят с задержкой, что не вызывает погрешностей в случае использования вместо текущей мощности энергоблока Р; задания P„.
Изменение величины местной нагрузки при работе системы может привести к возникновению существенной погрешности. По предлагаемому способу погрешность, вызванную изменением мощности, передаваемой по тупиковым линиям, а также местным фидерам нагрузки, устраняют путем суммирования текущей величины этой мощности с сигналами, пропорциональными мощности, передаваемой по линиям, и с сигналами предельно допустимых загрузок линий, т. е. Х определяют как:
1, где . йР и ZP — доаварийное, зафиксиро1 1 ванное одновременно с значение нагрузки и
ZP, 1 ее текущее значение.
Предлагаемый способ может быть осуществлен различными структурными схемами, каждая из которых может иметь свои отличительные особенности аппаратурных решений.
На чертеже приведена одна из возможных структурных схем реализации предложенного способа. Она состоит из общестанционной части I, общеагрегатной части II и устройств разгрузки энергоблоков ТП.
Общестанционная часть получает инФормацию о текущей активной мощности, передаваемой по всем ЛЭП, P„„, предельные загрузки которых для номинального напряжения У= У„на шинах станции определены заранее величинами К„;. При направлении перетока мощности от станции значения Р„и
К для схемы приняты положительными.
Положительные сигналы P и К„могут выделяться диодами 1 и 2. Пои отключении
ЛЭП реле П П., П, фиксирчюшими это состояние, отключают соответствующую цепь К„.
Сигналы этих цепей суммируются сумматот, ром 3, сигнал Х К„„ от которого изменяют
429493
7
U пропорционально — в корректоре 4 и затем о подают в сумматор 5.
Сигналы, пропорциональные текущей загрузке ЛЭП, поступают к сумматору 6 и затем на вход интегратора 7 (может быть выполнен, например, на базе электродвигателя с релейным управлением). При отключении
ЛЭП (срабатывает одно из реле П,, П2, П ) вход интегратора 7 отключается с помощью реле П,,з, которые запускают от реле П,, П2, П,. Реле П >,, > создают кратковременный импульс заданнои длительности t«1 сек.
Спустя заданное время 11 этот импульс замеи щается сигналом ZZ фиксирующим срабаты1 вание одного из устройств разгрузки энергоблоков схемы III. Исчезновение этого сигнала определяет восстановление исходного состояния схемы, о чем следует помнить и в связи с другими элементами.
В результате отключения интегратора 7 от входных цепей фиксируется суммарная доаварийная мощность, передаваемая по ЛЭП от
mg станции Х Р,„„, а после сумматора 5 получае1 мый положительный сигнал определяет необходимую разгрузку станции для исключения перегрузки ЛЭП. Диод 8 исключает возникновение отрицательных сигналов, Подача на вход сумматоров 6 и 5 сигнала, пропорционального мощности местной нагрузки Р„, позволяет учесть ее изменение путем сравнения доаварийного и текущего значения.
Уменьшение местной нагрузки приводит к увеличению сигнала Х5 разгрузки и наоборот.
Диод 8 вместе с диодом 9 образует логическую схему выделения максимального сигнала разгрузки Х путем сравнения сигнала Х> с другими сигналами, в частности с сигналом
Х, которые могут поступать от других систем управления. Максимальный сигнал Х> поступает на вход сумматора 10.
Текущую мощность энергоблоков опенивают по сигналам заданной мощности Р„-, например по положению синхронизатора или аналогичного сигнала, используемого в ограничителе мощности.
Для уменьшения погрешности сигналы Р,„; подключают к сумматору 11 через контакты реле П„п, фиксирующие работу энергоблока в энергосистеме и используемые также для переко м тации в случае изменения состав": разгружаемых энергоблоков. Сигнал от сумматора 11 поступает на вход интегоатора 12. охваченного обратной связью, что обеспечивает фиксацию доаварийного суммарного значения мощности энергоблоков.
Интегратор 12 отключается от входных цеи пей по сигналу ZZ;, поступающему от схемы
Ш и фиксирующем1 работу одного из устройств разгрузки энергоблоков. Интегратор
8
12 отключается с запаздыванием, например, с помощью реле времени.
На вход сумматора 10 кроме сигнала от интегратора 12 через контакты реле П4 s,6 подаются сигналы, пропорциональные нижнему пределу регулировочного диапазона энергоблоков а;Р„;. В результате сигнал на выходе сумматора 10 определяет разницу между мощностью станции после разгрузки и нижним пределом рсгулировочпого диапазона
X2
Если Y=X В результате уменьшения а;Р„; после от1 ключения энергоблока при неизменном значении Х 2 сигнал на выходе сумматора 10 становится положительным, что соответствует достаточному регулировочному диапазону. Если же и после отключения первого энергоблока Х40<0, реле времени 15 подает сигнал на отключение второго энергоблока 16. Аналогично может быть отключен третий энергоблок и поочередно — другие энергоблоки. Сигналы, пропорциональные регулировочным диапазонам энергоблоков а; (1 — Р,4;), суммируются на сумматоре 17, к которому поступают через контакты реле П4,5,6, фиксирующие работу энергоблока в энергосистеме. Элементы 18, 19 осуществляют преобразование Х19 — — . Положительное значение сигХ10 нала Х поступает к общеагрегатной части системы, где на элементах 20 осуществляется преобразование Х2О=Х49(1 — Рд;) а;, величина сигнала после которого определяет оставшийся запас до нижнего предела регулировочного диапазона для данного энергоблока. Суммирование этого сигнала со значением нижнего предела регулировочного диапазона на сумматоре 21 позволяет получить сигнал, определяющий послеаварийный уровень мощности на данном энергоблоке. Обычно устройства разгрузки энергоблоков получают сигналы управления от нескольких систем, что определяет целесообразность осуществления управления по сигналу, требующему, аксимальной разгрузки, т. е. включения на входе устройств 22 ограничения мощности логической схемы выделения максисального сигнала, выполненной, например, на диодах 23. Поэтому целесообразно формирование выходного сигнала общеагрегатной части в виде 1 — Y; = 1 — Մ— Р;, что достигается подачей сигнала + 1 к сумматору 21 только при Y ) 0 и определяет функциональные свойства выходного сумматора 21 общеагрегатной схемы. В этом случае сигнал на выходе Y„. равен нулю во всех случаях, когда 429493 10! I ! ! ! Z2! т! Z! не должна производиться разгрузка энергоблока. Предмет изобретения 1. Способ управления блочной электростанцией преимущественно в послеаварийных режимах энергосистемы путем разгрузки энергоблоков ограничителями мощности пропорционально сигналу системы управления и отключения генераторов от сети, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью более полного использования регулировочного диапазона энергоблоков, в момент срабатывания хотя бы одного ограничителя мощности фиксируют на все время работы системы доаварийную суммарную мощность энергоблоков и доаварийную суммарную загрузку линий электропередач, определяют возвожную разгрузку всех энергоблоков от этой доаварийной суммарной мощности до суммарного нижнего предела регулировочного диапазона энергоблоков и превышение доаварийной суммарной загрузки линий над предельно допустимой суммарной их загрузкой, формируют сигнал системы управления, пропорциональный разности между возможной разгрузкой и превышением загрузки линий, при отрицательном значении этого сигнала поочередно отключают генератор от сети, пока сигнал не станет положительным, умножают значение этого сигнала на регулировочный диапазон каждого энергоблока, отнесенный к суммарному регулировочному диапазону энергоблоков, управляемых ограничителями мощности, полученное произведение складывают с нижним пределом регулировочного диапазона того же энергоблока и подают па соответствующие ограничители в качестве уставки. 2. Способ по п. 1, отл и ч а ющи йся тем, что, с целью снижения погрешности формиро10 вания сигнала управления при уменьшении напряжения на шинах электростанции и колебаниях мощности генератора, предельно допустимую суммарную загрузку линий уменьшают пропорционально снижению напряжения, а 15 доаварийную мощность электростанции и энергоблоков фиксируют по сигналам, пропорциональным заданию мощности. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности 20 при изменении состава энергоблоков, управляемых ограничителями, возможную разгрузку определяют по сумме сигналов, пропорциональных регулировочному диапазону и возможной разгрузке тех энергоблоков, для 2s которых текущее задание мощности больше уставки, поданной на ограничитель. 4. Способ по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности при изменении величины местной нагрузки, 30 при работе системы суммируют сигнал, пропорциональный местной нагрузке, с доаварийной нагрузкой линий и с предельно допустимой их загрузкой.
