Способ автоматического регулирования перетоков мощности

 

Использование: в электроэнергетике для автоматического регулирования перетоков мощности межсистемных электропередач. Сущность: снижение активной мощности высоковольтной линии (ВЛ), имеющей большую зарядную мощность, вызывает повышение напряжения на шинах приемной энергосистемы, что увеличивает предельно допустимую величину перетока по регулируемой другой ВЛ, примыкающей к шинам приемной энергосистемы, имеющей меньшую зарядную мощность. При этом определяют максимальное приращение предельно допустимого перетока регулируемой ВЛ от снижения нагрузки на длинных электропередачах и повышают уставку перетока на регулируемой передаче на величину приращения перетока. 1 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического регулирования перетоков активной мощности в линиях электропередачи (ЛЭП).

Известен способ автоматического регулирования перетока мощности, согласно которому установка регулирования изменяется в зависимости от режима работы энергосистемы.

В способе не учитывается влияние нагрузки электропередачи на величину ее предела устойчивости, что снижает надежность работы энергосистемы.

Известен также способ автоматического регулирования мощности энергосистем, соединенных между собой несколькими межсистемными ЛЭП, согласно которому ограничение мощности по контролируемой ЛЭП производится перераспределением суммарной мощности между отдельными ЛЭП, входящими в управляемое сечение. Недостатком способа является зависимость эффективности ограничения перетока мощности по контролируемой ЛЭП от величин реактивных сопротивлений между узлами примыкания ЛЭП к энергосистеме. Ограничение мощности ЛЭП только за счет перераспределения суммарного перетока снижает гибкость управления сечением. Кроме того, при осуществлении регулирования мощности по способу может произойти перегрузка линий, соединяющих узлы примыкания ЛЭП к энергосистеме.

По предлагаемому способу автоматического регулирования перетоков мощности формируют управляющее воздействие на изменение мощности регулирующих электростанций (РЭС) приемной и передающей энергосистем в функции величины отклонения перетока по регулируемой электропередаче от предельно допустимого значения. При этом дополнительно для n электропередач, связывающих приемную энергосистему с передающими, кроме регулируемой, определяют величину коэффициенты влияния α_i=ΔP_пдi/Δ Р_i, где Р_пдi - приращение предельно допустимого значения перетока регулируемой электропередачи от снижения мощности i-й электропередачи на величину Δ P_i, i = . Затем определяют максимальное приращение предельно допустимого значения перетока регулируемой электропередачи Δ Р_пд от снижения нагрузки электропередач α₁P₁+α₂P₂+...+α_nP_n = Δ P_пд , где Р_i - величина снижения мощности i-й электропередачи, для которой выполняется условие α_i > 1, при соблюдении ограничений, накладываемых на изменение мощности этих электропередач по уровню повышения напряжения в контролируемых узлах энергосистем. Далее формируют управляющее воздействие на снижение мощности электропередач, для которых выполняется указанное условие, путем снижения мощности РЭС соответствующих передающих энергосистем. Процесс снижения мощности заканчивают, если приращение Δ Р_пд равно отклонению перетока. Повышают предельно допустимое значение перетока по регулируемой электропередаче на величину достигнуто приращения Δ Р_пд.

На чертеже приведена схема осуществления способа автоматического регулирорования перетоков мощности.

Схема содержит датчик 1 величины перетока мощности по регулируемой электропередаче, задатчик 2 предельно допустимого значения перетока, блок 3 сравнения, блок 4 коррекции предельно допустимого значения перетока, блок 5 анализа режима, вычислительный блок 6, блок 7 распределения управляющего воздействия на изменение мощности РЭС приемной энергосистемы, вычислительный блок 8, блок 9 распределения управляющего воздействия на изменение мощности РЭС передающих энергосистем, блок 10 фиксации нагрузки электропередач, блок 11 фиксации уровней напряжений в контролируемых узлах энергосистем, вычислительный блок 12, блок 13 определения коэффициентов влияния, шины 14 приемной энергосистемы, электропередачу 15, по которой осуществляется регулирование перетока, электропередачи 16, блок 17 определения предела статической устойчивости электропередачи 15.

Система регулирования работает следующим образом.

Датчик 1 замеряет величину перетока мощности Р_п по электропередаче 15, которая сравнивается в блоке 3 с предельно допустимым значением, определяемым задатчиком 2. Регулирование перетока мощности может производиться по двум каналам. По первому из них осуществляется выработка управляющего воздействия на изменение мощности РЭС приемной энергосистемы в функции отклонения перетока. Канал работает, если отсутствует возможность повышения предельно допустимой величины перетока по регулируемой электропередаче 15. В этом случае блок 5 открыт для прохода сигнала величины отклонения перетока от блока 3 сравнения и в вычислительном блоке 6 формируется управляющее воздействие по принятому закону регулирования и затем распределяется блоком 7 между отдельными РЭС приемной энергосистемы.

В вычислительном блоке 12 производится расчет приращения предельно допустимого значения перетока мощности по регулируемой электропередаче 15 Δ Р_пд при снижении мощности других электропередач, связывающих передающие энергосистемы с приемной. Снижение мощности приводит к увеличению напряжения в узлах примыкания электропередач к приемной энергосистеме, что способствует повышению пропускной способности регулируемой электропередачи 15. Увеличивается предел статической устойчивости, предельно допустимое значение перетока получает приращение Δ Р_пд, которое может быть определено как максимальное значение целевой функции: α₁P₁+α₂P₂+. . . +α_nP_n= ΔP_пд, где α_i - коэффициент влияния изменения (снижения) мощности i-ой электропередачи на предельно допустимую величину перетока регулируемой электропередачи; Р_i - величина снижения мощности i-й электропередачи. Максимальное значение целевой функции вычисляется при соблюдении ограничений α₁₁P₁+α₁₂P₂+...+α_1nP_n≅ U₁; α₂₁P₁+α₂₂P₂+...+α_2nP_n≅ U₂; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

α_m1P₁+α_m2P₂+. . . +α_mnP_n≅ U_m, где α_ij (i = , j = ) - коэффициент влияния изменения мощности i-й электропередачи на уровень напряжения в j-м контролируемом узле энергосистем; n - число электропередач, по которым производится снижение мощности; m - число контролируемых узлов; U_j (j = ) - предельно допустимое значение напряжения в j-м контролируемом узле.

В блоке 13 определяются коэффициенты α_i и α_ij для всех электропередач, связывающих приемную энергосистему с передающими, кроме регулируемой электропередачи 15. Коэффициент α_i должны быть больше единицы, при α_i < 1 теряет смысл принудительное снижение мощности электропередачи, производимое с целью повышения предельно допустимого значения мощности регулируемой электропередачи. Поэтому при расчете целевой функции с соответствующими ограничениями принимаются во внимание только те электропередачи, для которых выполняется условие α_i > 1. По коэффициентам α_i и α_ij , поступающим с выхода блока 13, и величинам предельно допустимых максимальных напряжений в контролируемых узлах U_j в блоке 12 определяется приращение Δ Р_пд и передается с его выхода на блоки 5 и 8. При этом блокируется формирование управляющего воздействия по первому каналу регулирования, а процесс управления осуществляется по второму каналу. В вычислительном блоке 8 формируется управляющее воздействие в функции отклонения перетока. При этом может быть использован, например, пропорционально-интегральный закон управления. Воздействие распределяется блоком 9 между отдельными РЭС, расположенными в передающих энергосистемах, связанных с приемными электропередачами. В процессе снижения мощности электропередач 16 повышается напряжение в приемном узле регулируемой электропередачи 15, что вызывает увеличение ее предела статической устойчивости Р_пр. Предел Р_пр определяется в блоке 17 по параметрам режима электропередачи 15 и величинам напряжений в контролируемых узлах, которые фиксируются блоком 11. По значению предела Р_пр в блоке 4 коррекции вычисляется предельно допустимое значение перетока регулируемой электропередачи 15 Р_пд по выpажению Р_пд = (Р_пр - Δ Р)/(1 + К_н), где Δ Р - амплитуда нерегулярных колебаний перетока; К_н - нормативный коэффициент запаса устойчивости.

Повышение предельно допустимого значения перетока Р_пд приводит к тому, что отклонение перетока Δ Р_п = P_п - Р_пд уменьшается. При достаточном регулировочном диапазоне на снижение мощности электропередач 16, определяющем уровень повышения допустимого значения перетока Р_пд, отклонение перетока Δ Р_п стремится к нулю. Последнее достигается не за счет повышения мощности РЭС приемной энергосистемы (первый канал регулирования не действует), а в связи с увеличением параметра Р_пд. При этом суммарная разгрузка электропередач 16 значительно меньше (при соблюдении условия α_i > 1), чем дополнительное повышение мощности регулируемой электропередачи 15.

Реализация предлагаемого способа позволяет увеличить предельно допустимую загрузку регулируемой межсистемной электропередачи за счет значительно меньшего изменения мощности других электропередач, связывающих приемную энергосистему с передающими, что повышает эффективность использования межсистемных связей.

Формула изобретения

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕТОКОВ МОЩНОСТИ согласно которому формируют управляющее воздействие на изменение мощности регулирующих электростанций приемной и передающей энергосистем в функции величины отклонения перетока по регулируемой электропередаче от предельно допустимого значения, отличающийся тем, что дополнительно для n электропередач, связывающих приемную энергосистему с передающими, кроме регулируемой, определяют величину коэффициента влияния α_i = ΔP_п.дi / ΔP_i , где ΔP_п.дi - приращение предельно допустимого значения перетока регулируемой электропередачи от снижения мощности i-й электропередачи на величину ΔP_i , n = , затем определяют максимальное приращение предельно допустимого значения перетока регулируемой электропередачи ΔP_п.д от снижения нагрузки электропередач: α₁P₁+ α₂˙P₂+...+ α_nP_n = ΔP_п.д , где P_i - величина измеренного снижения мощности i-й электропередачи, для которой выполняется условие α_i > 1 .

при соблюдении ограничений, накладываемых на изменение мощности этих электропередач по уровню повышения напряжения в контролируемых узлах энергосистем, и формируют управляющее воздействие на снижение мощности электропередач, для которых выполняется указанное условие, путем снижения мощности регулирующих электростанций соответствующих передающих энергосистем, причем процесс снижения мощности заканчивают, если приращение ΔP_п.д равно отклонению перетока, затем повышают предельно допустимое значение перетока по регулируемой электропередаче на величину достигнутого приращения ΔP_п.д .

РИСУНКИ

Рисунок 1