Устройство для фиксации предела статическойустойчивости по линиям межсистемной"слабой" связи b сложной схемесети цепочечной структуры

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1и819885

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.06.79 (21) 2773946/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл.

Н 023 3/24

Геоударстееииый комитет

СССР ло делам иаооретеиий и открытий

Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 17.04.81 (53) УДК 621.311. .016.351 (088.8) (72) Автор . изобретения

Т. В. Колонский

Киевский отдел комплексного проектирования Украинского . отделения Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и элект ических сетей «ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ» (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ПРЕДЕЛА СТАТИЧЕСКОЙ

УСТОЙЧИВОСТИ ПО ЛИНИЯМ МЕЖСИСТЕМНОЙ «СЛАБОЙ»

СВЯЗИ В СЛОЖНОЙ СХЕМЕ СЕТИ ЦЕПОЧЕЧНОЙ СТРУКТУРЫ

Изобретение относится к устройствам противоаварийной автоматики энергосистем и может использоваться в составе устройств противоаварийной автоматики для автоматической выработки величины управляющего воздействия этими устройствами с учетом информации о рассматриваемой фиксации предела статической устойчивости по линиям межсистемной «слабой» связи в сложной схеме сети цепочечной структуры и доаварийной нормальной и ремонтной схеме сети (например в составе устройства фиксации величины ограничения перетока при динамической или статической пере грузке) и в послеаварийной схеме сети в предположении отключения отдельных линий связи (например в составе устройства фиксации величины ограничения перетока при отключении отдельных линий) .

Известен блок фиксации предела статической устойчивости в составе устройства фиксации динамической перегрузки электропередачи (11. Этот блок фиксации предела статической устойчивости снабжен элементами фиксации активной мощности исходного режима и элементами фиксации угла исходного режима, причем последовательно соединены выходы тех двух элементов фиксации в исходном режиме активной мощности и угла, которые соответствуют определенному пределу статической устойчивости в данной схеме сети. Однако для фиксации динамической перегрузки и преде-, ла статической устойчивости в нормальной или ремонтной схеме сети это устройство и этот блок должны быть предварительно настроены с помощью значительного объема предварительно проведенных расчетов устойчивости. Кроме того, указанный блок фиксации предела статической устойчивости не предназначен для фиксации предела статической устойчивости в послеава1s рийном режиме в предположении отключения отдельных линий связи.

Целью изобретения является создание устройства фиксации (на основании параметров исходного режима) предела статической устойчивости по линиям межсистемной «слабой» связи в сложной схеме сети цепочной структуры в доаварийной (нормальной и ремонтной) схеме сети и в послеаварийной схеме сети в предположении от819885

1О

SS ключения отдельных линий связи без выполнения предварительных расчетов устойчивости при практически постоянных модулях напряжения в узлах схемы сети, обеспечиваемых. с. помощью автоматического регулирования напряжения, или при выполнении определенного объема предварительных расчетов устойчивости при отличающихся модулях напряжения в исходном и предельном по статической устойчивости режимах.

Это достигается тем, что известное устройство, содержащее по числу ветвей.и узлов схемы сети элементы фиксации активной мощности исходного режима в сечении каждой ветви (P ), элементы фиксации угла 5 между напряжениями в узлах каждой ветви в исходном режиме (З), снабжено элементами фиксации модулей напряжения в узлах каждой ветви (U), элементами фиксации мощности исходного режима в каждой предполагаемой к отключению линии связи (Р„), вычислительными блоками фиксации реактивного сопротивления каждой ветви (Х ) в доаварийной схеме сети, вычислительными блоками фиксации реактивного сопротивления каждой ветви в послеаварийной схеме сети (Х„) в предположении отключения отдельной линии связи с реактивным сопротивлением (Х ) в составе этой ветви, вычислительными блоками фиксации предельной активной мощности каждой ветви в доаварийной схеме сети, вычислитель- 30 ными блоками фиксации предельной активной мощности каждой ветви в послеаварийной схеме сети в предположении отключения отдельной линии связи в составе этой ветви, вычислительными блоками фиксации перетоков активной мощности и углов в других ветвях, доаварийной схемы сети в предельном по статической устойчивости каждой данной ветви режиме, вычислительными блоками фиксации перетоков активной мощности и углов в других ветвях послеаварий- 4О ной схемы сети в предположении отключения отдсльной линии связи в составе каждой ве" ви в предельном по статической устойчивости этой ветви режиме, причем выходы элементов фиксации активной мощности в сечении каждой ветви (Р ), фиксации угла между напряжениями в узлах каждой ветви (о), фиксации модулей напряжения в узлах каждой ветви (U) присоединены к входам вычислительного блока фиксации р. активного сопротивления (Х ) каждой й."тви в доаварийной схеме сети, выход которого присоединен к входу вычислиsåëüí0ã0 блока фиксации реактивного со-. противления этой ветви в послеаварийной схеме сети (Х„) в предположении отключения данной линии связи с реактивным сопротивлением (Х„) в составе этой ветви, к входу каждого из которых подключен выход элемента фиксации активной мощности

4 в сечении этой ветви (Р ) и выход элемента фиксации мощности в предполагаемой к отключению данной линии связи (Р„), а выход каждого вычислительного блока фик сации реактивного сопротивления (Х ) каждой ветви в доаварийной схеме сетй и выход каждого вычислительного блока фиксации реактивного сопротивления этой ветви в послеаварийной схеме сети (Х„) в предположении отключения данной линии связи в составе этой ветви подключены каждый к входу своего вычислительного блока фиксации предельной мощности той ветви в доаварийной схеме сети и к входу своего вычислительного блока фиксации предельной мощности этой ветви в послеаварийной схеме сети в предположении отключения данной линии связи в составе этой ветви и к входам каждого из этих двух блоков подключены выходы элементов фиксации модулей напряжения в узлах этой ветви, а выходы вычислительных блоков фиксации реактивного сопротивления (Х ) каждой ветви в доаварийной схеме сети и в послеаварийной схеме сети, а также выходы вычислительных блоков фиксации предельной мощности каждой ветвй в доаварийной схеме сети и в послеаварийной схеме сети подключены к входам вычислительных блоков фиксации перетоков активной мощности (Р„„) и углов (8 „) в других ветвях (др.) доаварийной схемы сети в предельном по статической устойчивости каждой ветви (3 „= 90, Р„.) режиме и к входам вычислительных блоков фиксации перетоков активной мощности (Р „) и углов (З р) в других ветвях послеаварийной схемы сети в предположении отключения отдельной линии связи в составе каждой ветви в предельном по статической устойчивости этой ветви (3„ „90, Pap, ) режиме, к входам которых подключены также выходы соответствующих элементов фиксации модулей напряжения в узлах ветвей (U) и выходы элементов фиксации активной мощности (Pc,) всех ветвей схемы сети.

На фиг. 1 и 2 изображены структурные схемы устройства для фиксации предела статической устойчивости с основными функциональными элементами и блоками применительно для сложной трехмашинной схемы сети цепочечной структуры; на фиг. 3 — параметры одной из ветвей схемы сети для объяснения принципа действия одного из блоков предложенного устройства.

На фиг. 1 изображена схема сложной трехмашинной сети цепочечной структуры с реактивными сопротивлениями отправнойузел 1, промежуточной — узел 2 и приемной — узел 3 энергосистемам при постоянных напряжениях на их шинах с двумя линиями 4, 5 в одной ветви между узлами

1, 2 и двумя линиями 6, 7 в другой ветви

819885

5 б между узлами 2, 3 применительно для направления перетока от энергосистемы 1 к энергосистемам 2 и 3 в режиме генерации промежуточной энергосистемой избыточной активной мощности Рпр л„.

Структурная схема устройства (фиг. 1 и 2) для фиксации предела статической устойчивости в доаварийной схеме указанной сети, а также для фиксации предела статической устойчивости в послеаварийной схеме указанной сети в предположении отключения линии 5 ветви между узлами 1, 2 или линии 7 ветви между узлами 2, 3 содержит следующие основные элементы и блоки, соединенные между собой телеканалами доаварийной информации: элементы

8, 9 фиксации активной мощности исходного режима в сечении каждой ветви Рс,, Рсг,, элементы 10, 11 фиксации угла между напряжениями в узлах каждой ветви в исходном режиме8,г.,8z . элементы 12, 13, 14 фиксации модулей напряжения в узлах каждой ветви Uq, U2, U, элементы 15, 16 фиксации мощности исходного режима в каждой предполагаемой к отключению линии PA5 Рд, вычислительные блоки 17, 18 фиксации реактивного сопротивления Х каждой ветви в доаварийной схеме сети (на основании выражений для указанной на фиг. 1 сети

X<1, = Ьгй31,» )(= -5»<г,з)1 с v, U .% вычислительные блоки 19, 20 фиксации реактивного сопротивления Х каждой ветви в послеаварийной схеме сети в предположении отключения отдельной линии 5 или 7 с реактивным сопротивлением Хл и Хр, в составе ветви между узлами 1, 2 и 2, 3 (на основании выражений по фиг. 3:

Хл5

=х +

1 си> Я« Ръ -Рм (Р, -Рлч

Р„ Рь

Кл, вычислительные блоки 21, 22 фиксации предельной мощности каждой ветви в доаварийной схеме сети (на основании выражения:

%(» . P V»._#_ 3, пр 4 "» с К прф»,з — ), 11

Я » ф»3 вычислительные блоки 23, 24 фиксации предельной мощности ветви в послеаварийной схеме сети в предположении отключения отдельной линии 5 или 7 в составе этой ветви (на основании выражений:

U„.U„„v„„v, Ч п3»

Зо

6 гих ветвях, доаварийной схемы сети в предельном по статической устойчивости каждой данной ветви режиме (на основании выражений:

Х „tPпр.S ; (с1.ъ )гс<,А

«ри ЬЫ3пр.g», <» о пзбг,з пр <» Ж,з 1М <<р г чо >рифф »

)

vÄ- v„ при з»<»3<,р.,,» <1 о

Рпр.q.<,»=Рпр.g,з-(Рсг,»-Pe, »); 8пр-,3= 90, пр.р,д; вычислительные блоки 27, 28 фиксации перетоков активной мощности и углов в других ветвях послеаварийной схемы сети в предположении отключения отдельной линии 5 или 7 в составе каждой ветви в предельном по статической устойчивости этой ветви режиме (на основании выражений:

Х „) Рпр,п,,»<з)+(Рс,,з-Р,,»)1

$ прлг,з

«рИ Ь»П8пр.П»Ъ<5) 41 пр псз<з) =рпр < рпрл<,»<з)

)(,„ t 1 .р.n,,»<,)- (Рс, -рс„г)1 при Seh Зпр.<<1,» <» 4 1 щoÄ.

Рпр п,,»<ч) =Pnpë»3<%)-(рс,,з- ñ,, )1 пр пазЫ = 0, пг пг зй))

К входам вычислительных блоков 17 и

18 присоединены выходы элементов 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 соответственно. К входам вычислительных блоков 19 и 20 присоединены выходы своих элементов 8, 9, 15, 16, а также выходы своих блоков 17 и 18.

К входам вычислительных блоков 21 и

22, 23 и 24 присоединены выходы соответствующих элементов и блоков: 12, 13, 17 и 13, 14, 18; 12, 13, 19и 13, 14,20.

К входам основных вычислительных блоков 25, 26, 27, 28 присоединены выходы соответствующих элементов и блоков: 12, 14,8,9,18,21;12,13,8,9,17,22;13, 14,8,9, 18,23; 12, 13,8,9, 17,24.

На фиг. 2 для основных блоков 25, 26, 27, 28 показаны сплошными линиями основные аналоговые или дискретные (релейные, позиционные) выходы с информаций о предельном по статической устойчивости перетоке активной мощности P + и предельном угле Зпр.g.= 90 «слабой» ветви в доаварийной схеме сети (блоки 25, 26) и в послеаварийной схеме сети (Р„рг< и3пр n = 90 блоки 27, 28) в предположении отключения отдельной линии 5 или 7 в составе

819885

«слабой» ветви в доаварийной схеме сети (блоки 25, 26) и в послеаварийной схеме сети (P и = 90, блоки 27, 28) в предположении отключения отдельной линии 5 или 7 в составе «слабой» ветви.

Основные выходы блоков 25, 26 должны быть использованы путем их присоединения к соответствующим аналоговым или дискретным входам известных устройств фиксации величины ограничения перетока при динамической или статической перегрузке. Указанные устройства вырабатывают управляющее воздействие для сохранения устойчивости с учетом предельного по статической устойчивости перетока активной мощности Р„р,, или предельного угла 6„

«слабой» ветви в доаварийной нормальнои 15 или ремонтной схеме сети.

Основные выходы блоков 27, 28 должны быть использованы путем их присоединения к соответствующим аналоговым или

- дискретным входам известных устройств фиксации величины ограничения перетока при отключении отдельных линий 5 или 7.

Указанные устройства вырабатывают управляющее воздействие для сохранения устойчивости с учетом предельного по статической устойчивости перетока активной мощности Р„р и в «слабой» ветви в послеаварийной схеме сети с отключенной линией 5(7), приводящей к тому, что ветвь между узлами 1, 2, (2,3), в которой отключится линия, станет «слабой».

На фиг. 2 для основных блоков 25, 26, 27, 28 показаны пунктирными линиями вспомогательные выходы с информацией о перетоках и углах в других ветвях схемы сети при предельном по статической устойчивости перетоке в «слабой» ветви доаварийной или послеаварийной схемы сети в предположении отключения отдельной линии, приводящего к тому, что ветвь, в которой отключится линия, станет «слабой». Информация вспомогательных выходов и основных выходов (при ее отображении в удоб- 40 ной для визуального наблюдения форме) может использоваться для введения режима.

Из изложенного следует, что на основных и вспомогательных выходах того блока 25 или 26, который фиксирует «слабую»

45 ветвь в доавариинои схеме сети, а также того блока 27 или 28, который фиксирует «слабуюь ветвь в послеаварийной схеме сети, присутствует информация о значениях активных мощностей и углов в «слабой» и другой ветви в предельном по статической устойчивос- 50 ти режиме. Указанные значения предельных активных мощностей углов в «слабой» и другой ветви являются координатами одной точки области устойчивости Р„, „

= (Рпр з) """ щ>" = Ар.ь ), "" " ж может быть использовано при ведении режима.

Рассматриваемое устройство работает следующим образом.

В исходном режиме и формация с выходов элементов 12, 8, 10, 13, 9, 11, 14 подается на входы вычислительных блоков 17 и 18. Появляющиеся на выходах блоков 17 и 18 сигналы с информацией о величине реактивного сопротивления соответственно ветви между узлами 1, 2 и 2,3 подаются в аналоговый или цифровой форме на входы блоков 21 и 22, на входы которых подаются также сигналы с выходов элементов 12, 13 и 13, 14. Появляющиеся на выходах блоков 21 и 22 сигналы с информацией о величине предельной активной мощности при угле 8= 90 соответственно в ветви между узлами 1, и 2,3 подаются в аналоговой или цифровой форме на входы блоков 25 и 26. на входы которых подаются также сигналы с выходов блока 18, элементов 13, 14, 8, 9 и блока 17, элементов 12, 13, 8, 9.

При зафиксированных в исходном режиме значениях Х, Хф 3, P÷ðîì

U q появляются сигналы на основных (угол

8„> — 90 и предельна по статической устойчивости активная мощности Р„р. >, в «слабой» ветви) и вспомогательных (угол и активная мощность в другой ветви) выходах того из блоков 25 или 26, который фиксирует «слабую» ветвь в доаварийной схеме сети. При изменении сопротивлений Х>, или Х >, > (например в ремонтной схеме сети) или изменении величины или направления перетока Рпр (Рчр д = Pe g Р ) или изменении напряжения U z, д U 3 йзменяется также информация на основных и вспомогательных выходах одного из блоков 25 или 26, фиксирующего «слабую» ветвь в доаварийной схеме сети для зафиксированных в исходном режиме значений

Х, Х Pp Vg, Ug Up

Практйчески также работает устройство для выдачи информации в основных и вспомогательных выходов блоков 27 или 28 в послеаварийной схеме сети в предположении отключения отдельной линии 5 или 7.

Различия (по сравнению с описанным) составляют функционирования вычислительных блоков 19 и 20, фиксирующих реактивное сопротивление ветви между узлами 1,2 и 2,3 в послеаварийной схеме сети в предположении отключения линии 5 в ветви между узлами 1 2 или линии 7 в ветви между узлами 2, 3. При этом на входы блоков 19 и 20 подаются сигналы в аналоговой или цифровой форме с выходов блока 17, элементов 8, 15 и блока 18, элементов 9, !6. Появляющиеся на выходах блоков 19 и 20 сигналы с информацией о величине реактивного сопротивления соответственно ветви между узлами 1, 2 в предположении отключения линии 5 и ветви между узлами 2, 3 в предположении отключения линии 7 подаются в аналоговой или цифровой форме на входы блоков 23 и 24, на вхо819885

Формула изобретения

Зо

55 ды которых подаются также сигналы с выходов элементов 12, 13 и 13, 14. Появляющиеся на выходах блоков 23 и 24 сигналы с информацией о величине предельной активной мощности при угле 8 = 90 соответственно в ветви между узлами 1, 2 в предположении отключения линии 5 и в ветви между узлами 2, 3 в предположении отключения линии 7 подаются в аналоговой или цифровой форме на входы блоков 27 и 28, на выходы которых подаются также сигналы с выходов блока 18, элементов 13, 14, 8, 9 и блока 17, элементов 12, 13, 8, 9.

Блоки 27 и 28 функционируют для послеаварийной схемы сети по аналогии с блоками 25 и 26 для доаварийной схемы сети.

По предлагаемому принципу может быть выполнено устройство фиксации предела статической устойчивости по линиям межсистемной «слабой» связи напряжением

330, 500. 750 кВ в сложной схеме сети цепочной структуры с большим, чем, две, числом ветвей и, соответственно, большим, чем три, числом узлов.

При принятии в энергосистемах необходимых специальных мер по регулированию и поддерживанию напряжения практически постоянным в узлах схемы в условиях исходного и предельного по устойчивости режимов с помощью предлагаемого устройства можно фиксировать предельные. по статической устойчивости режимы практически без выполнения предварительных расче-. тов устойчивости. При этом для условий напряженных исходных режимов (близких к предельным), в которых наиболее вероятно нарушения устойчивости и наиболее необходимо использование средств противоаварийной автоматики, напряжения в таких режимах не существенно отличаются от предельных по устойчивости режимов даже без применения специальных мер по поддержанию напряжения постоянным.

В тех случаях, когда возможно существенное различие напряжений в узлах схемы в условиях исходного (исх;) и предельного (пр.) по устойчивости режимов, требуется некоторый предварительный объем расчетов устойчивости для определения усредненного значения коэффициента снижения напряжения Ки в узле: Во все блоки, к которым подводится информация о напряжении U, Ug U3, вводятся такие коэффициенты К„.перед напряжением U >, U g исходного режима, фиксируемым элементами 12, .13, 14.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает определенной адаптацией и позволяет фиксировать предельные по статической устойчивости перетоки активной мощности и углы в сложных схемах сети цепочной структуры в доаварийной схеме сети и в послеаварийной схеме сети в предпо, ложении отключения отдельных линий связи, что позволяет использовать это устройство как в составе устройств противоаварийной автоматики, так и самостоятельно при ведении режимов. Указанное создает важный положительный эффект, заключающийся в повышении устойчивости, надежности и живучести энергосистем с широко распространенными линиями «слабой» связи напряжением 330, 500, 750 кВ.

Устройство для фиксации предела статической устойчивости по линиям межсистемной «слабой» связи в сложной схеме сети цепочной структуры, содержащее по числу ветвей и узлов схемы сети элементы фиксации активной мощности исходного режима в сечении каждой ветви, элементы фиксации угла между напряжениями в узлах каждой ветви в исходном режиме, . отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и фиксации по параметрам исходного режима предела статической устойчивости в доаварийной и послеаварийной схемах сети с отключенной линией связи, устройство снабжено элементами фиксации модулей напряжения в узлах каждой ветви, элементами фиксации мощности исходного режима в каждой предполагаемой к отключению линии связи, вычислительными блоками фиксации реактивного сопротивления каждой ветви в доаварийной схеме сети, вычислительными блоками фиксации реактивного сопротивления каждой ветви в послеаварийной схеме сети с отключенной линией связи в составе этой ветви, вычислительными блоками фиксации предельной активной мощности каждой ветви в доаварийной схеме сети, вычислительными блоками фиксации предельной активной мощности каждой ветви в послеаварийной схеме сети с отключенной линией связи в составе этой ветви, вычислительными блоками фиксации перетоков активной мощности и углов в других ветвях доаварийной схемы сети в предельном по статической устойчивости каждой данной ветви режиме, вычислительными блоками фиксации перетоков активной мощности и углов в других ветвях послеаварийной схемы сети с отключенной линией связи в составе каждой ветви в предельном по статической устойчивости этой ветви режиме, причем выходы элементов фиксации активной мощности каждой ветви, фиксации угла, фиксации модулей напряжения присоединены к входам вычислительного блока фиксации реактивного сопротивления каждой ветви в доаварийной схеме сети, выход которого присоединен к входу вычислитель819885

12 Рлоон 4 ного блока фиксации реактивного сопротивления этой ветви в послеаварийной схеме сети с отключенной линией связи в составе этой ветви, к входу каждсго из которых подключен выход элемента фиксации активной мощности этой ветви и выход элемента фиксации активной мощности в предполагаемой к отключению линии связи, а выход каждого вычислительного блока фиксации реактивного сопротивления каждой ветви в доаварийной схеме сети и выход каждого вычислительного блока фиксации реактивного сопротивления этой ветви в послеаварийной схеме сети с отключенной линией связи в составе этой ветви подключены каждый к входу своего вычислительного блока фиксации предельной мощности этой ветви в доаварийной схеме сети и к входу своего вычислительного блока фиксации предельной мощности этой ветви в послеаварийной схеме сети с отключенной линией связи в составе этой ветви и к входам каждого из этих двух блоков подключены входы элементов фиксации модулей напряжения в узлах этой ветви, а выходы вычислительных блоков фиксации реактивного сопротивления каждой ветви в доаварийной схеме сети и в послеаварийной схеме сети, а также выходы вычислительных блоков фиксации предельной мощности каждой ветви в доаварийной схеме сети и в послеаварийной схеме сети подключены к входам вычислительных блоков фиксации перетоков активной мощности и углов в других ветвях доаварийной схемы сети в предельном по статической устой<о чивости каждой данной ветви режиме и к входам вычислительных блоков фиксации перетоков активной мощности и углов в других ветвях послеаварийной схемы сети с отключенной линией связи в составе каждой ветви в предельном по статическои yc

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по зая вке ¹ 2363077/24-07, кл. Н 02 3 3/24, ь 976

819885 ,ЖИ

Фl гМ)

@pJ йули

/7/ Ф ,г

Составитель K. Фотина

Редактор Т. Загребельная Техред А. Бойкас Корректор Н. Стен

Заказ 1184/32 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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