Способ ограничения перетоков мощности по слабым связям энергообъединений и устройство (варианты) для его осуществления

 

Союз Советскин

Соцмалмстически и

Республик

О П И С А Н И Е (,sooner

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23, 05, 80 (2 l ) 2931030/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 23,01.82. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 23,01.82 (53)M. Кл.

Н 02 J 3/06 фщударстеанный кемнтет

СССР на делам нзаеретеннН н ютнрнтнй (53) УДК 621.316, .728(088,8) (721 Авторы изобретения

А. М. Машанский, В, Л. Федоров, И. Н, М, Г. Портной, М. А. Беркович и А. Н, (7l ) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский электроэнергетики

154) СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ Щ."РЕТОКОВ МОЩНОСТИ ПО СЛАБЫМ

СВЯЗЯМ,ЭНЕРГООБЬЕДИНЕНИЙ И УСТРОЙСТВО (ЕГО ВАРИАНТЫ) ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к управлению режимом энергообъединений по активной мощности.

Известны способы автоматического управления активной мощностью энергообъединений, согласно которым повышение надежности работы энергообьединений достигается регулированием обменной мощности по их внешним связям и ограничением перетоков мощности по слабым внутренним межсистемным и внешним связям, причем в качестве физических величин, на которые реагируют устройства регулирования и ограничения, реализующие эти способы, используют перетоки активной мощности (1 ) и (2 ).

Недостатком первого из этих способов является то, что для ограничения перетоков мощности использование активной мощности не является целесообразным, поскольку переток активной мощности по кон.ролируемой слабой связи является физической величиной, лишь косвенно и неоднозначно характеризующей приближение режима работы связи к предельно допустимому режиму. Исчерпывающая оценка этого приближения может быть сделана лишь по углу между векторами напряжений на концах связи. т1редельная величина перетока активной мощности по связи соответствует предельному углу между векторами напряжений на ее концах только при определенном значении произведения этих напряжений.

Известен также способ автоматического ограничения перетоков мощности по слабым связям энергообъединений путем измерения перетока, сравнения его с предельным значением и изменения мощнос.ти электростанций в функции интеграла превышения перетоком мощности по слабой связи предельного значения и производных интеграла (2).

90036

Недостатком этого способа являе;— ся то, что при его применении для ограничения перетоков установки, ограничения перетоков активной мощности рассчитывают, как значения S активной мощности, соответствующие предельному углу слабой связи по характеристике ее мощности при наименьшем возможном значении произведения напряжений на ее концах. Это ве- 1 дет к недоиспользованию этой слабой связи при значениях произведений напряжений, превьпиающих наименьшее.

Следовательно, полное использование пропускной способности слабой связи во всех режимах ее работы по напряжению при условии обеспечения надежной параллельной работы энергосистем и энергообъединений невозможно. 30

Цель изобретения — повышение эффективности использования слабой связи энергообъединений в условиях переменного режима работы слабой связи по напряжению. И

Цель достигается тем,что согласно способу ограничения перетоков мощности по слабым связям энергообъединений путем измерения перетока, сравнения его с предельным значением и измене- Е ния мощности электростанций в функции интеграла превышения перетоком мощности по слабой связи заданного предельного значения и производных интеграла, дополнительно измеряют угол между векторами напряжений на концах слабой связи, сравнивают измеренное значение угла с его задан" ным предельным значением и при-достижении измеренным значением угла заданного предельного значения либо уменьшают предельное значение перетока, либо увеличивают его измеренное значение.

При осуществлении способа ограничения перетоков уставки ограничения пере,токов активной мощности рассчитывают, как значения автивной мощности, соответствующие заданным предельным углам по характеристикам при наиболь5О ших возможных значениях произведений напряжений на их концах. Благодаря этому, процесс ограничения будет начинаться при достижении перетоками .мощности заданных предельных значений только при наибольших значениях произведений напряжений. При всех остальных значениях произведений

l ф напряжений процесс ограничения будет начинаться при достижении заданных предельных значений углами между векторами напряжений на концах связей °

Для реализации способа ограничения перетоков мощности на каждую слабую связь, переток активной мощности по которой входит в состав обменной мощности и подлежит ограничению, требуется один канал телепереда чи информации и один канал телеуправ ления, которые физически совмещены в одном комплекте устройств телемеханики и связи.

Способ ограничения перетоков мощности может быть реализован известным устройством для автоматического ограничения по линиям электропередачи, содержаши последовательно включенные блок суммирования перетоков,. корректор-ограничитель (выявитель перегрузки связи с органом задания уставки) и динамическое звено с пропорционально-интегральным законом регулирования (блок формирования управляющего воздействия) (3).

Это устройство имеет недостатки, присущие реализуемому им способу, поставленная цель достигается тем,что в устройство для ограничения перетоков мощности по слабым связям энергообъединений содержащее блок согласования и суммирования перетоков, вход которого соединен с первым выходом блока телепередачи, а выход присоединен к первому входу выявителя перегрузки связи, у которого второй вход соединен с выходом органа задания уставки, а выход соединен с входом блока формирования управляющего воздействия, дополнительно введен релейный орган, изменения уставки ограничения, выход которого соединен с входом органа задания уставки, а вход присоединен ко второму выходу блока телеперадачи, второй вход которого соединен с выходом блока измерения и сравнения угла.

Для случаев, когда конструктивное исполнение органов задания уставки не позволяет осуществить автоматическое изменение уставки ограничения (например, при использовании в качестве органов задания аппаратов промышленного изготовления, не имеющих электрических входов), служит второй вариант устройства, в которое дополнительно введен релей9003 ный орган изменения измеряемого значения перетока, выход которого соединен с вторым входом блока согласования и суммирования перетоков, а вход присоединен ко второму выходу блока телепередачи, второй вход которого соединен с выходом блока измерения и сравнения угла.

На фиг. I представлена функциональная схема первого варианта 10 устройства; на фиг. 2а,б - характе-. ристики мощности линии связи; на фиг. 3 — функциональная схема второго варианта устройства.

Схема устройства для реализации 15 предлагаемого способа содержит блок

1 телепередачи, блок 2 суммирования и согласования перетоков, выявитель 3 перегрузки связи, блок 4 формирования управляющего воздействия, орган 5 задания уставки, релейный орган 6 изменения устввки на фиг. 1 (релейный орган изменения измеряемого значения перетока на фиг. 3) и блок 7 измерения и сравнения угла.

На фиг, 2а,б приведены характеристики мощности линии связи:

Ои Uy

Р =-------- sin d

И ) 30

Х где 8 — характеристики мощности при наибольшем значении произведения напряжения в начале линии связи U> на напряжение в конце линии связи

U1, 9 — характеристики мощности при промежуточном значении произведения U> и ПК

10 — характеристики мощности при наименьшем значении произведения U> и UK ° первый вариант устройства, реализующего способ, работает следующим образом.

Первый вход блока 1, содержащего телепередатчик, канал связи и телеприемник, предназначен для приема измеренного значения перетока

Р „ Первый выход блока 1 телепередачи соединен с входом блока 2 согласования и суммирования перетоков, l3 этом блоке осуществляется согласование выходных параметров блока телепередачи с входными параметра55 ми выявителя 3 перегрузки связи, а для тех случаев, когда контролируемая связь образуется не одной, а несколькими линиями электропереда61 4 чи, в блоке 2 производится еще суммирование перетоков по этим. линиям.

Выходной сигнал блока 2 поступает на вход блока 3, в котором происхо-. дит сравнение измеренного перетока Рм с заданным предельным значением (Р1„), которое соответствует заданному предельному углу между векторами напряжений на концах связи при наибольшем возможном произведении этих напряжений — точка а1 на характеристике мощности 8 (фиг. 2), Выход блока 3 соединен с входом блока 4 формирования управляющего воздействия, который формирует управляющее воздействие по пропорционально-интегральному закону. Второй вход и второй выход блока 1 телепередачи. предназначены соответственно для приема и выдачи команд управления или сигналов. Второй вход блока 1 со единен с выходом блока 7, а второй выход блока 1 соединен с входом органа 6. В блоке 7 осуществляется измерение угла между векторами напряжений на концах связи, сравнение измеренного угла с его допустимым значением и формирование команды, поступающей через блок 1 на орган 6, при выходе угла за допустимый предел.

Орган 6 предназначен для формирования изменения уставки значения по команде, полученной с выхода блока 1. Выход органа 6 соединен с sxoдом органа 5 задания уставки.

В режиме работы связи, при котором переток мощности по ней находит " ся в допустимой зоне, а угол между векторами напряжений на концах связи не превосходит допустимые значения, командный сигнал на выходе блока 7 и, следовательно, на входе органа 6 отсутствует, орган 6 не формирует величину изменения уставки ог.раничеиия, поэтому выходной сигнал ,органа 5 соответствует заданному предельному значению перетока (P>)о. ,н сигналы на выходах блока 3 и блока

4 равны нулю.

В процессе ограничения перетока, возникающего при превышении измеренным значением перетока заданного предельного значения, на выходе выявителя Э появляется сигнал P --(Q )>70, если при этом угол между векторами напряжений на концах связи не вышел эа допустимый предел. В результате приходит в действие блок 4, на выходе которого появляется и начинаа на выходе блока ч — управляющее воздействие, вызывающее изменение мощности энергосистем.

Характеристика 10 на фиг. 2 соответствует минималвному произведению напряжений на концах связи. и, следовательно, получается при наиниэ ших напряжениях на концах связи.

Второй вариант устройства работает следующим образом.

Блоки 3,4 и 7 имеют то же назначение и те же связи, что и в первом варианте. Блок 5.имеет то же назначение, что и в первом варианте, но не имеет электрического входа. Так же, как в первом варианте, выход блока 5 соединен со вторым входом блока 3.

Назначение органа 6 во втором варианте — формирование заданного изменения измеренного значения перетока; Выход органа 6 связан со вторым входом блока 2..

В режиме работы связи, при котором переток мощности по ней и угол между векторами напряжений на ее кон-. цах не выходят эа допустимые пределы, командные сигналы на выходе блока 7 и, следовательно, на входе органа 6 отсутствуют, орган 6 не формирует изменение измеренного эна30

9003 ет расти управляю@ее воздействие, вызывающее изменение мощности энергосистемы.

В случае, если иереток мощности но контролируемой связи не достиг заданного предельного значения (Р„), „ а режим работы связи приблизился к пределу статической устой.чивости настолько, что угол между векторами напряжений на концах свя- 10 зи превысил .заданное предельное зна" чение ((k )q, (точка а на характерис» тике мшщности 9), то с выхода блока

7, эафиксировавшего превышение углом предела, поступает командный 15 сигнал, передаваемый через блок 1 на вход релейного органа 6, с выхода которого на вход органа 5 поступает величина изменения уставки от значения (Р1,)с (точка а„ на характерис- щ тике 8) до значения (P )y (точка а на характеристике 10), В результате блок 3 зафиксирует выход действительного значения перетока эа измененную таким образом уставку, и на выходе 2 его появится сигнал

61 . 8 чения перетока, поэтому выходной сигнал блока 2 воспроизводит с заданной точностью измеренное значение перетока мощности по связи. Поскольку переток меньше уставки ограничения (Р11) сигналы на выходах блоков 3 и

4 также равны нулю.

Если переток мощности по связи превосходит предельное значение, а угол между векторами напряжений на концах связи остается в допустимой зоне, блок 2 продолжает воспроизводить измеренное значение перетока, а на выходе блока 3 появляется сигнал Р1 - (Рп ) 0. Блок 4, благодаря этому, начинает формировать управляю-. щее воздействие, вызывающее изменение мощности энергосистемы.

В случае, если переток мощности по контролируемой связи не достиг задан-1 ного значения (Р1 ), а режим работы связи приблизился к пределу статической устойчивости настолько, что угол между векторами напряжений на концах связи превысил заданное предельное значение (dg)y (точка а на характеристике 9 на фиг. 2), то на второй вход блока 2 поступает команда на увеличение его выходного сигнала относительно измеренного значения перетока на значение разности ! (Р1 ), - (Р1„)п,. В результате, несмотря на то, что действительное значение перетока Р> не достигло заданного предельного значения, сигнал на выходе блока 2 изменится до значения, ! соответствующего перетоку Р (точка а на фиг. 2), которое, как видно иэ фиг. 2, превышает уставку ограничения (Р1 ) . Следовательно на выходе выявителя 3 перегрузки связи появится сигнал а на выходе блока 4 возникнет управляющее воздействие на изменение мощности энергосистем.

Оба варианта предлагаемого устройства обеспечивают полное использование пропускной способности контролируемой слабой связи и могут применяться в энергообъединениях со слабыми внутренними межсистемными и внешними связями, в которых осуществляется регулирование обменной мощности и ограничение перетоков по отдельным связям, причем перетоки мощности но этим слабым связям

900361 10 переменного режима слабой связи по напряжению, дополнительно введен ре" лейный орган изменения уставки ограничения, выход которого соединен с входом органа задания уставки, а вход присоединен ко второму выходу блока телепередачи, второй вход которого соединен с выходом блока измерения и сравнения угла.

1ф 3. Устройство для ограничения пе ретоков мощности по слабым связям энергообъединений, содержащее блок согласования и суммирования перетоков, первый вход которого соединен с

15 первым выходом блока телепередачи, а выход присоединен к первому входу выявителя перегрузки связи, у которого второй вход соединен с выходом органа задания уставки, а выход соЗр единен с входом блока формирования управляющего воздействия, о т л и— ч а ю щ е-е с я тем, что, с целью повышения эффективности использования слабой свяви энергообъединения э5 в условиях переменного режима работы связи по напряжению, дополнительно ввепен пелейный орган изменения измеренного значения перетока, выход которого соединен со вторым вхоЗр дом блока согласования и суммирования перетоков, а вход присоединен ко второму выходу блока телепередачи, второй вход которого соединен с выходом блока измерения и сравнения угла.

1. Способ ограничения перетоков мощности по слабым связям энергообъединений путем измерения перетока, сравнения его с предельным значением и изменения мощности электро станций в функции интеграла превышения перетоком мощности по слабой связи предельного значения и производных интеграла, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше ,ния эффективности использования сна бой связи .энергообъедннения в усло виях переменного режима работы свяэ "йо напряжению, дополнителЬйо измеря ют угол между векторами напряжений на концах слабой связи, сравнивают измеренное значение угла с его заданным предельным значением и при достижении измеренным значением угла заданного предельного значения либо уменьшают предельное значение перетока, либо увеличивают его измеренное значение.

2. Устройство для ограничения пе ретоков мощности по слабым связям энергообъединений, содержащее блок согласования и суммирования перетоков, вход которого соединен с первым выходом блока телепередачи, а выход присоединен к первому входу выявите35 ля перегрузки связи, у которого второй вход соединен с выходом органа задания уставки, а выход соединен с входом блока формирования управляюе ,сего воздействия, о т л и ч а ю щ е46 е с я тем, что, с целью повышения эффективности использования слабой связи энергообъединения в условиях являются компонентами обменной мощности.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 214649, кл. Н 02 J 3/06, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

11 239413, кл. Н 02 J 3/06, 1964.

3 ° Авторское свидетельство СССР

Ф 530390,,кл. Н 02 J 3/06, 1977.