Устройство для оптимального управления распределением мощности автономной электроэнергетической системы

 

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - повышение точности распределения мощности при различных режимах работы генераторных агрегатов. Устройство содержит регуляторы мощности 1,1 - 1.N, генераторы 2.I - 2.N, подключенные к щинам 9 нагрузки 10 через коммутационные аппараты 3.1-З.К. Сигналы с выходов датчиков MOHIHOCTH 4.1-4.N генераторов подаются на входы сумматора 7. Информационные сигналы с вторых выходов коммутационных аппаратов поступают на входы децщфратора 5. Сигналы с выхода сумматора 7. несущие информацию о мощности нагрузки, и сигналы с дешифратора 5 о числе и номере включенных генераторов поступают на входы блока 6 оптимизации. Блок оптимизации содержит элементы логики и блоки нели.- нейности, в которые заложены зависимости оптимальной мощности для каждого генератора от суммарной мощности нагрузки для разных сочетаний включенных генераторов . С выходов блока 6 оптимизации сигналы , пропорциональные оптимальным мощностям генераторов, подаются на входы регуляторов мощности 1.1 --1.N . 5 ил., 1 табл. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU, 1396210 (5D 4 Н 02 J 3 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4060267/24-07 (22) 28.04.87 (46) 15.05.88. Бюл. № 18 (71) Ленинградский институт водного транспорта (72) И. А. Краснов, В. В. Сахаров, И. Н. Лопырев и Е. М. Павленко (53) 621.316.728 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 513449, кл. Н 02,) 13/00, 1974, Козис В. Л. и др. Автоматика электроэнергетических систем. Мл Энергоиздат, 1981, с. 385 — 387. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ

МОЩНОСТИ АВТОНОМНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения — повышение точности распределения мощности при различных режимах работы генераторных агрегатов. Устройство содержит регуляторы мощности i,! — -!.N, генераторы 2.1 ——

2.к, подключенные к шинам 9 нагрузки 10 через коммутационные аппараты 3.1 — -3. 1х;.

Сигналы с выходов датчиков мощности

4.1 — 4.N генераторов подаются на входы сумматора 7. Информационные сигналы с вторых выходов коммутационных аппаратов поступают на входы дешифратора 5. Сигналы с выхода c óì,iàòîðë 7, несущие информацию о мощности нагрузки, и сигналы с дсшифратора 5 о числе и номере включенных генераторов поступают на входы блока 6 оптимизации. Блок оптимизации содержит элементы логики и блоки нели.— нейности, в которые заложеHbi зависимости оптимальной мощности для каждого генератора от суммарной могцности нагрх зки для разных сочетаний включенных генераторов. С выходов блока 6 оптимизации сигналы, пропорциональные оптимальным мощностям генераторов, подаются íà входы регуляторов могцности 1.1--1.iX. 5 ил., 1 табл.

13962

Изобретение относится к электротехнике, а именно к техническим средствам системной автоматизации многоагрегатных автономных электроэнергетических систем (ЭЭС), в частности судовых, содержащих несколько источников электроэнергии. 5

Изобретение решает задачу автоматизации управления ЭЭС, например судовой, путем использования генераторных агрегатов, в том числе дизель-генераторов, паро- и газотурбогенераторов, валогенераторов, навесных генераторов, аккумуляторных батарей и т.д., в автономном или параллельном режиме работы по критерию минимума стоимости заданного (требуемого) значения генерируемой ЭЭС мощности. С наибольшим эффектом изобретение может быть использо- 15 вано при создании систем управления для многоагрегатных ЭЭС, для которых характерна частая смена режимов использования и величины включенной мощности.

Цель изобретения — повышение точности распределения мощности при различных режимах работы генераторных агрегатов (в автономном режиме работы или параллельном режиме работы в различных сочетаниях) .

На фиг. приведена блок-схема уст- 25 ройства для оптимального управления распределением мощности ЭЭС; на фиг. 2 схема коммутационного аппарата; на фиг. 3— схема блока оптимизации; на фиг. 4 — схема двухвходового логического элемента блока оптимизации; на фиг. 5 — схема блока 30 оптимизации для случая использования трех генераторных агрегатов в ЭЭС.

Кроме того, представлена таблица подключения генераторных агрегатов к нагрузке (ГА — генераторный агрегат). — 35

1

ГА21 1 0

ГА22 0 1

ГА 23 0 0

Выходы

ДШ5 à b

1 0 1 0 ! 0 0 1

0 1 1 I

g 40

Примечакие. — подключение ГА к на.грузке; 0 — отключение ГА от нагрузки; а — g — выходы дешифратора 5, на которых сигнал не равен нулю при соответствующей комбинации включенных ГА. 45

Устройство (фиг. ) содержит N регуляторов !.1 — I.N. мощности, N генераторных агрегатов 2. 1 — 2.N; N коммутационных аппаратов 3.1 — Ç.N, М датчиков 4.1 — 4.М мощности, а также дешифратор 5, блок 6 оптимизации, сумматор 7 и сеть 8, при этом

i-й выход (i=l,N) блока 6 оптимизации соединен с входом i-го регулятора I.ë мощности, выход регулятора l л мощности подключен к входу генераторного агрегата 2.!, выход которого соединен с первым входом коммутационного аппарата 3. 1, к второму входу которого подключена щина 9.i «Пуск», первый выход коммутационного аппарата Зл соединен с входом датчика 4.i мощности, а!

2 второй выход — с i-м входом дещифратора 5, выход датчика 4л мощности, подключен к

i-му входу сумматора 7 и к сети 8, к которой подключена нагрузка 10, выход сумматора

7 соединен с первым входом блока 6 оптимизации, второй обобщенный вход которого соединен с обобщенным выходом дешифратора 5.

Каждый коммутационный аппарат Зл (фиг. 2) содержит шину 11 «Земля», обмотку реле 12i, два замыкающих контакта

13.i (силовой) и 14.i !информационный) реле, источник 15л постоянного напряжения, усилитель 16.!, при этом лина 9.i «Пуск» соединена с входом усилителя 16.1, выход которого через обмотку реле 12.i подключен к шине 11 «Земля», выход источника 15л постоянного напряжения через замыкающий контакт 14.i подключен к соответствующему входу дешифратора 5, выход генераторного агрегата 2.! через замыкающий контакт

I3ë соединен с датчиком 4л мощности.

Блок оптимизации (фиг. 3) содержит N элементов ИЛИ 17, (2N — 1 — Х) логических элементов 18 и (2N — 1) ключевых элементов 19. Логические элементы 18 соединены в виде пирамидальной иерархической структуры из (N--I) уровней, первый уровень содержит один одновходовый логический элемент 18, каждый v-й уровень (v=

=2,N — 1) содержит С, двухвходовыхи (С„ — С!! ) одновходовыхло — v+! N — (v — !)+! гических элементов 18, первый выход логического элемента 18 -го (v=- l, !Ч вЂ” 2) уровня соединен с одним из входов двухвходового логического элемента 18 (ъ+1) -го уровня, вторые входы двухвходовых логических элементов 18 и входы одновходовых логических элементов 18 соединены с выходами соответствующих ключевых элементов 19, вторые выходы логических элементов 18 v-го (v= l,N — 2) уровня, два выхода каждого логического элемента 18 (N-1 )-го уровня, а также выходы Nключевых,элементов 19 соединены с соответствующими входами соответствующих элементов ИЛИ 17, первым обобщенным входом блока 6 оптимизации является совокупность управляк!щих входов ключевых элементов 19, вторым входом объединенные информационные входы ключевых элементов !9, а выходами --- выходы элементов ИЛИ 17.

Двухвходовый логический элемен.г 18 (фиг. 4) содержит блок 20 нелинейности, элемент 21 задержки, сумматор 22 и двухвходовый элемент ИЛИ 23. Выход элемента ИЛИ 23 соединен с входами блока 20 нелинейности и элемента 21 задержки, выход элемента 21 задержки соединен с суммирующим входом сумматора 22, к вычитающему входу которого подключен выход олока 20

1396210 з нелинейности, входами логического элемента

18 являются входы элемента ИЛИ 23, а выходами — выходы сумматора 22 и блока 20 нелинейности.

Одновходовый логический элемент 18 не содержит элемент ИЛИ 23. Его входом являются объединенные входы блока 20 нелинейности и элемента 21 задержки.

На схеме блока 6 оптимизации для трех генераторных агрегатов 2 (фиг. 5) обозначены семь ключевых элементов 19.1 — 19.7, 10 четыре логических элемента 18.! — 18,4, в том числе один двухвходовый элемент 18.2 и три элемента ИЛИ 17.1 — 17.3.

Блок 20 нелинейности логического элемента 18.1 реализует оптимальнуго зависимость мощности Li;. вырабатываемой тремя генераторными агрегатами 2.1 — 2.3, от мощности Р3, вырабатьгваемой генераторным аг регатом 2.3. Блоки 20 нелинейности логических элементов 18.2 — 18.4 реализук>т оптимальнь«е зависимости соответственно Li = 20

=f(P l, L.«=1(Р;;) и Lqq=f(Pq), где Liz, Li;;, L>;« — - оптимальные зависимости мощности, вырабатываемые генераторными агрегатами 2.1 и 2.2, 2.1 и 2.3, 2.2 и 2.3 от мощностей Р и Р;, соответственно.

Устройство (фиг. ) работает следующиM

25 образом.

Предположим, что необходимо обеспечить параллельную работу генераторных агрегатов 2.! и 2.2 на общую нагрузку 10. Г этой целью оператор по шинам 9 «Пуск» соответствующих агрегатов подает сигнал на вторые входы соответствующих коммутационных аппаратов 3. При этом генераторные агрегаты 2.! и 2.2 предварительно включены и работают на холостом ходу (возможен случай, когда сигнал «Пуск» подается на соотвеTcTBóþU«èå входы генераторных агрегатов

2 д.: я пуска их в работу).

В коммутационном аппарате 3 (фиг. 2) сигнал по гнине 9 г«одается через усилитель 16, обмотку реле 12 на шину 13 «Земля».

При прохождении данного сигнала через 40 обмотку реле 12 реле срабатывает и замыкает силовой замыкающий контакт 13 и информационный замыкающий контакт 14.

Напряжение с выхода генераторного агрегата 2 подается через силовой контакт 13 на вход датчика 4 мощности, одновременно сигнал с выхода источника 15 постоянного напряжения, равный логической единице, через информационный замыкающий контакт

14 подается на соответствующ««й вход дешифратора 5.

Токи с выходов генераторных агрегатов 2 через коммутационный агрегат 3 и датчик

4 мощности подаются к сети 8, а затем к нагрузке 10.

Датчик 4 мощности вырабатывает сигнал, пропорциональный мощности генераторного 55 агрегата 2, и ггодает его на соответствующи и вход сумматора 7.

Выходной сигнал сумматора 7(Li)), пропорциональный потребляемой нагрузкой

10 мощности, подается на информационные входы ключевых элементов 19 блока 6 оптимизации (фиг. 3). Выходной сигнал дешифратора 5, не равный нулю, появляется на его третьем выходе н подается на управлякгщий вход ключевого элемента 19«, открывая его (фиг. 5).

Выходной сигнал сумматора 7 (Li)) через открытый ключевой элемент 19.3 подается на второй вход двухвходового логического элемента 18.2 (фиг. 5). В данном логическом элементе (фиг. 4) сигнал 1 через элемент ИЛИ 23 подается на вход блока 20 нег«г«нейг«остг«v. через элемент 21 задержки на сух«х«г«рук«нги(«вход сумматора

22. В завис««мости oi зг«аления сигнала 1,» па выхосе блока 20 нелинейности ««оявлне", ся сигнал. пропорциональный оптнмаль: ому значению мощности (Р ) генераторного агрегата 2.2, который подается на соответствующий вход элемента 11ЛИ 7.2 и на вычитающий вход сумматора 22. На выходе сумматора 22 появляется сигнал

Р,=l, — Р2, пропорциональный оптимальному значениго мощности генераторного агрегата 2,1. Для синхронизации работы логические элементы содержат элемент 21 задержки. Выходной сигHè,«cóììàòoðà 18 подается на второй вход элемента ИЛИ 17.1.

Выходные сигналы элементов ИЛИ 17.1 и ! 7.2 подаются на входы соответствуюьцих регуляторов 1.1 и 1.2 мощности (фиг. 1).

Выхо.ейные сигналы регуляторов могцности подаются на входы генерагорных агрегатов

2,1 и 2.2. обеспечивая выработку генераторными агрегатами необходимой (оптимальной) мощности Pi, P .

При изменении значения нагрузки 10 устройство работает аналогично, распределяя теку;цее значение мощност;«Li> нагрузки !

О для выработки геггераторными агрегатами 2.! и ".2. Эти значения соответственно равны Р, и Р.

Если по команде оператора включены на параллельную работу три генераторных агрегата, то появляется сигнал логической единицы на седьмом выходе дешифратора

5. Потребляемая нагрузкой 10 мощность

1 2«распределяется «а генераторных агрегатах 2.1 — 2.3.

Устройство работает аналогично и при других сочетаниях работы генераторных агрегатов.

Применение предлагаемого устройства повышает точность распределеггия мощности за счет обеспечения оптимального режима работы генераторных агрегатов прн параллельной работе ге: «раторов в различных сочетаниях.

Фop гг га изобретенач

Устройс.-во для оптимального управления распределением мощности автономной электроэнергетической системьг, состоящей из Х генератор;«ых агрегатов, подключенных

13962 через соответствующие коммутационные аппараты к сети, содержащее блок оптимизации и N цепей, каждая из которых содержит регулятор мощности агрегата и датчик мощности, при этом М выходов блока оптимизации соединены с входами соответ5 ствующих регуляторов мощности агрегатов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности распределения мощности при различных режимах работы генераторных агрегатов, дополнительно введены сумматор 10, и дешифратор, при этом входы сумматора соединены с выходами датчиков мощности, выход сумматора подключен к первому входу блока оптимизации, к второму обоб, щенному входу которого подсоединен обоб, щенный выход дешифратора, входы кото 15

: рого соединены с выходами блок-контактов коммутационных аппаратов, блок оптимиза:, ции состоит из N элементов ИЛИ, (2" — 1) ключевых элементов, (2" — 1 — -М) логических, элементов, логические элементы соединены в 2Я

; виде пирамидальной иерархической струк; туры из (N- — ) уровней, первый уровень содержит один одновходовый логический элемент, каждый v-й (v=2, N — 1) уровень содержит С "+ двухвходовых и (С, — 25 — ) ОДНОБХОДОВЫХ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕментов, первый выход логического элемента -го (=1, Х вЂ” 2) уровня соединен с первым входом соответствующего двухвходового логического элемента (>+1) -го уровня, втоl0

6 рые входы двухвходовых логических элементов, входы одновходовых логических элементов, а также первые входы N элементов

ИЛИ соединены с выходами соответствующих ключевых элементов, совокупность управляющих входов которых образует второй обобщенный вход блока оптимизации, информационные входы ключевых элементов объединены и образуют первый вход блока оптимизации, вторые выходы логических элементов v-го уровня Iv=l, N — 2) и выходы логических элементов (N-1)-го уровня соединены с соответствующими входами элементов ИЛ И, выходы которых являются выходами блока оптимизации, двухвходовый логический элемент содержит последовательно соединенные элемент ИЛИ и одповходовый логический элемент, а одновходовый логический элемент состоит из блока нелинейности, реализующего зависимость суммарной мощности генераторных агрегатов от оптимальной по затратам от мощности одного соответствующего генераторного агрегата, элемента задержки и сумматора, причем входы блока нелинейности и элемента задержки объединены и подключены к входам одновходового логического элемента, выход элемента задержки подключен к суммирующему входу сумматора, к вычитающему входу которого подключен выход блока нелинейности, выход сумматора и выход блока нелинейности подключены к двум выходам одновходового логического элемента.

1396210

IjrpoEeab 0уродень Журадень

Рог 3 (3962!О

Составитель К. Фотина

Редактор A. Огар Техред И. Берес Корректор И. Муска

Заказ 1975/54 Тираж 650 Подписное

БНИИПИ Государственного ко"читета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 33003355, Москва, Ж --35, Рву шская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Проектная, 4