Способ автоматического ограничения перетоков мощности электропередач
Использование: в электроэнергетике, в автоматике ограничения перетоков мощности электропередач. Сущность: с целью повышения надежности работы энергосистемы путем оптимизации управляющих воздействий (УВ) на изменение мощности регулирующих электростанций (РЭС) в функции отклонений перетоков определяют предельно допустимые приращения мощности электропередачAPnj , определяют результирующее допустимое приращение мощности 1-й РЭС как минимальное из приращений при учете перетоков электропередач , уставки которых превысили уставку ограничения, при превышении временем нахождения ограничиваемых перетоков за уставками ограничения заданной величины, не учитывают нерегулируемые перетоки, и определяют УВ как минимальное из приращений при учете ограничиваемых перетоков электропередач. 1 ил. сл с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si>s Н 02 J 3/06
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ьЖ:.щ»
Я(.;., -„;.,""" . Г,:,,у
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4879029/07 (22) 01,10.90 (46) 30,11.92. Бюл. Nã 44 (71) Кировский политехнический институт (72) В,А.Каленик (56) Авторское свидетельство СССР
М 545038, кл. Н 02 J 3/06, 1974, Авторское свидетельство СССР
N. 556635, кл. Н 02 J 3/06, 1975, Авторское свидетельство СССР
М 1467664, кл. Н 02 J 3/06, 1986. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОГРАНИЧЕНИЯ ПЕРЕТОКОВ МОЩНОСТИ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ (57) Использование: в электроэнергетике, в автоматике ограничения перетоков мощности электропередач. Сущность; с целью повышения надежности работы энергосистемы
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического ограничения перетоков мощности электропередач.
Известен способ автоматического регулирования перетоков мощности, согласно которому уставка регулирования корректируется на величину приращения управляющего воздействия регулятора высшего уровня.
Недостатком этого способа является отсутствие учета запасов устойчивости элект.ропередач при отработке задания на изучение мощности регулирующих электро, станций {РЭС), образуемого регулятором высшего уровня.
Известен также способ регулирования перетоков, по которому коррекция уставки регулирования производится по факту от„„SU „„ i 778861 А1 путем оптимизации управляющих воздействий (YB) на изменение мощности регулирующих электростанций (РЭС) в функции отклонений перетоков определяют предельно допустимые приращения мощности электропередач Л Рп1, определяют результирующее допустимое приращение мощности i-й РЭС как минимальное из приращений при учете перетоков электропередач, уставки которых превысили уставку ограничения, при превышении временем нахождения ограничиваемых перетоков за уставками ограничения заданной величины, не учитывают нерегулируемые перетоки, и определяют YB как минимальное из приращений при учете ограничиваемых перетоков электропередач. 1 ил. клонения перетока мощности, контролируемого ограничителем перетока. Коррекция уставки в зависимости от приращений управляющего воздействия регулятора высшего уровня или ограничителя перетока приводит к возникновению колебательных процессов в энергосистеме из-за инерционности изменения мощности РЭС и несогласованной настройки систем регулирования и ограничения перетока, Известен способ автоматического регулирования параметров энергосистемы, согласно которому для регулируемых и нерегулируемых параметров (перетоков мощности) задают уставки выбора состава
РЭС и определяют отклонения перетоков за уставки выбора состава РЭС. Затем определяютсостав РЭС. вводимых подуправление регулятора, исключающий противоречивое
1778861 воздействие на подавление указанных отклонений перетоков. При выходе перетоков за уставки регулирования формируют приращения управляющих воздействий только тем РЭС, изменение мощности которых приводит к подавлению отклонений регулируемых и нерегулируемых перетоков, При времени нахождения перетоков за уставками регулирования дальше заданного времени состава РЭС определяется из расчета подавления только отклонений регулируемых перетоков.
Недостатком этого способа является выбор величин коэффициентов долевого участия (КДУ) РЭС без учета допустимых приращений перетоков мощности по всем контролируемым электропередачам, 8еличина КДУ определяется только числом РЭС, участвующих в регулировании перетоков. В связи с этим снижается эффективность использования регулировочных диапазонов
РЭС в процессе подавления отклонений перетоков.
Для приемно-передающей энергосистемы существует проблема координации регулирования электропередач, перетоки. мощности которых имеют противоположное направление. Однако при контроле величин предельно допустимых изменений мощности всех электропередач, примыкающих к узлам энергосистемы, и соответствующей координации приращений управляющих воздействий на изменение мощности РЭС возможно упрощение схемы реализации способа при одновременном повышении его эффективности.
Цель изобретения — повышение надежности работы энергосистемы путем оптимизации выработки управляющих воздействий на изменение мощности РЭС, подключенных к ограничителю перетоков
МОЩНОСТИ, Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматического ограничения перетоков мощности электропередач формируют управляющее воздействие на изменение мощности РЭС в функции Отклонений перетоков мощности от уставок ограничения. При этом задают уставки выбора состава, отстроенные от уставок ограничения, определяют отклонения каждого из перетоков за эти уставки, фиксируют выход отраничиваемых перетоков за уставки ограничения и формируют управляющие воздействия. Затем определяют время нахождения ограничиваемых перетоков за уставками ограничения и при превышении этим временем заданной величины не учитывают в дальнейшем отклонения нерегулируемых перетоков за уставки выбора состава и формируют управляющее воздействие для подавления отклонений только ограничиваемых перетоков за уставки ограниче5 ния. При формировании управляющего воздействия с учетом нерегулируемых перетоков определяют предельно допустимые приращения мощности отходящих электропередач Ь Р 1, где j = 1, и, и — число элект10 ропередач и находят решение первой целевой функции для rэлектропередач,,перетоки которых превысили уставку ограничения а1 Р1+ аг Рг+...+а Р +...
+ а„" Рк= макс. при ограничениях
20 а11Р1+ а12 Рг+...+ ау Pi+...
+ а1. Рк «Ь Рп1, а21 Р1+ а 22 P2+ ° ., + а1! Pi+ ° °
+ агк Рк «ЛРпг, а 1Р1+ айаг Рг+ ...+a1i Р + ...
+a>Р,«ЛР„ где Pi — допустимое приращение мощности
30 1-той РЭС, 1= 1, К, К вЂ” число РЭС, включенных в состав по условиям превышения перетоками уставок выбора состава, r - 1,P, P— число электропередач, перетоки которых превысили уставку ограничения, ai"-. коЗ5 эффициент влияния i-й РЭС на г-й переток мощности, а y — коэффициент влияния 1-й
РЭС на j-й переток мощности. Затем определяют результирующее допустимоЕ приращение мощности i-й РЭС по выражению:
Pi =мин(Рц, PQ...P(p), 1 где Ри, PI2 ",Pip — предельно допустимые приращения мощности I-той РЭС, полученные при решении первой целевой функции и, формируют приращения управляющих воздействий на изменение мощности каждой РЭС в рамках допустимых приращений
Р . При превышении временем нахождения
1 ограничиваемых перетоков за уставками ограничения заданной величины осуществляют решение второй целевой функции для r электропередач
55 р r а1 P1+ аг P2+...+ai Pi+..
+ а,„Ре= макс, г при ограничениях.
1778861 а11Р1+ а 1г Рг+ ... + + а Р> Ь Рп1. аг1P1+ агг P2+ + + ага Pm ЛРпг, а 1 Pl+ айаг P2+."+ + aim Pm Л Pnl Pi = в!и {Pil Рl2 ... Pip ), 11 1 20 где Ри, Р|г,..., Pip — предельно допустимые 1 приращения мощности 1-й РЭС, полученные при решении второй целевой функции и формируют приращения управляющих воздействий на изменение мощности каждой РЭС в рамках допустимых приращений Pi 11 На рисунке приведеча схема осуществления способа, Схема содержит по числу ограничиваемых перетоков измеритель 1 перетока мощности, элемент 2 сравнения, задатчик 3 уставки ограничения перетока, ограничитель 4 перетока мощности, блок 5 формирования управляющих воздействий на изменение мощности РЭС, блок 6 формирования результирующих управляющих воздействий на изменение мощности РЭС, регулятор 7 мощности РЭС, задатчик 8 уставки выбора состава РЭС для ограничения 40 перетока, коммутатор 9, элемент 10 сравнения, По числу нерегулируемых перетоков схема содержит измеритель 11 перетока мощности, задатчик 12 уставки выбора состава РЭС для нерегулируемого перетока мощности, элемент 13 сравнения, управляемый выключатель 14. Кроме того, схема содержит блок 15 анализа времени нахождения перетока за уставкой ограничения, логическую схему ИЛИ 16, блок 17 опреде- 50 ления участия РЭС в подавлении отклонений перетоков от уставок ограничения, вычислительный блок 18, блок 19 определения коэффициентов долевого участия Р3С. Система работает следующим образом. С помощью задатчиков 8 задают уставки выбора состава РЭС для ограничения перетока, которые должны быть меньше уставок ограничения перетока, Последние опгде i — 1, m, m — число РЭС, включенных в 10 состав по условиям обеспечения эффективности ограничения перетоков, г=1, р, р 1 1 число электропередач, перетоки которых превысили уставку ограничения, j = 1, 1, I— число ограничиваемых перетоков мощности, определяют результирующее допустимое приращение мощности 1-й РЭС по выражению ределяются задатчиками 3. В задатчиках 12 фиксируются уставки выбора состава РЭС для нерегулируемого перетока мощности. В качестве уставок выбора состава РЭС могут быть приняты уставки диспетчерской предупредительной сигнализации. Если мощность перетока. определяемая измерителем 1, превысит уставку задатчика 2; на выходе элемента 2 появится сигнал отклонения перетока от уставки ограничения. Согласно этому сигналу ограничитель перетока 4 образует управляющее воздействие на изменение мощности РЭС при использовании, например. пропорционально-интегрально-дифференциального закона управления. Управляющее воздействие поступает на вход блока 5, который осуществляет распределение этого воздействия между отдельными РЭС. Распределение производится согласно коэффициентам долевого участия РЭС в подавлении отклонения перетока от уставки ограничения, которые определяются в блоке 19 и поступают на вход блока 5. Через блоки 6 и каналы телеуправления управляющие воздействия передаются на входы регуляторов 7 мощности РЭС. Состав РЭС, участвующих в подавлении отклонений перетоков от уставок ограничения, определяется, когда по одной или нескольким электропередачам переток мощности превысил уставку выбора состава . РЭС. Если величина перетока меньшеуставки задатчика 3, но больше уставки задатчика 8, на выходе элемента 10 появляется сигнал, который поступает на один из входов блока 17. Превышение перетоком мощности нерегулируемой электропередачи уставки выбора состава, определяемой задатчиком 12, вызывает появление на выходе элемента 13 сигнала, который проходит через выключатель 14 на один из входов блока 17. Таким образом, при выходе перетоков мощности за уставки выбора состава на выходах соответствующих элементов 10 и 13 сравнения появляются сигналы, которые поступают на входы блока 17 определения участия РЭС в ограничении перетоков мощности. В состав включаются только те РЭС, которым для подавления отклонений перетоков требуется изменение мощности в одном и том же направлении. Оптимизация выработки управляющих воздействий на изменение мощности РЭС, участвующих в подавлении отклонений перетоков мощности сверх уставок ограничения, заключается в определении таких воздействий, которые бы не приводили к изменению перетоков мощности отходящих электропередач сверх допустимых значе1778861 ний. Для этого определяют предельнодопустимые приращения мощности отходящих электропередач ЛРп! (J = 1, n, n — число электропередач) как разности предельно допустимого значения перетока по J-й электропередаче и его текущей величины. Затем методом линейного программирования находят максимальное значение первой целевой функции для r электропередач а1 Р1+ аг" Рг+...+а» Р»+„ + аg Рк макс, при ограничениях а11Р1.+ а1г Рг+„. + а1» Pl+... + а1к Рк À Рп1, а21 Р1+ а22 Р2+ „. + а!» Pl+ ... + агк Рк Л Рп2, а,1 P1+ а п2 Рг + ... + а !» Pl + ... + ап„Є— 4 Рпк где Pl — допустимое приращение мощности 1-й РЭС,1-1, К, К вЂ” число РЗС, включенных в состав по условиям превышения перетоками уставок выбора состава, r = 1,р, р — число электропередач, перетоки которых превысили уставку ограничения, a» "— коэффициенты влияния l-й РЭС на г-й переток мощности, а!» — коэффициент влияния 1-й РЭС на J-й переток мощности, Таким образом, находится р решений первой целевой функции, в результате которых определяются результирующие допустимые приращения мощности РЭС Р» - мин (Р»1, P»2...,. P»pj, 1 = 1,п, где Р»1, P»2 „„Plp — предельно допустимые приращения мощности i-той РЭС, полученные при решении этой функции. Указанные операции выполняются вычислительным блоком 18 по поступающей нэ его входы информации: а», а!», Л Рп1, 1=1, К,)-1,г», r-1,р, Допустимые приращения мощности P3C Pl; 1 = 1, К, от блока 18 передаются на входы блоков 19, в которых определяются коэффициенты долевого участия РЭС по вык ражению j3! = Pl g Pl . При таком l — 1 определении величины Р» (1 - 1, К) рас1 пределение результирующего управляющего воздействия ограничителей перетоков между отдельными РЭС будет осущества1 Р1+ а2 Р2+ ... + а» Рl+ „, + а„ Р„-макс, 50 при ограничениях a11P1+ а1г P2+" + ail Р»+... + а1п Pm <Л Рп», 55 а21Р1+ а22 Рг+ ... + а!» Pl+ ... + ага Pm +ЛРп2, ляться с учетом допустимых приращений мощности по всем отходящим электропередачам. Коэффициенты p l являются ре1 эультирующими, то есть такими, которые включают в себя коэффициенты долевого участия всех ограничителей перетоков. 8еличины коэффициентов P l поступают на входы блоков 5. Управляющие воздействия, формируемые блоками 6, не должны превы10 шать предельно допустимых приращений мощности P3C Pl (i - 1, К). Подавление отклонений перетоков от уставок ограничения может оказаться недостаточно эффективным иэ-за ограничений, вызванных учетом допустимого изменения перетока мощности всех отходящих электропередач, связывающих приемно-передающую энергосистему с соседними энергосистемами. Поэтому предусматрива2р ется контроль времени нахождения перетоков за уставками ограничения. В случае нахождения какого-либо из ограничиваемых перетоков за уставкой ограничения дольше заданного времени, прекращают g5 учет нерегулируемых перетоков. Это приводит к увеличению число РЭС, привлекаемых к ограничиванию перетока. Кроме того, повышаются допустимые пределы приращений мощности РЭС, привлекаемых к З0 ограничению перетоков, При превышении указанным временем заданной величины блок 15 вырабатывает управляющий сигнал, который через схему ИЛИ проходит на выключатели 14 и коммуЗ5 татары 9. При этом выключатели 14 прерывают каналы от элементов 13 до входов блока 17, а коммутаторы 9 подают на входы элементов 10 уставки ограничения перетоков, Перечисленные операции приводят к 40 тому, что нерегулируемые перетоки исключаются иэ учета, а учет ограничиваемых перетоков производится только по факту превышения перетоков уставки ограничения, В этом случае для определения ïðå45 дельно допустимых приращений мощности РЭС находится решение второй целевой функции для r электропередач: 1778861 а»1P1+ alz Рг+ ... +aji Pl+ ... + aim Pm Л Pnl где I 1, m, m — число РЗС, включенных в состав по условиям обеспечения эффективности ограничения перетоков (учет только ограничиваемых перетоков), =. 1А I — число ограничиваемых перетоков мощности. Если перетоки превысили уставки ограничения по р электропередачам, то опреде1 ляют результирующие допустимые приращения мощности РЭС PI1 = мин (Р»1, Piz,...,P»p }, i = 1, m, где Р»1, P»2." Pip — предельно допустимые 1 приращения мощности 1-й РЭС, полученные при решении второй целевой функции. После определения величины допустимого приращения мощности для каждой РЭС PI (I = 1,m) могут быть определены значения коэффициентов долевого участия по выражению: j3» = Р» / Д Pl,! = 1, 11 11 -1" 11 l =1 m. Указанные операции выполняются вычислительным блоком 18 по поступающей íà его вхоД инфоРмаЦии: а» ", a ji, Л Pnj, i -1,m,f 1,l,г=1,р. Допустимые приращения мощности P3C Pl (I = 1, m) от блока 18 передаются на входы блоков 19, в которых определяются коэффициенты долевого участия P» (11, m). Блоки 5 производят распределение управляющих воздействий ограничителей перетоков с учетом полученных значений коэффициентов долевого участия Pi 11 Результирующее приращение мощности каждой РЭС не должно превышать предельйо допустимого значения Pl (i = 1, m). Таким образом, осуществление операций предлагаемого способа позволяет оптимизировать процесс управления мощностью РЭС при ограничении перетоков мощности по ряду электропередач при учете допустимых изменений мощности по всем контролируемым электропередачам. Последнее обеспечивает согласованную выработку управляющих воздействий на изменение мощности РЭС, что повышает эффективность управления. Формула изобретения Способ автоматического ограничения перетоков мощности электропередач, согласно которому формируют управляющее воздействие на изменение мощности регупри ограничениях 40 45 где Р» — допустимое приращение мощности 1-й регулирующей электростанции, i = 1, К, К число регулирующих электростанций, включенных в состав rlo условиям превышения перетоками уставок выбора состава, r = 50 1, р, р — число электропередач, перетоки которых превысили уставку ограничения, al — коэффициент влияния I-той регулирующей электростанции íà r-тый переток мощности, a ji — коэффициент влияния 155 той регулирующей электростанции на j-тый переток мощности, определяют результирующее допустимое приращение мощности iтой регулирующей электростанции по выражению 30 лирующих электростанций (РЭС) в функции отклонений перетоков мощности от уставок ограничений, задают уставки выбора состава, отстроенные от уста вок ограничения, or»ределяют отклонения каждого из перетоков за эти уставки, фиксируют выход ограничиваемых перетоков эа уставки ограничения и формируют управляющее воздействие, за тем определяют время нахождения ограничиваем ых перетоков за устав ками ограничения и при превышении этим временем заданной величины не учитывают в дальнейшем отклонения нерегулируемых перетоков за уставки выбора состава, формируют управляющее воздействие для подавления отклонений. только ограничиваемых перетоков за уставки ограничения, отличающийся . тем, что, с целью повышения надежности энергосистемы путем оптимизации выработки управляющих воздействий на изменение мощности РЭС, подключенных к ограничителю перетоков мощности, определяют предельно допустимые приращения мощности отходящих электропередач Л Pnj. где f = 1, п, n — число электропередач, находят решение первой целевой функции для r электропередач, перетоки которых превысили уставку ограничения: V а1" Р1+ аг" Рг+ „, +а» Р;+ + ак Рк = макс, Г (211Р1+ 12 P2+ . + Я»» Pi+ + a1,Р, АР,1, аг1P1+ azz Рг+ ... + aj» Р;+ ... + a2 Рк ЛРП2, ап1 P1+ ап2 P2+ ... +aji Pi+ ... + an< Рк A Pnn 1778861 + агп Pm «ЛРл2, Рi мин (Рц, PI2. "" Pip), Р1 = мин (Pi 1, PI2, ..., Pip ), f1 а1 Р1+ аг" Рг+ ... +ai Pl+ ... + a m " Pm = макс, при ограничениях a11P1+ а12 P2+...+ aji Pl+... + a1m Pm «Л Р», а 21 Р1+ а 22 Рг+ ". + a jl Pl+ ... Составитель В.Каленик Редактор Т.Егорова Техред M.Ìîðãåíòaë Корректор С.лисина Заказ 4199 Тираж 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 где Рп, PI2,...,Pip — предельно допустимые приращения мощности t-той регулирующей электростанции, полученные при решении первой целевой функции, формируют приращения управляющих воздействий на изменение мощности каждой регулирующей электростанции в рамках допустимых приращений pl1 при превышении временем нахождения ограничиваемых перетоков за уставками ограничения заданной величины осуществляют решение второй целевой функции для г электропередач; ап P1+ QI2 Рг+ ... +aji Р + ... + aim Pm — Л Pnl 5 где j 1, m, m — число регулирующих электростанций, включенных в состав по услови ям обеспечения эффективности ограничения перетоков, r - 1, р, р — число 10 электропередач, перетоки которых превысили уставку ограничения, ) - 1; I, 1 — число ограничиваемых перетоков мощности, определяют результирующее допустимое приращение мощности j-той регулирующей "5 электростанции по выражению где PI1. Р12 ".,Pipð — предельно допустимые 20 приращения мощности j-той регулирующей электростанции, полученные при решении второй целевой функции, формируют приращения управляющих воздействий на изменение мощности каждой регулирующей электростанции в рамках допустимых приращений Р ", 
