Устройство для оптимального управления распределением мощности электроэнергетической системы

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение точности распределения мощности. Устройство содержит регуляторы мо1дности 1.1-1.Н генераторов 2.1-2.N, подключенных к шинам 9 нагрузки 1t через коммутационные аппараты 3.1-3.N. Сигнал с выходов датчиков мощности 4.1-4.N генераторов подается на входы сумматора 7. Информационные сигналы с вторых выходов коммутационных аппаратов поступают на входы дешифратора 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 нелинейности, в кото рых заложены зависимости оптимальной мощности для каждого генератора от суммарной мощности нагрузки для разных сочетаний включенных генераторов. С выходов блока оптимизации 6 сиг налы, пропорциональные оптимальным мощностям генераторов , подаются на входы регуляторов мощности 1.1-1.N. Точность повышается в результате того, что введен блок 8 уставок, сигналы на выходах которого появляются в зависимости от мощности нагрузки. Вследствие появления сигнала в том или другом выходе блока уставок на параллельную работу включается оптимальное число генераторов. 6 ил., t табл. а (Л 4 00 to ф О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с вторых выходов коммутационных аппаратов поступают на входы дешифратора 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 нелинейности, в которых заложены зависимости оптимальной мощности длякаждого генератораот суммарной мощности нагрузки для разных сочетаний включенныхгенераторов.С выхо" дов блока оптимизации 6 сигналы, пропорционалыиае оптимальным мощностям гене; раторов, подаются на входы регуляторов мощности 1.1-1.N. Точность повышается в результате того, что введен блок 8 уставок, сигналы на выходахкоторого появляются в зависимости от мощности нагрузки. Вследствие появления сигнала в том или другом выходе блока ус" тавок на параллельную работу включа-" ется оптимальное число генераторов.

6 ил., 1 табл, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1396210 (21) 4085666/24-07 (22) 07.06.86 (46) 23.10.88. Бюл. Р 39 (7 1) Ленинградский институт водного транспорта (72) И.А.Краснов, В.В.Сахаров, И.Н.Лопырев и Е.И.Павленко (53) 621.316.728(088.8) (56) Авторское свидетельство, СССР

Р 1396210, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИИАЛЬНОГО

УПРАВЛЕНИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ИОЩНОСТИ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕИЫ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение точности распределения мощности. Устройство содержит регуляторы мощности

1.1-1.Н генераторов 2. 1-2.N, подключенных к шинам 9 нагрузки 11 через коммутационные аппараты 3. 1-3.N.

Сигнал с выходов датчиков мощности

4.1-4.N генераторов подается на входы сумматора 7. Информационные сигналы

„„SU„„3432661 A 2

1432661

Изобретение относится к электронике, а именно к техническим средствам автоматизации многоагрегатных электроэнергетических систем (ЭЭС), в частности судовых, содержащих несколько источников электроэнергии, и является усовершенствованием устройства по авт.св. У 1396210.

Изобретение решает задачу антоматизации управления ЭЭС, например судовой, путем использования генеральных агрегатов, в том числе дизельгенераторов, паро- и газотурбогенераторов, валогенераторов, навесных генераторов, аккумуляторных батарей и т.д„, в автономном или параллельном режимах работы по критерию минимума стоимости заданного (требу— емого) значения генерируемой ЭЭС мощности, С наибольшим эффектом изобретение может использоваться при создании систем управления для многоагрегатных ЭЭС для которых характерны частая смена режимов использования 25 и величины включенной мощности.

Цель изобретения — повышение точности распределения мощности.

На фиг, 1 приведена блок-схема устройства для оптимального управления распределением мощности электроэнергетической системы; на фиг. 2 — коммутационный аппарат; на фиг. 3 — блок оптимизации; на фиг. 4 — двухвходовый логический элемент блока оптимизации; на фиг. 5 — блок оптимизации для слу- чая использования трех генераторных агрегатов в электроэнергетической системе; на фиг, 6 — блок уставок.

Устройство (фиг. 1) содержит N регуляторов 1 мощности, генераторных агрегатов 2, коммутационных аппаратов

3, датчиков 4 мощности, а также дешифратор 5, блок 6 оптимизации, сумматор 7, блок 8 уставок и сеть 9, при этом i-выход (i=1,N) блока 6 оптимизации соединен с входом i-ro регулятора мощности 1.i, выход регулятора мощности 1.i подключен к входу генераторного агрегата 2.i, выход которого соединен с первым входом

50 коммутационного аппарата З.i, к второму входу которого подключена шина "Пуск" 10.i а к третьему обобщенному входу — соответствующий обобщенный выход блока 8 уставок, пер55 вый выход коммутационного аппарата

3.1 соединен с входом датчика 4.i мощности, а второй выход — с i-u входом дешифратора 5, первый выход датчика мощности подключен к i-му входу сумматора 7, второй — к сети

9, к которой подключена нагрузка

11, выход сумматора 7 соединен с входом блока 8 уставок и первым входом блока 6 оптимизации, второй обобщенный выход которого соединен с обобщенным выходом дешифратора 5.

Коммутационный аппарат 3 (фи". 2) содержит шину "Земля" 12, одновибратор 13, элемент ИЛИ 14, усилитель 15, обмотку реле 16 с двумя замыкающими контактами 17 (силовой) и 18 (информационный), источник 19 постоянного напряжения, при этом выход одновибратора 13 соединен с первым входом элемента ИЛИ 14, выход которого через последовательно соединенные усилитель

15 и обмотку реле 16 подключен в шине

"Земля" 12, первый вход коммутационного аппарата 3 через замыкающий контакт 17 соединен с первым выходом, выход источника постоянногс напряжения 19 через замыкающий контакт 18 — с вторым выходом коммутационного аппарата 3, вторым входом которого является вход одновибратора

13, а третьим обобщенным входом— совокупность .вторых входов элемента

ИЛИ 14.

Блок 6 оптимизации (фиг. 3) содержит N элементов ИЛИ 21 (2 — 1) ключевых элементов 22, (2 -1-N) логических элементов 20. Логические элементы 20 соединены в виде пирамидальной иерархической структуры из (N-1) уровней. Первый уровень содержит один одновходовый логический элемент 20.Каждый

w-È- li< 1-й уровень (1=2, N — 1) содержит С „ двухвходовых и (C, "+ -C " ) одновходных логических элементов 20, первый выход логического элемента 20

g-го (4 = 1 N 2) уровня соединен с одним из входов двухвходового логического элемента 20 (+1)-ro уровня, вторые входы двухвходовых логических элементов 20 и входы одновходовых логических элементов 20 соединены с выходами соответствующих ключевых элементов 22, вторые выходы логических элементов 20 4-ro (.4 =.1,N-2), два выхода каждого логического элемента 20 (N-1)-го уровня, а также выходы И ключевых элементов 22 соединены с соответствующими входами соответствующих элементов ИЛИ 21, первым входом блока 6 оптимизации

143266

55 максимальное является обобщенные информационные входы ключевых элементов 22, вторым обобщенным входом — совокупность управляющих входов ключевых элементов 22, а выходами — выходы элементов ИЛИ 21.

Двухвходовый логический элемент

20 (фиг, 4) содержит двухвходовый элемент ИЛИ 23, блок 24 нелинейности, элемент 25 задержки и сумматор 26, . при этом выход элемента ИЛИ 23 соединен с входом блока 24 нелинейности и входом элемента 25 задержки, выход которого соединен с суммирующим входом сумматора 26, к вычитающему входу последнего подключен выход блока 24 нелинейности, входами логического элемента 20 являются входы элемента ИЛИ 23, а входами — выход сумматора 26 и выход блока 24 нелинейности.

Одновходовый логический элемент

20 не содержит элемента ИЛИ 23. Его, входом является объединенные входы блока 24 нелинейности и элемента 25 эадержки.

Блок 6 оптимизации для трех генераторных агрегатов 2 (фиг. 5) содержит семь ключевых элементов 22„-22 четыре логических элемента 20, в т.ч. один двухвходовый 20 11 и три одновходовых 20 11з, 20,, 201, три элемента ИЛИ 211 213

Блок 8 уставок (фиг. 7) содержит N элементов 27 уставок, входы которых объединены и соединены с выходом сумматора 7 совокупность выходов элементов 27 уставок, образует обобщенный выход блока 8 уставок. Выход каждого элемента 27 уставки соединен с соответствующим входом третьего обобщенного входа- соответствующего коммутационного аппарата 3. Элемент 27 уставки. I(I=1,È) вырабатывает сигнал, равный логической единице, если входной сигнал U, лежит в определенных пределах, т.е ° выполняется условие (1): где П и П вЂ” соответственна макс минимальное и пороговые напряжения уставки.

Если условие (1) не выполняется, то сигнал на выходе j-й уставки равен нулю.

Блок 24 нелинейности ло :.:.:, .а элементе 201 реализует оптимальную зависимость мощности L 1 q, вырабатываемой тремя генераторш;гп1 агрегатами

2. 1, 2.1, 2.3, от мощности Р, вырабн к;.— ваемой генераторным агрегатом ?, 3. !;.:: ки 24 нелинейности логических элемгн,.

20,, 20, и 20 регулируют оптимальные зависимости соответственно

Lï f(P ); L 1з = f (P9) " L1„ (РЗ) гд 1 1 L,> ь2з щ ти, вырабатываемые генератарнь :. агрегатами (P,, Р ), (P,, Рз), (Р, Р ) соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Оператор на шине нПуск" подает сигнал на второй вход коммутацнс в па: аппаратов 3 (при этом генерат р .> агрегаты 2 предварительно включ и работают на холостом ходу. Возмоьс, случай, когда сигнал "Пуск" подается на соответствующие входы генераторних агрегатов 2 для пуска их в работу (указанная связь на фиг. 1 не показана).

В коммутационном аппарате 3 (фиг. 2) сигнал шине 10 подается на вход одновибратора 13, который начинает вырабатывать сигнал длнтельностью, Выходной сигнал одновибратора 13 через элемент ИЛИ 14, усилив тель 15 обмотку реле 16 подается на шину "Земля" 12, При прохождении данного сигнала через обмотку реле 16 реле срабаты- вает и замыкает силовой замыкл лщнй контакт 17 и информационный замыкающий контакт 18.

Напряжение с выхода генераторного агрегата 2 подается через силовой контакт 17 на вход датчика 4 мощности. Одновременно сигнал с выхода источника 19 постоянного напряжения, равный логической единице, через ннформационный замыкающий контакт 8 подается на соответствующий вход дешифратора 5.

Выходные сигналы дешифратора 5 подаются на управляющие входы соответствующих ключевых элементов 22 блока 6 оптимизации (фиг. 3).

Токи с выходов генераторных агрегатов 2 через коммутационный апнл;.

3 и датчик 4 мощности подаются, сет, 9, а затем к нагрузке 11.

Датчики 4 мощности вырабатывают сигнал, пропорциональный мощности

32661 6

Номера выходов

ДБ 5

1 2 3 4 5 6 7

5 !4 генераторного агрегата 2, и подает его на соответствующий вход сумматора 7.

Выходной сигнал сумматора 7

L, подается на информационные входы ключевых элементов 22 блока 6 оптимизации и на вход блока 8 уставок, в котором (фиг. 7) каждая уставка 27 проверяет выполнение условия (1) . Если условие (1) выполняется для какого-либо элемента 27 уставки, то на его выходе появляется сигнал, который подается йа третьи обобщенные входы соответствукяцих коммутационных аппаратов 3. В коммутационном аппарате 3 (фиг. 2) данный сигнал подается на соответствующий вход элемента ИЛИ 14. (Длитель ность выходного сигнала одновибрато ра 13 выбирается равной появлению первого сигнала с выхода элемента .27 уставки после начала работы устройства). Выходной сигнал элемента

ИЛИ 14 через усилитель 15 и обмотку реле 16 подается на шину "Земля" 12, Контакты 17 и 18 коммутационньж аппаратов 3, на вторые управляющие входы которых подан сигнал с соответствую щего элемента 27 уставки, замкнуты, Контакты 17 и 18 коммутационных аппаратов 3, на входы которых не подан сигнал с выхода элемента 27 уставки, разомкнуты. Соответственно, отсутствуют единичные сигналы на вторых выходах коммутационных аппаратов 3.

При изменении выходных сигналов дешифратора 5 изменяются соответственно сигналы на управляющих входах ключевьж элементов 22 (фиг. 3). Выходной сигнал сумматора 7 L через открытый ключевой элемент 22 блока 6 оптимизации подается на со ответствующие входы соответствующего логического элемента 20.

Сигнал L подается на вход логического элемента 20 первого уровня, в котором данный сигнал через элемент ИЛИ 23 (если элемента ИЛИ 23 нет, то непосредственно) подается на входы блока 24 нелинейности и элемента 25 задержки. Входной сигнал элемента 25 задержки подается на суммирующий вход сумматора 26.

В зависимости от значения входного сигнала L „ на выходе блока 24 нелинейности появляется сигнал, пропорциональный оптимальному значению мощности N-ro (Р ) генераторного arрегата 2.N, который подается на соответствующий вход элемента ИЛИ 2 1 и вычитающий вход сумматора 26. На выходе сумматора 26 появляется сигнал

5 !., <,) L Р„, который подается на соответствующий вход соответствующего логического элемента

20. (Для обеспечения появления выходного сигнала на вьжоде сумматора

26 при одновременном появлении сигналов на его входах перед суммирующим входом сумматора 26 стоит элемент 25 задержки, Длительность задержки данного элемента 25 задержки равна интер15 валу времени между поступлением сигнала на вход блока 24 нелинейности и появлением сигнала на его выходе).

Выходной сигнал сумматора 26 подается на второй вход соответствующего элемента ИЛИ 2 1. Выходные сигналы элементов ИЛИ 2 1 появляются на входы регуляторов 1 мощности (фиг. 1).

Выходные сигналы регуляторов 1 мощ25 ности устанавливаются такими, чтобы генераторный агрегат 2 обеспечивал выработку необходимой (оптимальной) мощности.

При изменении мощности нагрузки

11 устройство работает аналогично. В зависимости от мощности нагрузки изменяются сигналы на выходе элементов 27 уставок, включаются в автономный или параллельный режим работы генераторные агрегаты 2. При этом каждый генераторный агрегат вырабатывает оптимальную мощность.

В таблице дано подключение трех генераторных агрегатов (ГА) к нагруз40 ке, где 1 — подключение ГА к нагрузке; 0 отключение от нагрузки.

ГА 10! 1 0 1 0 1 0 1

ГА !0 0 1 1 0 0 1 1

ГА 10) 0 0 0 1 1 1 1

Номера выходов ДИ 5, на которых сигнал не равен нулю при соот1 ветствующей комбинации включенных ГА

1432661 формула изобретения

Устройство для оптимального управления распределением мощности электроэнергетической системы по авт,св.

В результате использования предлагаемого устройства повышается точность распределения мощности за счет введения обратной связи по нагрузке.

Ири этом повышается эффективность

5 (экономичность) использования устройства за счет оптимального генерирования по стоимости требуемой мощности ° 10

1396210,отличающееся тем, что, с целью повышения точности распределения мощности, оно снабжено блоком уставок, вход которого соединен с выходом сумматора, каждый коммутиционньш аппарат снабжен одновибратором и элементом ИЛИ, входы которого подключены к соответствующим выходам блока уставок, причем одновибратор включен между первым управляющим входом коммутационного аппараМ та и другим входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к элементу управления коммутационным аппаратом.

1432661

Составитель К. Фокина

Техред М.Дидык Корректор С. Черни

Редактор Н, Лазоренко

Заказ 5455/49

Тираж 651

Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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