Устройство для моделирования генераторно-нагрузочного узла модели энергетических систем

 

327497

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСЯОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1оз Советск»в

Социалистически»

Республи»

Зав1исимое от а вт, свидетельства—

Заявлено 16.!V.1970 (№ 1430345/18-24) М.Кл. 6 06g 7/62 с присоединением заявки ¹â€”

Комитет ло делам изобретений и открытий ори Ceeere Министров

СССР

Г1р иоритет—

Опубликовано 26.1.1972. Бюллетень ¹ 5

Дата опубликования описания 10.IV.I972

УДК 681.333 (088.8) Авторы изобретения

И. М. Ушаков и Е. В. Портнов

Челябинский политехнический институт

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ГЕНЕРАТОР НО-НАГРУЗОЧ НОГО УЗЛА

МОДЕЛИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано в автоматизированной модели энергетических оистем, предназначенной для оперативных расчетов стационарных рехкимов и их оптимизации.

Б автоматизированной модели энергет неских систем сигналы управления на установление нового стационарного режима, поступающие от управляющего устройства, например от автоматического оптимизатора того илп иного типа, долткны без запаздывания отрабатываться генераторно-пагрузочными блоками.

Известно устройство для моделирования генсраторно-нагрузочного узла.

Известные модели генераторно-нагрузочных узлов переменного тока имеют невысокое быстродействие, поскольку они построены либо на ручном управлении этими элементами, либо это элект ромеханические устройства следящего типа с большой постоянной времени.

Известные электронные модели также обладают некоторой инерционностью, так как в них имеются различные обратные связи с преобразованием, переменного сигнала в постоянный и обратно, а также измерительные элсменты активной и реактивной мощности.

Целью изобретения является создание электронной безынерционной модели генераторнонагрузочного узла, в .которой отсутствует операция измерения активной и реактивной мо цности.

Для достпжеш1я этого предлагаемое устройство содержит безынерционный функциональный преобразователь с двумя блокамч1 уставки коэффициентов по двум каналам и линейные модуляторы, выходы обоих модуляторов подключены ко входу. усилителя по10 стоянного тока, соединенного своим выходом с узлом модели энергетической системы.

На чертеже показана блок-схема электро11ной модели генераторно-нагрузочного узла переменного тока.

15 Электронная модель состоит из безынерц. 1онного функционального преобразователя ФП переменного тока с блоками уставки БК1 и

БК коэффициентов статических характеристик и суммирующими трансформаторами, 20 линейного модулятора ЛМ1 управления активной мощностью и линейного модулятора

ЛМ управления реактивной мощностью с фазовым мостом ФЛ1 и усилителя тока УТ.

Активная и реактивная мощности,,потреб2> ляемые некоторым узлом нагрузки энергосистемы, зависят в общем случае от величины i! IlпряжснiIЯ этого узла:

8 (U) =Р (Г )+1 Q (U) (1)

30 Эти зависимости определяются статиче3

327497 скими характеристиками нагрузки и могут быть предста,влены в следующем виде:

Р (U) =Р. (аг+а! У+а. U); (2)

Q (U) =go (b2+b! U+bo U2) (3)

V где U= отнооительное,напря>кен Ie и в узле нагрузки; Р., Я вЂ” акгивная и реактивная мощности нагрузки при U=1; а;, b; — коэффициенты аппроксимации статических характеристик нагрузки (Х а; =1, с b. 1)

Для тока нагрузки

8(U) .

I — -- - l +l!

Ia — активная составляющая тока;

Л вЂ” реактивная составляющ:!я тока.

С учетом выражений (1 — 3) имеем: (4) ° / V V .ЪР.

II = аг ---+ а! -- +а V)) (5) с/2 U 1 н2

7 = — j b2- +b!- — +6 V - (6) .)

Цг (/ " V,2

12

Цг

Обозначая V! — — —.

1.= (а. V+a! V,+аг V2) ——

1 иг (7) (а" V+a! 1 !+а2 2) ! . = (Оo V+b! VI+bг 2).

Напряжение V», снимаемое с одного блока

БК! уставки !коэффициентов функционального преобразователя ФП подается на линейный модулятор ЛМ, стоящий в канале регулирования величины активной мощности, где умножается на сигнал постоянного напряжения, 1»= — / (Ьо + >! + >2 2) 2 (8)

Ь

II

Как следует из формул (7) и (8), активный и реактивный токи нагрузки состоят из трех составляющих, первые !!з которых пропорциональны V, вторые составляющие не зависят от V, а третьи составляющие !I!o амплитуде обратно п!ропорциональны величине напряжен !я в узле нагрузки!.

Выражения (4), (7), (8) положены в основу построения модели .нагрузки, как исто-!и,!ка тока, по следу!ощему принципу.

На входе модели нагрузки установлсн функциональный преобразователь ФП, преобразующий входное сннусондальное напряжение узла Ч в два напряжения синусоидальнэй формы, имеющие ту >ке фазу. что и .входное пропорциональный уставке Рр активной мои!; ности.

Аналогично напряжение Vv с выхода бло5 ка hI(2 уставки коэффициентов, после предварительного сдвига по фазе на величину

90 (умножение на — /) с помощью фазового моста ФМ также поступает на соответствуощпй линейный модулятор ЛМ2, с помощью

10 которого реализуется уставка Q. по реак!!из.ной мощности нагрузки.

Напряжения, снимаемые с,модуляторов согласно выражениям (7), (8) пропорциональны соответственно активной l» и реактивной l составляющим тока нагрузки.

Сумма этих напряжений подается на вход усилителя,тока УТ, .выход которого подключается к соответствующему нагрузочному уз20 лу модели энергос!истемы.

Таким образом, предлагаемая модель нагрузки обеспечивает потребление задан ной активной и реактивной мощности в соответствии с их статсическимн характеристиками по

25 напря>кению.

Модель eI!epail opI!o! o блока легко получается из модели нагрузочного блока, если учесть, что на генераторный блок возлагаетсН задача поддержания I!ocTOBIIcTBB установ30 ленной активной Р и реактивной Q мощности. В этом случае в формулах (7), (8) коэффициенты аи, а!,Ь, 6! Равны нУлю, аг=!>2=1 и с функционального преобразователя снимается напря>кение: а,>

° °

V = " q = г= 1 / 7

Примененный в электронной модели безынерционный функциональный преобразователь ФП переменного тока состоит из импульсного демодулятора ИД, обеспечиваю!цего запаздывание огибающей выходного сигнала,не более !/4 периода рабочей частоты модел:н системы н двух блоков деления Д! и

Дг, С выхода каждого блока деления сним145 ется переменное напря>кение, обратно пропорциональное по амплитуде постоянному управляющему .сигналу, и имеющее ту же фазу и форму сч!нусоиды, что и напряжение на его входе. Поскольку управляющим сигналом

50 является демодулированное напряжение в узле, то с выхода первого блока деления Д! снимается стабильное по амплитуде напряжение V!. а после второго блока деления

55 Дг — напряжение V22. Эти на!Пряжения, совместно с напряжением узла V суммируются по каналу Р с коэффициентами а;, а по каналу Q —,с коэффицгиентами b; . в резуль60 тате чего формируются напряжения V» и VI!.

Предмет изобретен пя

Устройство,для моделирования генераторно-нагрузочного узла модели энергетических

55 систем, содержащее усилитель постоянного

327497!

Составитель Е. Тимохина

Техред 3. Тараненко

Корректор T. Миронова

Редактор Б. Нанкина

Заказ 933 Изд. ¹ 139 Тираж 448 Подписное

UHHHIIH Когиитета по делам изооретеиий и оттврытий при Совете Ми пиетров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб, д. 4 5

Областная типография Коссромского Тп;.авлсния по пеиати тока и фазовый мост, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродекстьия и надежности устройства, оно содержит безынерционный:функциональный преобразователь с двумя блоками уставки коэффициентов по двум каналам и линейные модуляторы,,причем к выходу одного из блоков уставки коэффиц«ентов лодключен первый линейный модулятор, а к выходу другого через фазовый мост подсоединен второй линейный модулятор, выходы обоих лвнейных модуляторов,подклю5 чены ко входу усилителя постоянного тока, соединенного своим выходом с узлом модели энергетической опстемы.