Устройство для астатического регулирования частоты в энергосистеме несколькими электростанциями с распределением мощности между ними

 

(72) Автор изобретения

И.З.Рохленко (7!) Заявнтель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АСТАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЧАСТОТЫ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ НЕСКОЛЬКИМИ

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯМИ С РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ МОЩНОСТИ

МЕЖДУ НИМИ

2 где о

f нОм

1

Изобретение относится к энергетике, а именно к системам автоматического регулирования частоты и мощности в энергосистеме.

При применении автоматического регулирования частоты и мощности в энер-5 госистемах для обеспечения устойчивого распределения мощностей между станциями, участвующими в регулировании, необходима статическая настройка этих регуляторов по мощности.

1О

Регулирование мощности со статизмом по частоте неприемлемо, так как приводит к отклонению частоты. Поэтому мощности следует регулировать со статизмом по некоторой другой величине.

Известны устройства для статического регулирования частоты с распределением мощностей между станциями согласно задания. Одним из таких устройств является устройство регулирования по интегральному отклонению частоты, содержащее блоки формирования сигналов мгновенного отклонения частоты и мощности от заданного значения, блок формирования сигнала отклонения электрического времени и сумматор(1).

При использовании этого устройства на каждой станции, участвующей в регулировании, регулирование ведется по критерию

ЬУ ьР

+ э — = О (1) р ном "р при

Е = о- aP=P„o„-Р = 8t е И о номинальная частота, поддерживаемая в энергосистеме, реальная частота в энерго" системе, номинальная мощность элект-. рической станции, реальная мощность станции, 936207

- отклонение электрического времени от эталонного, ) и К - некоторые коэффициенты, -. отклонение частоты от номинальной.

Установившийся режим наступает при bf =О, при этом мощность, установившаяся на станции, определяется

ВР

=-ь — - (e) з-К

Откуда видно, что распределение мощностей между станциями зависит только от отношения коэффициентов К р и К > так как для всех станций Ь одийа 5

«ково.

Недостатками устройства регулирования по интегральному отклонению частоты является то, что отклонение электрического времени в статике не равно нулю, а скорость регулирования ограничена по. условиям динамической устойчивости.

Известно также устройство регулирования частоты по методу мнимого статизма, содержащее блоки формиро-. вания отклонения частоты и мощности от заданного значения и выходной блок суммирования мгновенных отклонений частоты и мощности(2).

При регулировании с помощью данного устройства осуществляется статическое регулирование. частоты и регулирование мощности со статизмом по действительной мощности всех станций, участвующих в регулировании.

Для чего на диспетчерском пункте осуществляется телеизмерение мощности каждой станции, участвующей в регулировании, а с диспетчерского пункта на каждую станцию по каналам

4О телеизмерения передается величина, пропорциональная суммарной мощности всех станций, участвующих в регулировании. С помощью этого устройства . регулирование на каждой станции ведет- .ся по критерию а f Р" аВР ф =О (Ъ)

QQQ где gP. - суммарная действительная мощность всех станций, участвующих в регулировании, 1

Кр - коэффициент крутизны характеристики, 55

d - постоянная величина, равная назначаемои доле участия данной регулирую4 щей станции в группе станций, регулирующих частоту.

Для каждой станции коэффициент с1 выбирается произвольно, но их сумма обязательно должна равняться еденице "- 1. Установившийся режим наступает при zf О, а мощности распределяются между станциями, согласно выбранных коэффициентов ц

Недостатком устройства мнимого ста тизма является необходимость каналов телеизмерения между всеми станциями, участвующими в регулировании, и центральным диспетчерским пультом, а также то, что, если сумма коэффициентов 0 по всем регулирующим станциям не равна 1, а равна 1+ О, то возникает результирующее отклонение ,частоты

М 4ZP

<о

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для астатического регулирования частоты в энергосистеме несколькими электростанциями с распределением мощности между ними по методу ведущей электростанции. Это устройство содержит на всех электростанциях, кроме ведущей, блоки формирования сигнала мгновенного отклонения частоты и мощности от заданного значения и блок суммирования. Ведущая электростанция при этом содержит блок мгновенного отклонения частоты 3).

При регулировании с помощью устройства ведущей станции на каждой из них, кроме одной ведущей, осуществляетсн астатическое регулирование частоты и регулирование мощности со статизмом по заданной мощности, например по суточному графику мощности. Регулирование на этих станциях ведется по критерию

+ "0 (5) 0 иЛи = — — Кр (Ь)

bP ьЯ НОМ р где bf - отклонение частоты от номинальной, f>- номинальная частота, поддерживаемая в энергосистеме, 93б207

Р— действительная мощность станции, РЗ - заданная мощность станции, Риом номинальная мощность станции, S

К - крутизна астатической хаР.Ч. рактеристики регулирования часготы.

Одна .станция,. называемая ведущей, ведет астатическое регулирование частоты, компенсируя неточности задания мощности на всех остальных стан циях, а также ее внеплановые изменения в энергосистеме. Ведущая станция работает по критерию

15 — «О

af о

55! ходной сигнал с блока 1 (hf ) и выходДанное устройство просто по своему исполнению, но в настоящее время не применяется, так как мощности одной станции недостаточно для компенсации неточности задания мощности и ее внеплановых изменений в объединенной энергосистеме.

Цель изобретения — повышение точности поддержания частоты, повышение надежности быстродействия системы регулирования частоты.

Цель достигается тем, что устрой- ство для астатического регулирования частоты в энергосистеме несколькими электростанциями с распределением мощности между ними в соответ.ствии с заданием, содержащее блок формирования сигнала мгновенного отклонения частоты от заданного значения, блок формирования сигнала мгновенного отклонения мощности от. заданного значения, снабжено блоком формирования знака сигнала и блоком деления для формирования управФ ляющего воздействия, причем выходы блоков мгновенного отклонения частоты и мощности подключены к входам блока формирования знака сигнала, а входы блока деления подключены соответственно к выходам блоков формирования сигнала мгновенного отклонения частоты и формирования знака

50 сигнала.

Регулирование при этом способе ведется по критерию

-О (B)

1-К Р ВЩп М при д Р=Р-р ; = -У где P - мощность станции по заданию, 6

P - действительная мощность станции, дГ - мгновенное отклонение частоты, ЬР - мгновенное отклонение мощности, К - коэффициент пропорциональности.

При этом регулирующее воздействие на изменение мощности станции выполняется таким образом, что при мгновенном отклонении частоты, равном нулю, оно равно нулю, при мгновенном отклонении мощности, равном нулю, оно пропорционально мгновенному отклонению . нии мощности, равном нулю, оно пропорционально мгновенному отклонению частоты, а при отличии от нуля мгновенных отклонений частоты и мощности регулирующее воздействие равно частному от деления мгновенного отклонения частоты на коэффициент, который всегда положителен, величина которого больше единицы при разных знаках мгновенных отклонений частоты и мощности и возрастает с возрастанием абсолютного значения ьР, меньше единицы при совпадении знаков мгновенных отклонений частоты и мощности

I и убывает с убыванием абсолютного значе ния аР.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Схема содержит блок 1 формирования сигнала мгновенного отклонения частоты, на один вход которого подается сигнал действующего значения частоты, на другой — заданная уставка по частоте, причем формирование сигнала мгновенного отклонения частоты ьf осуществляется путем сравнения действующего значения частоты f с постоянной величиной заданной уставкой Ео, т.е.

6f=f- f0, блок 2 формирования сигнала мгновенного отклонения мощности bP, на первый вход которого попадается сигнал действующего значения мощности станции, на второйзадание станции по мощности, причем формирование сигнала мгновенного отклонения мощности осуществляется путем сравнения действующего значения мощности с заданием станции по мощности, т.е. . дР=Р-Р блок 3 формирования знака сигнала.

На вход этого блока подаются: вы936207

Формула изобретения ной сигнал с блока 2 (bP). В блоке 3 осуществляется сравнение знаков сигналов af и ЬР, причем на выходе этого блока мы получаем сигнал равный по абсолютному значению величине ЬР, знак сигнала положительный, если знаки Ь Д и Ь Р одинаковы, отрицательный, если знаки

Ь f и Ь P разные. На выходе этого блока получаем сигнал g PS1(pgf. 10

Кроме того, схема включает блок 4 деления сигнала мгновенного отклонения частоты на коэффициент 1

- ЬРМ(П df . Входными сигналами для этого блока являются сигнал ЬЕ (вы- 15 ходной сигнал блока 1 ) и сигнал

hPBign af (выходной сигнал блока 3) .

На выходе этого блока мы получим сигнал регулирующего воздействия равный

ЬЯ

Величина мгновенного отклонения частоты для всех станций одинакова, поэтому соотношение регулирующих воздействий на изменение мощности на станциях, участвующих в регулирование, определяется как видно из критерия регулировании (8 ) коэффициентом1- ЬР5К(0Ь|Зависяв1им от ЬР.

Величина регулирующего воздействия на изменение мощности на станции ,определяет скорость регулирования.

Так как регулирование осуществляется несколькими станциями одновре35 менно и прекращается при Ь = О, то скорость регулирования определяет распределение мощностей между станциями в процессе регулирования.

Поэтому при регулировании в сторону увеличения ь Р скорость уменьшается, а при регулировании в сторону уменьшения Ь P - увеличивается относительно скорости регулирова. ния при ь Р = О, мощности между стан- 45 циями распределяются в соответствии с заданием.

По своим входным параметрам предлагаемое устройство аналогично известному устройству ведущей станции, 50 но в отличие от этого устройства не требует выделения ведущей станции, так как на всех станциях поддерживается независимо от отклонений мощности станции от заданной частота по заданию, а при использовании устройст- ва ведущей станции все станции, кроме ведущей, поддерживают заданную частоту с ошибкой, пропорциональной отклонению мощности данной станции от заданной.

Предлагаемое устройство применимо при любой мощности энергосистемы.

Скорость регулирования при предлагаемом устройстве выше, так как регулирование частоты до величины отклонения, равной нулю, ведется всеми станциями, участвующими в регулировании, одновременно, а при использовании устройства ведущей станции малые отклонения частоты устраняются регулированием только ведущей станции.

При централизованных заданиях мощности, когда задания по мощности на каждую станцию передаются с центрального диспетчерского пункта, предлагаемое устройство по результатам регулирования аналогично устройству мнимых мощностей, но требует в два раза меньше каналов телемеханики, так как требуется только

I передача задания по мощности,на каждую регулирующую станцию, но не требуется передача реальной мощности каждой регулирующей станции на диспетчерский пункт. При этом предлагаемое.устройство не имеет погрешности по частоте, обусловленное погрешностями задания мощности как способ мнимых мощностей.

П сравнению с устройством регулирования по интегральному отклонению частоты предлагаемое устройство имеет преимущество за счет больших скоростей регулирования. Чем выше скорость регулирования, тем меньше величина интеграла среднеквадратичного отклонения частоты, по которому определяется ущерб от отклонения частоты. Следовательно, предлагаемое устройство является более экономичным по сравнению с применяемыми устройствами. Кроме того, практическое осуществление предлагаемого устройства не представляет затруднений.

Схема может быть выполнена на серийно выпускаемых элементах.

Устройство для астатического регулирования частоты в энергосистеме несколькими электростанциями с распределением мощности между ними, в соответствии с заданием, содержащее блок формирования сигнала

936207

Составитель К.фотина

Техред С. Мигунова Корректор Н. Швыдкая

Редактор М.Келемеш

Заказ 4239/65 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мгновенного отклонения частоты от заданного значения, блок формирования сигнала мгновенного отклонения мощности от заданного значения, о т л и ч а ю щ е е с я 5 тем, что, с целью повышения точности поддержания частоты, надежности и быстродействия, устройство снабжено блоком формирования знака сигнала и блоком деления для формиро- 10 вания управляющего воздействия, причем выходы блоков мгновенного отклоения частоты и мощности подключены к входам блока формирования зна ка сигнала, а входы блока деления подключены соответственно к выходам блоков формирования сигнала мгновенного отклонения частоты и формирования знака сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дроздов А.Д. и др. Автоматизация энергетических систем. M.

"Энергия", 1977, с. 10&.

2. Там же, с. 106.

3. Там же, с. 106.