Способ управления электрическим теплоаккумулирующим нагревательным устройством

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к электрическим теплоаккумулирующим нагревательным устройствам. Цель изобретения повышение экономичности работы энергосистемы . Устройство содержит блок I ввода графика нагрузки энергосистемы , блок 2 формирования задающего сигнала, блок 4 определен;1я теплопотребности нагрузки, интегратор 5, блок 7 измерения теплосодержания теплоаккумулирующего нагревателя (ТН)8, регулятор мощности 9 и блок 6 сравнения . При управлении зарядкой ТН 8 учитьшают изменение теплопотребностей Ълоком 4, а блоками 6, 7 и 9 обеспечивают изменение теплосодержания с с 9 учетом спада использования энергосистемы , который формируют на интегра (Л торе 5 в соответствии с данными блоков 2 - 4. 2 ил. с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (дд 4 Н 05 В 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3820253/24-07 (22) 06.12 ° 84 (46) 30.10.86, Бюл. К 40 (71) Литовский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского,,хозяйства (72) Л.Л.Браздейкис и И,И.Шатейкис (53) 621.365,419 (088.8) (56) Патент Франции М 2482403, кл. Н 05 В I/02, 1981.

Патент ФРГ 11 3004821 кл. Н QS В 1/02, 1981. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ

ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩИМ НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ

УСТРОЙСТВОМ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к электричес„„Я0„„1267631 А1 ким теплоаккумулирующим нагревательным устройствам. Цель изобретения повышение экономичности работы энергосистемы . Устройство содержит блок

1 ввода графика нагрузки энергосистемы, блок 2 формирования задающего сигнала, блок 4 определения теплопотребности нагрузки, интегратор 5, блок 7 измерения теплосодержания теплоаккумулирующего нагревателя (ТН)8, регулятор мощности 9 и блок 6 сравнения. При управлении зарядкой ТН 8 учи.— тывают изменение теплопотребностей волоком 4, а блоками 6, 7 и 9 обеспечивают изменение теплосодержания с учетом спада использования энергосистемы, который формируют на интеграторе 5 в соответствии с данными блоков 2 — 4. 2 ил.

1267631

Изобретение относится к электроермии и может бьгьч ггрименено для

«втоматического управления электрическими теплоаккумулирующими нагревательными устройствами.

Цель изобретения — повышение экономичности работы энергосистемы путем плавного заполнения спадов ее графика.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 а — упрощенный аппроксимированный график нагрузки энергосистемы; на фиг.28, 6, — графики характеристик сигналов устройства.

Устройство содержит блок 1 ввода графика нагрузки энергосистемы, блок

2 формирования задающего сигнала, блок 3 умножения, блок 4 определения теплопотребности нагрузки, интегратор 5, блок 6 сравнения, блок 7 из— мерения теплосодержания, электрический теплоаккумулирующий нагреватель (ЭТАН) 8 и регулятор 9 мощности.

Устройство для реализации способа работает следующим образом.

В блок 1 ввода графика нагрузки вводят временные координаты узловых точек графика нагрузки энергосистемы (фиг.2 а). В блоке 2 формируют задающий сигнал в противофазе изменению нагрузки энергосистемы таким образом, что уменьшению нагрузки энергосистемы соответствует увеличение задающего сигнала и наоборот. Далее задающий сигнал U подают в блок 3 умножения, в котором этот сигнал умножают на сигнал, получаемый с выхода блока 4 определения теплопотребности нагрузки и пропорциональный среднесуточной потребляемой мощности, интегрируют в интеграторе 5, (фиг.2 1) получая сигнал управления !

), и подают его в блок 6 сравнения для сравнения с сигналом, получаемым с выхода блока 7 измерения теплосодержания и пропорциональным теплосодержанию ЭТАН 8. По ра.=-ностнаму сигналу, получаемому на выходе блока б сравнения, управляют регуля. тором 9 мощности, в результате чего изменяют мощност*, подводимую с

ЭТАН 8 (фиг.2г).

Задающий сигнал в блоке 2 формируют в относительных единицах, за единицу уровня принимая минимальный отрицательный уровень сигнала!

ct (1)

oiq.ð "яор экв где P — установленная мощность сг

ЭТАН;

P — отдаваемая мощность ЭТАН; ото. р

Т вЂ” период цикла зарядка-ра зрядк а (продолжитель н ос т ь -уток) i эквивалентная продолжительность зарядки с полной мощностью.

Сигнал, сформированный в блоке 2, должен удовлетворять требованию т (и г! = О. (2) Соотве гственно уровень (-1) задаю— щего сигнала для устройства управления означает запрет зарядки, уровень (K-I) означает разрешение зарядки с полной мощностью, а переход задающего сигнала от уровня минус 1 до уровня (K-1) и наоборот соответствует пропорциональному увеличениюуменьшению мощности зарядки. Начало нарастания и спада задающего сигнала определяется соответственно временными координатами (, и ь, введенными в блок 1 ввода графика нагрузки

Окончание нарастания и спада задающего сигнала может определяться как координатами времени т, и г,4 соответственно из блока 1, так и по ограничениям уровня, заданным в самом блоке 2.

Блок 1 ввода графика нагрузки может представлять собой программное реле времени с уставками времени ь, и . Блок 2 формирования может быть реализован в виде аналогового интегратора с ограничением отрицательного выходного напряжения н а уровне 1В и ограничением положительного выходного напряжения на уровне (K-1) В. Изменениемпостоянной интегрирования можно изменять продолжительность нарастания и спада задающего напряжения и тем добиться согласования изменения мощности зарядки ЭТАН с изменением нагрузки энергосистемы. (фиг.2 ) соответствующий максимальной нагрузке энергосистемы !, Тогда минимальной нагрузке энергосистемы будет соответствовать положи5 тельный задающий сигнал с уровнем (К-1), где К вЂ” отношение установленной и расчетной отдаваемой мощности

ЭТАН, определяемое из соотношения

1267631

Блок 3 умножения может быть выполнен в виде аналогового перемножич еля. Блок 4 может представлять собой устройство измерения наружной температуры с выходным сигналом в 5 виде аналогового напряжения, причем выходное напряжение достигает своего максимального значения при расчетной (наиболее низкой) наружной температуре и становится равным нулю, 0 когда наружная температура повышается до значения, при котором искусственного отопления данного помещения не требуется (это значение наружной температуры зависит от .конструкции 5 помещения, от интенсивности внутренних тепловыделений и других факто.— ров).

Интегратор 5 может быть выполнен в виде аналогового интегратора. 20

Часть устройства, включающая блок

6 сравнения, регулятор 9 мощности зарядки, ЭТЛН 8 и блок 7 измерения теплосодержания представляет собой замкнутый контур автоматического программного регулирования, задачей которого является обеспечение изменения выходного параметра (теплосодержания ЭТАН), пропорционального изменению входного параметра и сиг- 30 нала управления (выходного напряжения интегратора 5).

Так как в интервалах времени и t - t< выходное напряжение 0 интегратора 5 изменяется по квадратичному закону, то для обеспечения соответствующего изменения теплосоностью зарядки; продолжительность нарастания спада мощности зарядки;

Т вЂ” период цикла зарядка-разрядка (продолжительность суток) .

Из фиг.2 видно, что

"и= tä tl = t4 t (5)

Коэффициент аккумуляции является одним из основных показателей, определяющих объем аккумуляционной масдержания теплоаккумуляционной массы к ЭТАН в этих интервалах времени под-, водят линейно изменяющуюся мощность 40

P. Такой режим электропотребления позволяет лучше использовать провальную мощность энергосистемы и способствует выравниванию графика нагрузки последней. 45

При управлении зарядкой ЭТАН по предлагаемому способу эквивалентная продолжительность зарядки с, больжр Зке ше продолжительности интервала време-S0 ни t< — t, в котором нагрузка энергосистемы минимальна. Следовательно, при управлении по предлагаемому способу, может использоваться ЭТАН с меньшим отношением установленной и 55 расчетной отдаваемой мощности, чем этан, зарядка которого ведется с постоянной мощностью зарядки.

В общем случае аппроксимации графика нагрузки энергосистемы прямыми не является обязательной. В таком случае задающий сигнал 0 должен изменяться в противофазе изменению

I нагрузки энергосистемы, при уменьшении нагрузки энергосистемы сигнал должен увеличиваться и наоборот, причем скорость изменения нагрузки и задающего сигнала предпочтительно принимать пропорциональными. При этом необходимо выполнение условия (2).

При управлении ЭТАН по предлагаемому способу легко осуществляют дневную подзарядку ЭТАН (дневной провал графика нагрузки энергосистемы показан на фиг.2а пунктирами). В этом случае изменяют только конфигурацию задающего напряжения (11 и при выполнении условия (2) обеспечивается нормальный режим работы ЭТАН.

При управлении зарядкой по предлагаемому способу уменьшается также продолжительность периода частот разрядки за счет плавного изменения мощности в начале и в конце зарядки.

Коэффициент аккумуляции

®ак (3)

"ъ с т где oc — коэффициент аккумуляции;

Мд, — количество аккумулируемого тепла;

4,„, — суточное количество тепла, получаемого в ЭТАН.

Уменьшение коэффициента аккумуляции при равных отношениях и отдаваемой мощности выражается следующим образом: % оп си (4)

0Ly Т где с — коэффициент аккумуляции при пр управлении по предлагаемому способу;

М, — то же при управлении по способам с постоянной мощ631 чулю. т с ь ts

Составитель О.Турпак

Техред В.Кадар

Редактор Е.Копча

Корректор М.Шароши

«бФ

Заказ 5834/.58

Тираж 765 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4

3 1267 сы, чем меньше с, тем меньше объем аккумулятора и затраты на него.

По предлагаемому способу легко реализуют групповое или централизованное управление ЭТАН. В этом случае в центральном устройстве управления в соответствии с графиком нагрузки энергосистемы формируют задающий сигнал 0>, удовлетворяющий требованию (2), и передают многим уст- 1О ройствам местного управления ЭТАН, которые в дальнейшем работают согласно описанному. формула изобретения

Способ управления электрическим теплоаккумулирующим нагревательным устройством при котором за все вре7 мя суток формируют сигнал, пропорци- 2п ональный теплосодержанию теплоаккуму-, лирующей массы, а по графику нагрузки энергосистемы во время спада нагрузки формируют управляющий сигнал. сравнивм* т эти сигналы и на время 25 превышения управляющим сигналом сигнала, пропорционального теплосодержанию, подключают нагреватели устройства к энергосистеме для аккумулирования им тепла, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения экономичности работы энергосистемы путем плавного заполнения спадов ее графика нагрузки, дополнительно измеряют теплопотребности нагрузки теплоаккумулирующего устВ ройс тв а, мощно ст ь, аккумулируемую устройством, изменяют пропорционально разности между величинами сигнала, пропорционального теплосодержанию, и сигнала управления, который формируют путем интегрирования произведения сигнала,, пропорционального теплопотребностям нагрузки и задающего сигнала, сформированного в противофазе пропорционально графику нагрузки энергосистемы, причем интеграл от задающего сигнала за полное время суток допжен быть равен