Способ повышения динамической устойчивости сложной энергосистемы

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалист имеских

Республик

«!

«««т; «;

- .1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл. (22) Заявлено 28. 06.76 (21) 2378479/24-07

Н 02 3/24 с присоединением заявки №

Государственный комитет ссср по делам изаоретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15. 03.79.Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 18. 03.79 (53) УДК 621.311. . 016. 352 (088. 8) (72) Автор изобретения

В. Jj,. Ковалев, В. А. Карпов и И. Б. Федяев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

СЛОЖНОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ

Изобретение относится к области противоаварийной автоматики энергосистем, предназначенной для повышения устойчивости и надежности параллельной работы станций и энергосистем в случае возникно.вения опасного повреждения в сети.

Известны способы повышения динамической устойчивости энергосистем путем автоматической разгрузки электростанции, осуществляемой в зависимости от соотношения между доаварийной активной, мощностью электропередачи и величиной сброса активной мощности при аварии с учетом состава сети, а также места и длительности короткого замыкания (11.

Для многомашинных энергосистем величины управляющих воздействий (отключение части генераторов элекстростанций, экстренная разгрузка паровых турбин и т. п.) определяются путем суммирования с учетом определенных значений весовых коэффициентов, зависягцих от параметров энергосистемы (послеаварийный состав сети, доаварийный состав агрегатов на электростанциях, длительность короткого замыкания), доаварийных значений и аварийных

« сбросов активных мощностей электростанций и линий электропередач, доаварийных значений нагрузок энергосистемы, а также квадратичных составляющих и взаимных произведений указанных переменных (21.

Недостатком известных способов является завышение или занижение величины управляющего воздействия, необходимого для сохранения динамической устойчивости при возникновении опасного повреждения в се-. ти, ввиду неполной информации о параметрах режима, что в одних случаях приводит к дополнительной потере генерируемой мощности энергосистемы, а в других случаях — к нарушению устойчивости.

Цель изобретения — повышение точности определения величины управляющего воздействия при возникновении опасно.о с точки зрения динамической устойчивости повреждения в сети.

Эта цель достигнута путем формирования сигнала управляющего, воздействия на разгрузку энергосистемы в зависимости от суммы сигналов, пропорциональных доаварийным значениям и аварийным сбросам активных мощностей генераторов электро652649 станций или линий электропередач, доаварийным значенияМ нагрузок энергосистемы, а также квадратичным составляющим и взаимным произведениям указанных сигналов.

Согласно предложенному способу дополнительно измеряют доаварийные значения напряжений на шинах генерирующих узлов эйергосистемы, доаварийные значения реактивных мощностей генераторов электростанций и аварийные значения снижения напряжений в нагрузочных узлах, каждый из полученных сигналов возводят в квадрат, взаимно перемножают и суммируют с учетом соответствующих значений весовых коэффициентов, зависящих от параметров энергосистемы, с измеренными сигналами и с указанным сигналом управляющего воздействия.

3а нагрузочные приняты узлы, от которых питается значительный по мощности потребитель.

В сложной энергосистеме часть сигналов, получаемых-с малыми весовыми коэффициентами для удаленных от места возмущения частей энергосистемы, можно не учитывать при определении сигнала управляющего воздействия. Тем самым повышается надежность устройства, реализующего предложенный способ, и снижается число необходимых телеканалов связи для передачи данных.1

Предложенный способ поясняется приведенной схемой устройства.

Устройство включает в себя преобразователи активной мощности 1, соединенные с

10 !

20

25 линиями электропередач и преобразователями реактивной мощности 2, преобразователь напряжения 3, включенный на шины электростанции и соединенный через оперативный запоминающий элемент 4 с логико-арифметическим устройством 5, на выходе которого формируются команды на разгрузку электростанции. Преобразователи активной мощности 1 соединены с оперативными запоминающими элементами 6, которые по входу и выходу соединены с арифме40 тическими элементами 7. Арифметические элементы 7 соединены одними из входов с блоками перемножения 8, а выходами через, блок суммирования 9 — с логико-арифметическим устройством 5. Блоки перемножения 8 соединены выходами с логико-арифметическим устройством 5. Преобразователи реактивной мощности 2 последовательно соединены через оперативные запоминающие элементы 10 с блоком суммирования 11, общий выход которого соединен через блок перемножения !2 и блок перемножения 13, один йз входов которого соединен с выходом блока суммирования 9, с логико-арифметическим устройством 5.

Преобразователь напряжения !4 соединен с шинами нагрузочного узла и с устройством телепередачи 15, которое соединено с оперативным запоминающим элементом 16. Элемент 16 соединен входом и выходом с арифметическим устройством 17, которое соединено одним из входов и выходом с логико-арифметическим устройством 5.

Кроме того, оперативные запоминающие элементы 6 соединены непосредственно и через блоки перемножения 18, соединенные одним из входов с выходом блока суммирования 9, с логико-арифметическим устройством 5.

Для рассматриваемого примера замеряют активные и реактивные мощности электростанций, напряжение на шинах электростанции, а также напряжение на шинах нагрузочного узла энергосистемы. Указанные сигналы поступают на входы преобразователей 1, 2, 3 и 14. Выходные сигналы преобразователей 1 и 2, пропорциональные активным и реактивным мощностям, а также выходной сигнал преобразователя 3, пропорциональный напряжению на шинах разгружаемой электростанции, поступают на входы соответствующих оперативных запоминающих элементов 6, 10 и 4. Выходной сигнал преобразователя 14, пропорциональный напряжению на шинах нагрузочного узла энергосистемы, поступает на вход оперативного запоминающего элемента 16 через устройство телепередачи 15. На выходе элементов 4, 6, 10 и 16 формируются сигналы, пропорциональные доаварийным значениям соответствующих входных сигналов.

Выходные сигналы элементов 6, пропорциональные доаварийным значениям активных мощностей, и выходные сигналы преобразователей 1 поступают на входы арифметических элементов 7, выходные сигналы которых пропорциональны аварийным сбросам активных мощностей по линиям электропередач. Суммарный сброс мощности электростанции формируется на выходе блока 9, входы которого соединены с выходами элементов 7. Суммарное значение доаварийной реактивной мощности электростанции формируется на выходе блока l l, входы которого соединены с выходами элементов 10 .

На выходе блоков 8 формируются сигналы, пропорциональные квадратам доаварийных активных мощностей по линиям электропередач. Сигналы на выходе блоков 18 пропорциональны произведениям соответствующих доаварийных активных мощностей по линиям электропередач на суммарные аварийные сбросы мощности электростанции. На выходе блоков 12 и 13 формируются сигналы, пропорциональные соответст— венно квадратам доаварийных значений реактивных мощностей электростанции и произведениям доаварийных значений реактивных мощностей на суммарные аварийные сбросы мощности электростанции. Сигналы на выходе устройства 17 пропорциональны аварийным значениям снижения напряжения в нагрузочном узле энергосистемы.

652649

Составитель К. Фотина

Редактор Д. Зубов Техред О. Луговая Корректор Е. Папп

Заказ !073/51 Тираж 856 Подписное.::UHHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I! 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Выходные сигналы элементов 4, 6 и 16, а также блоков 8, 9, 11, 12, 13, 17 и 18 поступают на входы логико-арифметического устройства 5, куда приходят также сигналы о факте аварии на соответствующих линиях электропередач, составе агрегатов 5 на электростанциях и длительности короткого замыкания. Устройство 5 определяет величину разгрузки элекстростанции путем суммирования с учетом весовых коэффициентов, зависящих от параметров энергосистемы, выходных сигналов указанных блоков, и формирует команды на разгрузку электростанциии.

Весовые коэффициенты определяются путем предварительных расчетов опытных точек вблизи границ областей динамической устойчивости моделей энергосистем с последующей их аппроксимацией. Контролирование доаварийного значения реактивной мощности электростанции в рассматриваемом примере при наличии на разгружаемой электростанции восьми генераторов номинальной мощностью 300 Мвт приводит к увеличению точности необходимой разгрузки электростанции до 350 Мвт. Контроль доаварийного значения напряжения на шинах электростанции при изменении его в пределах + 5% от номинального значения увеличивает точность разгрузки на 200 Мвт.

Формула изобретения

Способ повышения динамической устойчивости сложной энергосистемы путем формирования сигнала управляющего воздействия на разгрузку энергосистемы в зависимости от суммы сигналов, пропорциональных доаварийным значениям и аварийным сбросам активных мощностей генераторов электростанций или линий электропередач, доаварийным значениям нагрузок энергосистемы, а также квадратичным составляющим и взаимным произведениям указанных сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения величины управляющего воздействия, дополнительно измеряют доаварийные значения напряжений на шинах генерирующих узлов энергосистемы, доаварийные значения реактивных мощностей генераторов электростанций и аварийные значения снижения напряжений в нагрузочных узлах, каждый из полученных сигналов возводят в квадрат, взаимно перемножают и суммируют с учетом соответствующих значений весовых коэффициентов, зависящих от параметров энергосистемы, с измеренными сигналами и с указанным сигналом управляющего воздействия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 248041, кл. Н 02 3/24, 1969.

2. Карпов В. А. и др, Синтез алгоритмов противоаварийного управления энергетическими системами при больших возмущениях с помощью функций Ляпунова.-Сб., Применение метода функций Ляпунова в энергетике!! «Наука», Сибирское отделение, 1975.