Устройство для автоматического распределения активной мощности между гидроагрегатами гидроэлектростанции

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на гидростанциях, привлекаемых к ограничению перетоков. Цель изобретения - повышение надежности работы энергосистемы со слабыми связями путем улучшения динамики процесса ограничения по слабым связям. В основу изобретения положено разделение мощности, заданной автоматически управляемым гидроагрегатом, на две составляющих - медленно и быстро меняющиеся. Медленно меняющаяся составляющая заданной мощности определяется путем скользящего осреднения ее за выбранные равные периоды времени. Быстро меняющиеся составляющая определяется как разность между заданной мощностью и ее медленно меняющейся составляющей. Распределение медленно меняющейся составляющей между управляемыми гидроагрегатами осуществляется по известным экономичным критериям, распределение быстро меняющейся составляющей - пропорционально располагаемым регулировочным диапазонам мощности управляемых гидроагрегатов, Располагаемые регулировочные диапазоны мощности гидроагрегатов определяются как разность между верхним и нижним предельно допустимыми значениями их мощности и экономично заданными значениями мощности, полученными в результате экономичного распределения медленно меняющейся составляющей заданной мощности. 2 ил. сл с

! (1I < (rlf f и f II <

< . Я flf.> lip<: l И lf !,I! ÈÕ

Рf (IIYF.!!È1 !

sffs Н 02 J 3/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ 1ЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4665385/07 (22) 10.02.89 (46) 07.10,91, Бюл. М 37 (75) В. Л. Федоров (53) 621.316.728(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР йг 604117, кл, H 02 Р 9/04, 1976.

Авторское свидетельство СССР

N 1332456, кл. Н 02 J 3/46, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАСП РЕДЕЛ Е НИЯ АКТИВ НОЙ МОЩНОСТИ МЕЖДУ ГИДРОАГРЕГАТАМИ

ГИД РОЭЛ Е КТРО СТАН ЦИИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на гидростанциях, привлекаемых к ограничению перетоков. Цель изобретения — повышение надежности работы энергосистемы со слабыми связями путем улучшения динамики процесса ограничения по слабым связям. В основу изобретения положено разделение мощности, заданной автоматически управ-. ляемым гидроагрегатом, на две составляюИзобретение относится к электротехнике, в частности к управлению режимами энергосистем по активной мощности, Целью изобретения является повышение надежности работы энергосистемы со слабыми связями путем улучшения динамики процесса ограничения потоков мощности по слабым связям за счет выделения быстро меняющейся составляющей мощности заданной гидроэлектростанции и распределения этой составляющей между

„„SU ÄÄ 1683124 А1 щих — медленно и быстра меняющиеся, Медленно меняющаяся составляющая заданной мощности определяется путем скользящего осреднения ее за выбранные равные периоды времени. Быстро меняющиеся составляющая определяется как разность между заданной мощностью и ее медленно меняющейся составляющей. Распределениее медленно меняющейся составляющей между управляемыми гидроагрегатами осуществляется по известным экономичным критериям, распределение быстро меняющейся составляющей — пропорционально располагаемым регулировочным диапазонам мощности управляемых гидроагрегатов.

Располагаемые регулировочные диапазоны мощности гидроагрегатов определяются как разность между верхним и нижним предельно допустимыми значениями их мощности и экономично заданными значениями мощности, полученными в результате экономичного распределения медленно меняющейся составляющей заданной мощности. 2 ил. гидроагрегатами пропорционально их регулировочным диапазонам мощности.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг, 2 — возможный вариант выполнения функциональной схемы блока экономического распределения, Устройство содержит первый станционный сумматор 1, станционный ограничитель

2, станционный блок 3 осреднения. станционный блок 4 экономичного распределения, второй станционный сумматор 5, станционный блок 6 выбора сигнала па его знаку, 1683124 третий станционный сумматор 7, четвертый станционный сумматор 8, ограничитель 9, первый агрегатный сумматор 10, второй агрегатный сумматор 1), третий агрегатный сумматор 12, первый агрегатный блок 13 деления, второй агрегатный блок 14 деления, первый агрегатный блок 15 умножения, второй агрегатный блок 6 умножения, Функциональная схема блока экономичного распределения 4 содержит пятый станционный сумматор 17, станционный делитель 18, интегратор 19, функциональный преобра зователь 20.

Входным блоком устройства является первый станционный сумматор 1, первый и второй входы которого предназначены для подключения к выходам задатчиков соответственно плановой и неплановой составляющих заданной гидроэлектростанции мощности. Выход сумматора 1 присоединен к первому входу станционного ограничителя 2, а второй и третий входы предназначены для подключения к датчикам соответственно верхнего и нижнего предельных значений мощности гидроэлектростанции. Выход ограничителя 2 соединен с входом станционного блока 3 осреднения, а также с первым входом второго станционного сумматора 5. Выход блока 3 осреднения подключен к входу станционного блока и экономичного распределения, и, кроме того, к второму входу сумматора 5, Каждый из и выходов блока 4 присоединен к первому входу соответствующего агрегатного ограничителя 9. Выход сумматора 5 подключен к входу станционного блока 6 выбора, имеющего два выхода. Первый и второй выходы блока 6 присоединены к первым входам и соответственно первых и вторых агрегатных блоков 15 и 16 умножения.

Вторые и третьи входы агрегатных ограничителей 9 предназначены для присоединения к датчикам соответственно верхних и нижних предельных значений мощности каждого из и гидроагрегатов. К этим же входам присоединены первые входы соответственно второго 11 и третьего 12 агрегатных сумматоров, а к вторым входам этих сумматоров подключены выходы агрегатныхограничителей 9, к которым присоединены также первые входы первых агрегатных сумматоров 10. Выходы сумматоров 11 и 12 соединены соответственно с первыми входами первого агрегатного блока 13 деления и входами станционного сумматора 7 и с первыми входами второго агрегатного блока 14 деления и входами четвертого станционного сумматора 8. Вторые входы блоков

13 и 15 присоединены к выходам соответственно третьего T и четвертого 8 станционных сумматоров. К выходам первого и второго агрегатных блоков 13 и 14 деления присоединены вторые входы соответственно первого 15 и второго 16 агрегатных блоков

5 умножения. Выходы блоков 15 и 16 подключены соответственно к второму и третьему входам первого агрегатного сумматора 10.

Блоки, образующие предлагаемое устройство, выполняют следующие функции.

10 Сумматор 1 формирует мощность, заданную гидроэлектростанции, Р » как сумму ее плановой рс13пл и неплановой Р«знп составляющих, поступающих от соответствующих задатчиков.

15 Станционный ограничитель 2 пропускает без,изменения заданную мощность, если она не выходит за режимные пределы мощности гидроэлектростанции, т.е,, Р«пн <

Р,» Р«пв и ограничивает эту мощность

20 верхним пределом Р«пв или нижним Р«пн пределом, если она за один их этих пределов выходит.

В станционном блоке 3 осреднения определяется значение медленно меняющей25 ся составляющей мощности, заданной гидроэлектростанции. Метод ее определения путем скользящего осреднения за выбранный период времени Т последовательности мгновенных значений заданной

30 мощности, зафиксированных через отрезки времени Л t, являющихся равными долями периода Т, изложен.

Медленно меняющаяся составляющая заданной мощности Р«з поступает на

35 вход станционного блока 4 экономичного . распределения мощности между управляемыми гидроагрегатами. Блок 4 распределения формирует значения экономично задаваемых гидроагрегатам мощностей

40 РИ31К . Структурная схема возможного для э использования в предлагаемом устройстве более совершенного, чем в известном варианте, станционного блока 4 экономичного распределения приведена на фиг. 3. Блок 4

45 в этом варианте представляет собой следящее устройство, осуществляющее слежение суммы .экономично задаваемых управляемым гидроагрегатам мощностей Рз1«к

50 за медленно меняющейся составляющей мои ности, заданной гидроэлектростанции, Р » . В сумматоре 17 выявляется отклонениейР«1 =Р«з1 - q Р,»1к . м м»4 э

В станционном делителе 18 осушествляется деление этого отклонения на число Z управляемых гидроагрегатав, Полученная агрегатная доля этого отклонения поступает на вход интегратора 19, выходная величина котаро1а предс1авляет собой при данной структуре блока 4 значение относительного прироста gрасхода воды гидроагрегатов,,В функциональных преобразователях 20 в каждом из и которых воспроизведены об- 5 ратные характеристики приростов расхода воды гидроагрегатов P,=f(q), формируются значения экономично задаваемых гидроагРЕГатаМИ МОЩНОСтЕй Pa»1K, КОТОРЫЕ Паз ступают на агрегатные входы сумматора 17, 10 а также на Выход блока 4.

В сумматоре 5 осуществляется определение быстро меняющейся составляющей мощности, заданной гидроэлектростанции, путем вычитания из последней ее медленно 15 менЯюЩейсЯ составлЯюЩей Pc»=-. Рс1эМ

"Рсlз

В блоке 6 выбора определяется знак быстро меняющейся составляющей, которая выдается через первый выход блока при 20 увеличении мощности гидраагрегатов

Ю, (Рс1з > О) И ЧЕРЕЗ ВтарОй ВЫХад бЛОКа ПрИ уменьшении мощности (Pc» < 0)).

В станционных сумматорах 7 и 8 выполняется суммирование располагаемых регу- 25

ЛИрОВОЧНЫХ дИаПаЗОНОВ Ра1рдв1к И Раlрднlк управляемых гидроагрегатав в направлении увеличения и уменьшения их мощности.

Выходной величиной сумматора 7 является

30 сУмма Ра1рдв1к, а сУмматоРа 8 — сУмма

Раl рдн l к.

Блоки, образующие агрегатные узлы ус. тройства, выполняют следующие функции, Агрегатный ограничитель 9 пропускает без изменения экономично задаваемую гидроаГРЕГатУ МОЩНОСТЬ Ра1э1К, ЕСЛИ ОНа НЕ ВЫэ ходит за установленные пределы мощности

Раlпнlк Pa»1K «Ра1пВ1к и Ограничивает э свою выходную величину тем пределом, за.

КОТОРЫЙ ЕЕ ЗНВЧЕНИЕ РаlзlК = РаlзlК э м шло. В первом агрегатном сумматоре 10 определяется сумма составляющих задаваемой гидроагрегату мощности

Ра1зlК + Ра»1 =Р аlзlк.

Быстро меняющаяся составляющая задаваемой гидроагрегату мощности представляет собой результат умножения быстро меняющейся составляющей мощности, заданной гидроэлектростанции, на коэффициент долевого участия гидроагрегата а в б

Ра1зlК Ка1дув1К " Рсlз еСЛИ Рсlз > 0 И Ра1з1К=

Ка1дУН1К . Рс1з ЕСЛИ Рс1з < О. ЭТО уМНОЖЕние выполняется в блоках умножения соответственно 15 и 16. Коэффициенты долевого участка, определяемые как результаты деления располагаемога регулировочного диапазона мощности гидраагрегата на сумму таких диа1газанав управляемых гидраа111В

1агаВ

Раlрдв l к

Ка1дув1к = — - - " Г

Раlрдв1к

Раlрднlк

Кв1дунк — — -- — —g Рвlрднlк

I вычисляется в блоках 13 и 14 деления саатвет1

СГВPННО. ЗНВЧЕНИЯ Q Ра1рдвlК Рвlрдн lк

1 1 поступают на вторые входы блоков деления соотве1сгвенна с выходов сумматоров 7 и 8, Значения распалагаемых регулировочных диапазонов мощности гидроагрегатов, поступающих на первые входы блоков 13 и

14 деления, формируется Во вторых 11 и третьих 12 агрегатных сумматорах, как разН ОСТИ Ра1удвК=-РаlПВ-Раlэ 1 К

М и

Раlрдн 1к=Раlэlк Раlпн lк сООтВетстВенно, Предлагаемое устроЧ1ство оабатает следующим образам, В установившемся режиме (в статике) значение заданной гидроэлектростанции

МащНОСтИ Рс1э На ВЫХадЕ бЛОКа 1 НЕИЭМЕНна, и если оно не выходит из режимных пределов мощности гидроэлектростанции, то с ним совпадает значение ме11ленно меняющейся составляющей Рс» заданной мощности на выходе станционного блока 3 асреднения, и следовательно, значение быстро меняющейся на выходе сумматора 5 и станционного блока 6 выбора составляющей равно нулю, Значения медленна меняющихся составляющих мощностей, задаваемых гидроагрегатам, полученные с выходов блока 4 экономичного распределения в результате распределения медленно меняющейся составляющей мощности, заданной гидроэлектростанции, также неизменны, а значений быстро меняющихся составляющих мощностей, задаваемых управляемым гидроагрегатам на выходах агрегатных блоков умножения 15 или 16 нет.

Значения располагаемых регулировочных диапазонов каждого из управляемых гидро- агрегатов на выходах агрегатных сумматоров 11 и 12 сумм этих диапазонов, а также коэффициентов долевого участия гидроагрегатов на выходах блоков деления 13 и 14 определенны и неизменны.

В переходных режимах (в динамике) в устройстве происходят следующие процессы, При изменении заданнои t идроэлектростанции мощности значение ее медленно меняющейся составляющей начинает изменяться и, следовательно, на выходе станционного сумматора 5 возникает быстро меняющаяся составляющая. Соответственно изменяются.и медленно меняющиеся составляющие на выходах станционного блока 4 экономичного распределения и располагаемые регулировочные диапазоны гидраагрегатов на выходах агрегатных сумматоров 11 и 12, и, кроме того, возникают быстро меняющиеся составляющие на выходах агрегатных блоков 15 и 16 умножения, Если первое изменение заданной мощности остается единственным, то процессы во всех блоках устройства затухают, быстро меняющиеся составляющие исчезают и задаваемые гидроагрегатам мощности приобретают новые установившиеся значения, определяемые только новым значением заданной гидроэлектростанции мощности, Если изменение заданной гидроэлектростанции мощности имеет устойчивый характер, то и процессы во всех блоках устройства не прекращаются до наступления нового устойчивого режима заданной гидроэлектростанции мощности, При изменении состава управляемые гидроагрегатов и неизменном значении заданной гидроэлектростанции мощности происходит перераспределение этой мощности внутри нового состава управляемых гидроагрегатов и, соответственно, изменения располагаемых регулировочных диапазонов и коэффициентов долевого участка гидроагрегатов без возникновения быстро меняющихся составляющих.

В предлагаемом устройстве реализован новый принцип распределения заданной гидроэлектростанции мощности между управляемыми гидроагрегатами: вместе известного принципа раздельного распределения плановой и неплановой составляющих предложено разделение суммы этих составляющих на образованные по другому

=временному критерию медленно и быстро меняющиеся составляющие (также с раздельным их распределением). Распределение медленно меняющейся составляющей подчинено условию оптимального расходования энергоносителя, которое не требует быстроты реализации. Распределение быстрой составляющей подчинено условию наибыстрейшей реализации всех изменений заданной мощности при сохранении с постоянства динамических характеристик совокупности управляемых гидроагрегатов, являющейся управляемым объектом в системе ог раничения Il01оков мощное и пп <. Il3 бым связям, Существенной особенносгью предл;на емого устройства является быстрое распре

5 деление всех изменении заданной мощности независимо от источников их воз. никновения, Это важно в современных условиях, когда все гидроэлектростанции, играющие существенную роль в ведении ре

10 жима энергосистем по активной мощности, работают в резко пиковых режимах, задаваемых оперативным персоналом энергосистем.

Формула изобретения

15 Устройство для автоматического распределения активной мощности между гидроагрегатами гидроэлектростанции, содержащее станционный блок экономичного распределения мощности между гид20 роагрегатами и и агрегатных узлов по числу установленных гидроагрегатов гидроэлектростанции, каждый из которых содержит первый агрегатный сумматор, выход которого предназначен для подключения к входу

25 следящего устройства управления мощности гидроагрегата, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы энергосистемы со слабыми связями, путем улучшения динамики процесса ограничения

30 потоков мощности по слабым связям, дополнительно введены станционный ограничитель, станционный блок осреднения, четыре сумматора и блок выбора сигнала по его знаку и в каждый из и агрегатных узлов

35 — агрегатный ограничитель, два сумматора, два блока деления и два блока умножения, причем первый вход станционного ограничителя подключен к выходу первого станционного сумматора, первый и второй входы

40 которого предназначены для подключения к выходам задатчиков соответственно плановой и неплановой составляющих заданной гидроэлектростанции мощности, а второй и третий входы станционного ограничителя

45 предназначен для подключения к датчикам соответственно верхнего и нижнего предельных значений мощности гидроэлектростанции, вход станционного блока осреднения подключен к выходу станцион50 ного ограничителя, а выход подключен к входу станционного блока экономичного распределения и к второму входу второго станционного сумматора, первый вход которого присоединен к выходу станционного

55 ограничителя, а выход соединен с входом станционного блока выбора, первый и второй выходы которого подключены к перв ам входам каждых соответственно первого и второго агрегатных блоков умножения, в .— рые входы которых присоединены к выхо

8p88QP7H узвар

cmpocicm

Ю спеВащееУ

ycmpuucmey упра вбниЯ g<> /

МОЩ нОсн1ьЯ / Й 1 дам соответственно первсн п и второго агрегатных блоков деления, первые входы которых подключены к выходам соответственно второго и третьего агрегатных сумматоров, первые входы которых присоединены соот- 5 ветственно к предназначенным для подключения к датчикам соответственно верхнего и нижнего предельных значений мощности гидроагрегэта второму и третьему входам агрегатного ограничителя, а объединенные 10 вторые входы подключены к первому входу агрегатного сумматора и к выходу агрегатного ограничителя, первый вход которого соединен с cool властвующим выходом станционного блока экономичного распределения, причем второй и третий входы первого агрегатного сумматора присоединены к выходам соответственно первого и второго агрегатных блоков умножения, вторые входы первого и второго агрегатного блоков деления подключены к выходам соответственно третьего и четвертого станционных сумматоров, входы которых присоединены к выходам соответственно второго и третьего агрегатных сумматоров для каждого иэ и гидроагрегатов, 1683124 бпокаи У ГАЗ-:

&окан Ю /A2-:и олокам ТГА2--о

&омам ЦГА2Ь и

К блокам!4 ГИУ И

0m бпокод ff ГАЙ+й

От блоио6 Й Гни

@<8 (продотнвние) 1683124

От станционноао осребиейия

Корректор Т.Малец

Редактор О.Хрипта

Заказ 3419 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113635, Москва, Ж-36, Раушская наб., 4/5

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

Маьрегатноиц оарани читеяь

ГА/

Составитель К,Фотина

Техред М.Моргентал

Ка грЕаамнОюд оьрйниыателй