Способ дозировки управляющих воздействий при аварийном набросе активной мощности
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для противоаварийного управления в энергосистеме в случае аварийного разделения шин электростанции и выделения отдельных групп генераторов с аварийным набросом мощности на линии электропередачи. Цель - повышение точности дозировки управляющего воздействия при учете реальных динамических характеристик электропередачи. Для достижения указанной цели формируют основной сигнал на разгрузку А Р. вычисляют текущее значение производной активной мощности dPfl/dt, в момент достижения его нулевого значения фиксируют значение активной мощности электропередачи Рлм и формируют дополнительный сигнал на разгрузку ДР2. Определение А Р2 производится по аналитическому выражению, устанавливающему линейную связь между ДР2 и Рло, Pi. Рлм, где Рло - значение активной мощности в предаварийном режиме, Pi - наброс активной мощности . 3 ил., 1 табл. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИК
СОЦИА/ ИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
1704226 А1 (51)5 Н 02 J 3/24
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕВЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР . (21) 4812318/07 (22) 14.03.90 (46) 07.01.92. Бюл. N. 1 (71) Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения и Территориаль. но-производственное обьединение энергетики и электрификации "Тюменьэнерго"
1 (72) В.Л.Невельский, М.А.Эдлин, Ю.П.Сурин и Е.В,Шабарин (53) 621.316.925 (088.8) (56) Иофьев Б,И. Автоматическое аварийное управление мощностью энергосистем. — M.:
Энергия, 1974, с. 191-228.
Шмелькин Б.M. Упрощенная методика оценки динамической устойчивости слабых межсистемных связей сложных энергообьединений. — Труды НИИПТ, 1977, вып. 26, с.
3-20. (54) СПОСОБ ДОЗИРОВКИ УПРАВЛЯЮ ЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ПРИ АВАРИЙНОМ
HASPQCE АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для противоаварийного управления в энергосистеме в случае аварийного разделения шин электростанции и выделении отдельных групп генераторов. с аварийным набросом мощности на линии электропередачи.
Для фиксации аварийного наброса активной мощности и для дозировки управляющих воздействий используются ряд способов, которые позволяют по предава(57) Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для противоаварийного управления в энергосистеме в случае аварийного разделения шин электростанции и выделения отдельных групп генераторов с аварийным набросом мощности на линии электропередачи.
Цель — повышение точности дозировки управляющего воздействия при учете реальных динамических характеристик электропередачи. Для достижения указанной цели формируют основной сигнал на разгрузку Л Р, вычисляют текущее значение производной активной мощности dPn/бь в момент достижения его нулевого значения фиксируют значение активной мощности электропередачи Рдм и формируют дополнительный сигнал на разгрузку Л Р2. Определение Л Pz производится по аналитическому выражению, устанавливающему линейную связь между Л Р2 и Рло Р1, Р, где Рло— значение активной мощности s предаварийном режиме, P1 — наброс активной мощности. 3 ил., 1 табл. рийному режиму, по изменению режимных параметров, по величине аварийного возмущения определить интенсивность, тяжесть аварийного перехода и, в соответствии с рассчитанными ранее предельными условиями — установить величины дозировки управляющих воздействий. Фиксация аварийного наброса и идентификация интенсивности аварийного процесса в ряде случаев может привести к сущес1венному. снижению точности выбора УВ и к снижению эффективности противоаварийного уп1704226
Определим нее":ходиков значение рл".Гр эки злектГ ".и: ре1зч11 Л Р2, Оitccllcчиез ю
Щ,„е устot чиоо.". f .: Услози= п.„.едеяьного t.ереходл соответствует раве;:. 1оу г.-ot, здок ускорения $1 и 5 топмс>кениf . $2. P,лт сг УчаЯ Р1> Рл,л имеем М/х S1-— - j (Р1-P,, sittb}dS, do+ $2 = 1 (1 2 Р -м в1п д) 0$ Из условия Sl — S2 эопучаем (1) 10 Рлм СОЬ дг — Рг (:.-./2 — д2 ) = = P1 (2т)2 — дз) Рлм cos до °. (2) Рло где д =агс Гп —.=-о— Рг дг =- агсз)п - —— алм S1= Pl{01 — д). — Pf (C0S ät — CC!Sг.о ), S2 —— Р.. (с;3. +ms@)— — P1 (л/2 — д1 ) — Р2 (л /2 — дг ), (3) 30 Р1 где д, =-arcsifl-- —. Р- Равенство $1 = $ гтозволяет определить значение ЛР2 11р варьировании Р1. Р,, Рл . На фиг.2 г рец а .лены зависимости Л Р2, построенные для различных соотношений Рло и Рлм при взрьчрс:ванин всличины Р1. Существенно яигейный характер этик зависимостей поэво»тяет- воспользоваться ЛИНЕЙНЫМ СОЬН .О.ЗЕНИЕ14 дЛя СПрЕддлаНИя функции ЛР2. Ез анализа рзсчетных дан. ных имеем: ЛР2 0,á8 Рл - О.7 Рло+ + K(P1- Р, ) (4) при Pt> Pnu К -= 1 9, 11ри Р1< Рлч К = 2.45. 5г. В таблице -тр..=: енн результаты расчета ЛР с 1спо ь.-эо-ние»м точных оыра>кений (2), 13) и " иСпо;,ьзоознием приближенно: л" е".ной -г ормы (4), о озсчете принято, ч f э Р,, = 1. УСПОЗ1гв (2) По ООЛ Ет СПрддЕЛИТ Ь ЗНаЧЕНИЕ Р2 = Г(Р1, Рлу, Рло) ДНаЛОГИЧНО ДЛЯ СЛ>ЧЗЯ Р1< Рлн (б) полУ.з."1 Диапазон знлче н и Р1 ofpatft"ivi: величинои tfa5poca, при к.;го";:..1 ус го;: .. косTI ПЕрЕХОдНОГО ПрОц.CCЛ . г..е-. быт б;":С.f e чена только Г. ззГрузкой э; ..;:тр, ft:. ;),,",. II1 Ifç осю сcличинунабpo!-з,;." Р; = Р1. Г1 .. дзлг-нейц1ем увеличении P l УСТО..-.ивосп: динаМИ IPСКОГО ПОРОХ l",З I<ЕОOЭMО>ХНП обеспечить при вводе УВ рассf-ta Tðfta!IPI",ocо вида. Анализ предстлвлсн «их результзтоо свидетельстсует î Qoï; cò .мос1и t"f;ão lt:toвания формы (4) для оп р".дзл-Hия дозировки управляющих воздейс гplfé. На фиг. 3 предстл1 л.- нз прин;,ипнальная блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ доэиро.»ки управляющих во действий. Устройство содер Выход датчика мощности под:<люнен к входам блока 2 производной актив гой мощности и к входам блоков 3 и 4 эзпом:tHattttft. Выход блока 2 производной ctfë Q åí на вход компарз орз 5 с зоной не«;acff Iпельности, выход которого подклгоч=;и нз управляющий вход блокa 4 злпоминзн я, Сигнал о величине нлброса мпщн=ст.1 при возникновении аварийной ситуации рьг, Ооступлет H, t Bx0A компараторз 5 и нл паров.й вход сумматора 9. Выход ко"",Г1лрлто1 з 5 подсоединен к управляющему вход блока 3 запоминания, выход которого подкл,оче,» к. второму оходу c>ìëtaòoipa 8, Ita flapBI и вход которого поступэет сигнал установки У. Выход сумматора 8 подклю ен к второму входу сумматор» 9 и к перв, .:у входу су1. моторз 10. Выход блока 4 загсам. и: нил подкгчочен к вторым входам с ммзторо"! 10 и 1 1. В цход суммзтора 10 подклю ен к в>.оду переключл1еля 12 и к входу t,of;пзp,il: рз 7, выход КОТОРОГО ПОДСОЕДиидtt t УРРЗВЛЯЮГЦЕ".1Ó BXOду переключл1еля i2. Первь и ll второй выходы переключател 12 подсоединены соответственно к третьему и четвертому входам сумматора 11, Сигнал выхода сул мзторз 9, усиленный блоком 13, соответствует величине первой ступени разгрузки Л Р1. Сигнал выхсдо сумматора 11, усиленн и блоком 14, со10 оетс1вует величине второй ступени разгрузки Л Рг. ЬЛОК 3 ЭЛПОМИНaift ОГЕСГ.Е ИОЛдт 3aftOминан11д величины в>,it,",чоГО с11гttafia Pft o 1 704220 С10 = PI - Рл((. Р1 - Pwb = PI. и „: =;;3 iI,., ри и н о м реук,,.:: — Р „,-; ;;. o:- . 4 э 3 г(ог М(° (НИ". O "ГСПЕ«;;3..:- ", Эа "<О . «",ИЕ М!КСИ м()льно(. Велич-.ны C (ока ". ;,, *Ости г о ЗЛ= КТР. (ЕРЕД Е С а, . О.- . ПРО„:CC sÅ () Знг (c (((:< — P;, э;г ;л",((::.-(и:: (i o! H -! э си(гHc is 3 Рп fiOC7 :Т(,O! I С i ii Вхл7 Г 1) (.ЛОТО. 1 < И 4, пр! ((схо. Ут 1 ри 1 о);Br,. H .4(/ с((г(!зла На управ/!яющем е .Од . ;во(Fñ,|с ю(ц"-f О бло кз эапол1!лнз(((л.(, П:.() =кл;й (атель 12 vомл(ути, .уст Входной сиг((;. .: ;* Один и=. Двух своих вых7дсз; сигнал и !1 -:л е:."-(11(A поступ(ет и з лпр" .1дю а 1 ву -., -. -.;; . « °,.(д Уставкз У сот-:. - icl=-у=(расчетной вели,(лне предела ггс(-, ..Ccoft!.A vo.). Гости Р(.-ед. К(уэл1фи ":.ент!.: у:.",;".-"„и: по входам cyt".. (зторов р-вны. су..;,3Tcp () — t« p3btй вход К = (6,72, вто(, .:;-.Хо v = 0,2(с<, суГмматор 9 — г ервый вход К = 1, второ:и сход К = -1; суммз1 io 10 — первый вход К вЂ” -- 1, BTGpoA вход К - --1; сум, ., тор 11 — первый Вхо,"., К =--0,7, Вто1сой ;ход (;0,68, трети((вхОД К =- 1,9, „,s<ВЕрть.-й В.-(д К = 2,45. Устр,. Acтво, р;.-.:.;,.".=-у ощ-=.е предлаг:.емь|й с((. с()О, работает следующ(- и образом. Пр, оэник:-о"-,.;:. ава! : (Horo небаR3HCc МОЩНОСТИ, ГЫ ВЛЯЕМОГО В flРОЦЕССТъ разде,1ени шин алехтрйстзнци((и выделении гру(lr(bf генераторов с сjjt (! iзpHQA л(осцностью (-(,.; на злак(рог, ..;:,Одз (у, сигнал, прйпорц((ональнь(Й г((э, Г(осТУ):ая на вход ко(,;.пзрз,ора 5, г,рис".::(r к (рзбз(ыванию. Си:.нал!i3 г,ыхода Kob (ратора 5, пос--упая на упр, :-...;;(Огд«м вх(7,-, ° пока 3 за((ол((,HBH(iÿ, об.cr("<.! sает зепом,н(ание г(РеДаоаРи((ной 33 ру=:: „-лектропер.;;эчИ Рл . СигHdr i bixo да блока 5 запо Ливан.ля (ле и сиГнал уставки У = Рпред поступа(от нз riыходы сум(13тора 8. Сигнал нз вых;д(< су::. 3(op I 8 r! ропорционален аor ичине Р(= 0,719 Р вел (0281 Рло Си, нал ь. хода сумл-:,.-;!.,".3 9, на в=од кгтороГО 1 Осту(13 от си; :;:.л . е (1 (l, пf7ortopigAo H3POi(В: ЛИЧИЧЕ Сигнал вь хода блока 13 соэ(гетствует необхо.-имой вал((чи(;е р:.;. f"ó3!;A з.ектростзнци;< в f омент Рэн, кновен(ля:; зрийного на.)роса мощности П(э(роз,".Нэации (3. г;. эк .:.:!.:.кт, "г. Оздз4 Ч б(" .f " - : I, 7 В О, Н, C (: ((! О - . (7 " "; (! I (Р Т К Л Юзче-i ие (эс1и Ге H, p rc ; 33 ве: ;. ie HoA Гру((п(! tf3 Л i 1) вели -и((3 р .зль((ОГО H;i (. (OC(l t O!ЦНОСТИ ff3 ЭЛЕ! (P()П(. ()ЕД. 2 !" СО" ставит 3!iз (ение Р(--. t! b — ЛР(, .")1о 3H3H. f(( Р(;р;л и зн „ .;;ии ft)s: ДасаРийной эагРУзк!л эл» .трОпере/; !А Рле, 10 Сигнал выхода бло(са 2 соответствуег те(;ущс(лу э !3Hå(ию г((7оуэзодной активftO(", t1O" НОС I (s 3 Ii.::i, Гро I,"I7t i"s(((И. П1 и ПроХО:.:;ÄOH ЛИ Г((>,)И Э ВОДН ПИ ((O()q((OCT (1 (Е Р . . Э нулевое =H3÷: нпе происход(!7 срайать(сз15 t<(ic. K0!.<((3p:)Tofo3 6, CNl tiа:rл выход:3 t .ot(пзp3rop3 С. по.гупая !,а управля>ощ.;и сход блоха 4 заг(о. инания, озссп:.- .извет запоминание входного сигнала бгоv3 4, соотватствуio(го рассиатриваел .о:лу моменту 20 времени — P», Сигнал на ((ь(ходе блока 4 соотвстствуст экстрам- !ьному значени(о а!.тивной мо(ц:<ости r(o электр)передаче В аварийном перех дчом проц.".ссе Рлм. Си(((ал на Выхода 25 сумматора 10 С(о соотве!Стлус(т величине При С(е> 0 сигнал нв выходе компаратор ЗО 7, подкл(очен((о(О на выход сумматора 10, отсу ствует, Пр.< отсутствии c,,fH3ë3 на управляющем сх(7де переключагеля 12 Вход переклю (ателя соединен с ri рвым выходом rif реключателя. 35 При С,о< 0 появляется сигнал на выходе Iiot-Io3,)3TUp3 7. При пояслснг; сигнала на упр.-"вляющем входе переклю f3rr ля 12 происходит пере:оммутация в f(c;loêfHã(3òåëå; рзэрывается цепь вход — первый выход и 40 образуется цспь вход-втог эй выход, Таким обр, эо:1, в ззсисимосп; оТ соо! ношен(лй веl(;1 ..н P(и Рл, сигнал выхо, 3 сумматора 10 прпсутствует или на перво;-;, или на второл1 в1.(у.оде псрекл очателя 12. 45 На входы сумматора 11, огличпtob(èocÿ рзЭЛИЧНЫМИ КОО:.((,.«л(Лц(ЛЕНТЛ(Л((у=ИЛЕНИя, ПОСТУПВЮт СИГНа .I . Рл (;Оз",ф((Ц((ЕНТ УСИЛния K = -0,7) Рлн (козф! ициент усилен; я :;o, 3 К=ОД}, PI- P»,(п .1 Р! Р с "л 50 п()сту((зет на третий вход сумматора с коэфф.(цие((том усиления V. =- 1,9, пр(л Р(< Рл(( си(нзл поступает на четв ртый вход сумматора 11 с ко=>: I ициентом ус((лсния К = 2,45), Сигнал на Выходе суммз1орз 11 пропОрцис55 пален в-личине Л Р2 0,6(. Рлч - 0,7 Рло - Е, Р1 - Рлч) t(P 1 Р1 Рл!(К" 1,9,,n(> Р1< Рл((К ?,45. 1704226 Р1 - 0,72 Рлм + 0,28 Рло. Ь Р1 = 1(нб Р1) 50 Иэ анализа последнего соотношения видно, что при Рпред > Рпред всегда Ч Рлм > Рпред. Следовательно, когда в реаль- 55 ном процессе характеристики электропере- дачи. оказываются более лучшими, чем принятые при расчете, то отсутствует ввод второй ступени разгрузки, Л Рг - О. Величина сигнала на выходе блока 14 соответсгвует необходимой величине разгрузки электропередачи второй, дополнительной ступенью, корректирующей действие первой ступени разгрузки, определенной в начальной фазе аварийного процесса. Если расчетная величина предела передаваемой мощности соответствует максимальному значению моментно-угловой характеристики электропередачи, т.е. Рпред - Рлм. то величина разгрузки первой ступени равна Л P1 и Подставляя значение 1 1 в выражение для определения дозировки второй ступени разгрузки электропередачи (4), получаем Рг - (0.006 Рлм + 0,014 Рло). Эта величина, отнесенная к пределу передаваемой мощности, достаточно мала и можно принять, что Л Рг"--О. В случае, когда реальное значение максимума моментно-угловой характеристики электропередачи Рпр,д превышает о рассчитанное значение Рпред, при использовании предлагаемого способа не осуществляется вторая ступень разгрузки. т.е. в случае Л Рг - О. Принципиальная возможность появлер НИЯ СИГНаЛа Л Рг> 0 ПРИ Рпред > Рпред СВЯзана с тем, что в переходном процессе выполнение условий равенства площадок ускорения и торможения может быть достигнуто при экстремальном значении перетока мощности по электропередаче. меньшем, чем Рпред т.е. при Рлм< Рпред Если Рлм> Рпред, то очевидно, что Рг - О. Оценим соотношения между Рлм и Рпред I для слУЧЗЯ Рпред > Рпред. Из анализа Угло вых характеристик следует, что Рлм P1+(P1- Рло). ПодставлЯем значение P1 - 0,72 Рпред + 0.28 Рло. получаем, что Рлм 1,44 Рпред - 0,44 Рло, 5 Если экстремальное значение перетока мощности в аварийном процессе оказывается меньше значения предела передаваемой мощности, определенной расчетом, т.е. Рлм< Рпред, то это значит,. что реальные характеристики электропередачи оказываются хуже, чем принятые при расчете, и величина Л Р1, определенная в Начальной фазе процесса, является недостаточной. В этом случае необходил1 выбор дополнительного управляющего воздействия ЛРг, что осуществляется по предлагаемому способу, Таким образом, использование предлагаемого способа дозировки управляющего воздействия позволяет повысить эффективность противоаварийного управления в энергосистеме за счет учета реальных характеристик электропередачи. Применение способа обеспечивает сохранение динами-. ческой устойчивости при нерасчетных аварийных ситуациях. В предлагаемом способе дозировки осуществляется адаптивная коррекция ввода УВ в темпе переходного процесса, что повышает надежность энергоснабжения в системе. Формула изобретения Способ дозировки управляющих воздействий при аварийном набросе активной мощности на электропередачу в результате аварийного деления шин электростанции и выделения отдельных групп генераторов на линии электропередачи, согласно которому измеряют текущее значение активной мощности по электропередаче Рл, запоминают значение активной мощности в исходном предаварийном режиме Рло, определяют в начальной фазе аварийного процесса величину наброса активной мощности Рпб и использованием величины Рпред. соответствующей пределу передаваемой мощности электропередачи по условиям устойчивости, формируют сигнал на разгрузку электропередачи величиной Л Р1, равной: гдЕ Р1 0.72 Рпред+ 0,28 Рло. к1 — коэффициент запаса. учитывающий запаздывание ввода управляющего воздействия А Р1; отличающийся тем, что, с целью повышения точности дозировки управляющего воздействия при учете реальных динамических характеристик электропередачи, дополнительно вычисляют.текущее значение производной активной мощности 1704226 12 иблия .нное Рлч Рло д Рр/cfog, в момент у.остижени" производной arTèçèoA . ощности нулевого значения фи с", р)/ют 3,".""..GHr8 аетивной мои!ности элскт р опере, :;аяи Рлц и формируют допол нителкний сигнал на разгрузку злектропереда я величиной Л Р2, равной О, 1 1 О, 1 1 Л Р2 К2(0,68 Рлц - 0,7 Рло 4 Кз(Р1 Рлм)); при Р1 Рг> О, причем Кз - 1,9, если Р1> Рдм и Кз- 2,45, если Pi(Рли, а Кг — коэффициент запаса, учит лев о ций ззпзз,",ыелн:е ввода управляющего воздействия Л Рр. 0,10З 0,225 0,348 0,47 1,04 1,42 0,085 0,208 O,ЗЗ 1,23 1,бб 0,068 0,19 0,76 1,14 1,52 2,09 1704226 Составитель В.Невельский Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л.Бескид Редактор Н.Тупица Заказ 67 Тираж Подписноь ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
