Способ автоматического регулирования суммарной реактивной мощности энергообъекта

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического регулирования режима по напряжению и реактивной мощности в энергосистеме Цель изобретения-предотвращение нарушения ус тойчивости генераторов электростанции. Это достигается за счет регулирования суммарной реактивной мощности энергообъекта во всем диапазоне схемно-режимных условий работы электрической сети, характеризующихся изменением знака приращения реактивной мощности электростанции при изменении уровня напряжения Для этого формируют дополнительный эталонный сигнал и подают его в сумматоры индивидуальных АРВ генераторов, определяют знак приращения реактивной мощности электростанции и в зависимости от знака этого приращения устанавливают направление управляющего воздействия на изменение уставки автоматического регулятора возбуждения . 2 ил. л |С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 J 3/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о ,(Л о

1(д

,фь. (21) 4400249/07 (22) 29.03.88 (46) 15.06.91. Бюл. t+ 22 (71) Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения и Районное энергетическое управление "Тюменьэнерго" (72) В.Л.Невельский, Д.В.Невельский, Г.К.Окуловский и Ю,П.Сурин (53) 621.313.322.016.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1043787, кл. Н 02 J 3/46, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1080234, кл. Н 02 JЗ/46,,1983. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СУММАРНОЙ РЕАКТИВНОСТИ МОЩНОСТИ ЭНЕРГООБЪЕКТА (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического реИзобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического регулирования режима по напряжению и реактивной мощности в энергосистеме, Область применения предлагаемого способа - системы группового управления возбуждения генераторов электростанции.

Цель изобретения — предотвращение нарушения устойчивости генераторов электростанции.

На фиг,1 представлены зависимости

0 = 1(01) при различных углах по электропередаче; на фиг.2 — структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ регулирования суммарной реактивной мощности электростанции.. Ж 1656634 А1 гулирования режима по напряжению и реактивной мощности в энергосистеме. Цель изобретения — предотвращение нарушения устойчивости генераторов электростанции. Это достигается за счет регулирования суммарной реактивной мощности энергообьекта во всем диапазоне схемно-режимных условий работы электрической сети, характеризующихся изменением знака приращения реактивной мощности электростанции при изменении уровня напряжения. Для этого формируют дополнительный эталонный си нал и подают его в сумматоры индивидуальных АРВ генераторов, определяют знак приращения реактивной мощности электростанции и в зависимости от знака этого приращения устанавливают направле 1е

УПРаВЛЯЮЩЕГО ВОЗДЕйСтВ.1Я На ИЗМЕНЕНИЕ уставки автоматического регулятора возбуждения. 2 ил, Для простейшей схемы энергосистемы машина-шины выражения для реактивной мощности на шинах генератора имеют следующий вид;

01 — 010> coos sB х

Т

01 0г

sin д, (2) х где 01, U2 — модули напряжения на отправном и приемном концах линии электропередачи;

Х вЂ” величина реактанса линии электропередачи; д — угол между векторами напряжений

01. 02

1656634

Определим характер зависимости

Q = f(U1) при постоянстве загрузки генератора по активной мОщнОсти и при 02 = const.

Из уравнений(1, 2) в приращениях имеем то, что

Л Q = — ((2 Lh — 02 cos д ) A Ut +

+О Огз пдЛд)

ЛP = — (О. sin д Л01+ Ui Uz cos дЛд).

1 х (4)

Учитывая, что Л Р = О, значение Лд из (4) подставим в (3) и после соответствующих преобразований получим

Л Q = — (2 01 — -д- ) Л U . (5)

1 Uz

Из анализа выражения (5) следует, что приращение реактивной мощности при изменении уровня напряжения на шинах электростанции в зависимости от режима может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Так при равенстве модулей напряжения

ЛО<Опри д> 60

ЛО> 0 при д< 60О.

На фиг.1 представлены зависимости

Q = f(Ut) при различных значениях угла по электропередаче

I — P = 1,24

ll — Pr = 1,09.

Режимы, характеризующиеся изменением знака приращения реактивной мощности от изменения уровня напряжения, не являются редкими. Энергосистемы с преобладающим составом синхронной нагрузки характеризуются большими значениями внутренних углов, углов между роторами синхронных генераторов и синхронных двигателей. В случае работы электростанции на синхронную нагрузку соизмеримой мощности уже в нормальном режиме yrorl между векторами ЭДС эквивалентного генератора и ЭДС эквивалентнoro,двигателя достигает

120 — 130О. Иэ них по 50 — 60 приходится на внутренние углы эквивалентных генератора и двигателя, 10 — 20 на реактивные сопротивления линии электропередачи и трансформаторов, связывающих центры потребления и генерации мощности. При этом зависимости 0 = f(U) имеют явно выраженный U-образный характер.

Устройство, реализующее способ автоматического регулирования суммарной реактивной мощности, содержит блок 1 формирования заданного значения реактивной мощности электростанции, блок блокировки 2, блок 3 формирования дополнительного сигнала на повышение напряжения генера1ора, сумматор АРВ 4, блок 5 выявления отклонения сигнала от его значения в предшествующем режиме, блок 6 фик5 сации знака входного сигнала, схему сравнения 7, блок 8 произведения, установочное устройство АРВ 9.

Блок блокировки 2 своими выходными контактами осуществляет временную ком10 мутацию цепи подачи дополнительного сигнала в сумматор АРВ и цепи фиксации знака отклонения суммарной реактивной мощности электростанции. Время замкнутого состояния контактов блока составляет не

15 более 0,5 с в одном цикле регулирования реактивной мощности электростанции.

Блок 3 формирова -.ияд,ополнительного сигнала формирует на своем выходе сигнал, подача которого в сумматор АРВ приводит

20 к повышению напряжения на 1-2 .

Величина и знак сигнала на выходе блока 5 соответствуют величине и знаку приращения реактивной мощности электростанции от значения реактивной

25 мощности в предшествующем режиме.

Блок 6 фиксации фиксирует знак приращения реактивной мощности электростанции от значения реактивной мощности в предшествующем режиме.

3G Блок 6 фиксации фиксирует знак приращения реактивной мощности электростанции в начальной фазе процесса регулирования и запоминает знак приращения на весь цикл регулирования реактивной

35 мощности. При этом сигнал выхода связан с сигналом на входе у следующим соотношением: у > О, если х > а у= О, если /х/ < /а/

40 у <О,если х< -а

Величина а определяет зону нечувствительности, необходимую для обеспечения работоспособности устройства.

На выходе схемы сравнения 7 сигнал

45 пропорционален разности заданного значения реактивной мощности и текущего значения реактивной мощности генератора. На вход блока 5 поступает сигнал, пропорциональный суммарной реактивной мощности

50 электростанции.

Блоки 1, 2, 5, 6 являются общестанционными блоками, блоки 3, 4, 7, 8, 9 — индивидуальными для каждого генератора электростанции, 55 Регулирование реактивной мощности электростанции осуществляется следующим образом.

В стационарном состоянии, когда отсутствует регулирование суммарной реактивной мощности электростанции, выходными

1656634 контактами блока 2 разомкнуты цепь дополнительного сигнала в сумматор АРВ и цепь фиксации знака приращения реактивной мощности электростанции. В этом же режиме текущее значение реактивной мощности генератора соответствует заданному значению, на выходе схемы сравнения 7 сигнал равен нулю, равен сигнал нулю и на втором входе блока 8 произведения. Выход блока 8 — нулевой и положение установочного устройства APB — уставка АРВ по напряжению соответствует заданному уровню напряжения, Регулирование суммарной реактивной мощности электростанции в;.редлагэемом устройстве возможно только посла определения знака приращения реактивной мощности электростанции, г,е. знака статизма нагруэ .чой характеристики алек тростанции. Тако - положение достигаегся тем, что при разомкнутых конгак.ах блок; 2 сигнал на выходе блока 6 нулееои и соответственно, вне зависимости от наличия сигнала на выходе блока 7 отсутствует сигнал на выходе блока 8 произведения, По команде "Запуск" выходными контактами блока 2 в сумматор АРВ с выхода блока 3 подается дополнительный сигнал, который приводит к повышению напряжения.

Изменение уровня регулируемого напряжения приводит к изменению напряже ния на шинах электростанции, к изменению реактивной мощности. При изменении реактивной мощности появляется на выходе блока 5 сигнал, величина и знак которого соответствуют величине и знаку приращения реактивной мощности на шинах элекгростанции относительно значения реактивной мощности в предшествующем режиме, т.е. в режиме перед подачей дополнительного сигнала в АРВ, Блок 6 фиксирует знак приращения и запоминает знак приращения на весь период регулирования реактивной мощности. В зависимости от знака приращения сигнал на втором входе блока 8 произведения равен+1 или -1.

Пусть при подаче дополнительного сигнала имеет место повышение выдачи реактивной мощности Л 0> О, В этом случае сигнал на выходе блока 6 равен +1 и полярность сигнала на выходе схемы сравнения 7 пл юсоеэя.

В ЭТОМ СЛУЧЭЕ, ЕСЛИ Озад < Отек, ТО уменьшение сигнала рассогласования будет достигаться за счет уменьшения уставки

APB по напряжению за счет уменьшения напряжения.

ЕСЛИ Оэад > О1ек, ТО УМЕНЬШЕНИЕ СИГНдЛЭ

5 рассогласования будет достигаться за счет повышения напряжения, за счет увеличения уставки APB по напряжению.

При работе электростанции на падающей ветви нэгрузочной характеристики по10 да: а дополнительного сигнала е АРВ приведет к уменьшению выдачи реактивной лощности h О < О, В этом случае сигнал на выходе блока 6 равен -1 и полярность сигнала на выходе блока 8 произведения противоположна полярнос-и сигнала на выходе ,: Темы сравнения 7.

В ЭТРМ СЛУЧаЕ f РИ Оэад < Отек УМЕНЬШЕ ние сигнала paccoãëàñoâàíèÿ будет обеспечиват .,Ся за с-«- т повышения напряжения. Эа

20 с,«Т увеличения устаеки АРВ по напряжении. При О,ад - Отек уменьшение сигнала рассоглзсовэнит будет обеспечиваться за счет уменьшения с,.гнала напряжения, за счет снижения уставки АГВ по напряжению, 2!=. Предла аемое техническое оешение позволяет осуществить ре улироеание реакт ной мощности электростанции во всем диапазоне схемчо-режимных условий работы электрической сети. при этом ис отючает1о ся неконтролируемый рост реак.иеной мощности и предотвращается нарушен е устои"и . ости генераторов.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования суммарной реактивной мощности энергообьекта, согласно которому измеряют фактическое значение суммарной реактивной

40 мощ ости. сравнивают его с заданным значением, определяют знак и величину рассогласования и изменяют возбуждение генераторов энергообьекта в с орону уменьшения рассогласования, о т л и ч э ю45 шийся тем, что, с целью предотвращения нарушения устойчивости генераторов, в начале цикла регулирования суммарной реактивной мощности увеличивают возбуждение генераторов на заданную величину, фиксиру50 ют знак приращения суммарной реактивной мощности энергообьекта и, если знак приращения положительный, то изменяют возбуждение генераторов в соответствии со знаком рассогласования, а если отрицатель55 ный, то изменение еозбу.кдения осуществляют с противоположным знаком.

1б56634

П.О

gP

07

Составител ь В. Клеще н ко

Редактор В. Фельдман Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид

Эакаэ 2311 Тираж 338 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101