Устройство для дозировки управляющих воздействий

 

Союз Советских

Со@ивпистичйских

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22} Заявлено I I.OI.77 (21) 2442297/24-07 (51) М, Кле

Н 02 3 3/24 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный номнтет

СССР па делам нзаеретеннй н отнрепнй (23) Приоритет—

Опубликовано 15.10.79. Бюллетень № 38 (53) УДК Г>21..311.. .016.35 (088.8) Дата опубликования описания 25.10.79 (72) Авторы изобретения

Л. А. Кощеев и IO. Д. Садо

1е 1 °

Научно-исследовательский ипститу(г постоянного тока

ы

» «.»9...„„„,»,„ (7!) Заявитель (54) УСТРО ЛСТВО ДЛ Я ДОЗ И РОВ КИ

УПРЛВЛЯ1ОЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам повышения устой. чивости и надежности работы сложных энергосистем путем автоматического управления ими в аварийных режимах.

Известны устройства для повышения устойчивости энергосистем путем автоматической разгрузки в аварийных режимах, основанные на измерении текущих режимных параметров и на прогнозировании условий устойчивости с учетом аварийных изменений схемы и режима для выбора и дозировки управляющих воздействий разгрузки jI J Однако эти устройства не позволяют с достаточной точностью определить объем отключаемой нагрузки или генерируемой мощности соответственно в приемной и передающей частях энергосистемы.

Наиболее близким к изобретению является устройство для дозировки управляющих воздействий, обеспечивающий послеаварийную разгрузку связей энергосистемы, содержащее датчики активных мощностей связей, блок фиксации наброса мощности на связи и блок .вычисления границ области устойчивости 12) .

Такое устройство рассчитано на применение в энергосистемах, которые могут быть приведены к схеме единичной электростанции, работающей на две или более приемных энергосистемы неогра нйченной мощности.

5 Эта задача решена за счет аварийной разгрузкии электростанции и соответственно отходящих от нее"связей. При этом дозировка разгрузки осуществляется по границам областей устойчивости, для чего выполняют замеры загрузок связей Ре, сбросов мощности каждого генератора h.Р в процессе короткого замыкания . и образуют сигнал вида 4. е(Л Р,Ц»з), оценивающий эквивалентную кинетическую энергию всех генераторов электростанции. Причем дополнительно учи15 тывают изменения схемы, т. е. состав от.ходящих от электростанции передач.

Таким образом, устройство, реализующее данный способ, должно содержать датчики активных мощностей, блок фиксации изменения (сброса) мощности и блок вычисления границ области устойчивости в координатах кинетическая энергия — доаварийные загрузки электропередач. Это устройство удовлетворительно решает поставленную задачу

691999 в тех сравнительно простых схемах энергосистем, которые соответствуют указанным в прототипе ограничениям. Однако в более сложных реальных энергосистемах условия могут существенно отличаться от ограниченных в прототипе.

С точки зрения устойчивости связей в сложном энергообъединении возмущения, вызванные собственно короткими замыкани=ями, как правило, не оказывают существенного влияния на устойчивость, следовательно, кинетическая энергия, запасенная во время короткого замыкания не может служить основной характеристикой устойчивости. Наиболее существенную роль игра!от возмущения типа внезапных нфалансов . мощности или аварийных изменений схемы сети, приводящих к аварийному перерас пределению мощностей между связями.

Кроме того, в указанных условиях устойчивость определяется главным образом соотношением между послеаварийными значениями перетоков активной мощности по связям и их предельными значениями. Однако

"в сложных энергосистемах послеаварийные и предельные значения мощностей связаны сложными и (что особенно существенно) неоднозначными зависимостями. В сложных энергообъедин ниях предельная по - статической апериодической устойчивостй мощ-, ность по каждой из связей в общем случае может зависеть от загрузки всех остальных»

При произвольных направлениях протекающих по связям мощностей предельно допус- 30 тимые значения этих мои ностей меняются в Широком диапазоне: от максимально- положительного до минимально-отрицательного значения. Даже при условии постоянства мощностей на всех участках, кроме к -го, имеются два предельных:значения мощности

Р (часто имеющих одинаковый знак), кажК дое из которых зависит от перетоков по остальным связям.

Целью изобретения является оптимиза- 49 цйя дозировки управляющих воздействии на разгрузку связей в более сложных, чем в прототипе, энергосистемах, имеющих сети или участки сетей цепочной структуры.

Это достигнуто в устройстве для дозировки управляющих воздействий, обеспечивающих послеаварийную разгрузку связей энергосистемы, содержащем датчики активных мощностей связей, блок фиксации наброса мощности на связи и блок вычисления границ области устойчивости, тем что оно снабжено блоком имитации управляющих воздействий и первичными сумматорами по числу связей. Причем выход блока имитации управляющих воздействий вместе

" = с выходами датчиков активных мощностей и выходом блока фиксации наброса мощности подключен к входам первичных сумма торов, а выходы первичных сумматоров соединены с входами блока вычисления границ области устойчивости, выход которого подключен к входу блока имитации управляющих воздействий с выходным за>кимом для связи с устройствами, реализующими дозированный сигнал на разгрузку связей.

Блок вычисления границ области устойчивости содержит соединенные последовательно сумматор и знакочувствительный элемент, а также квадраторы, перемножитель и задатчик уставки, причем к входам сумматора блока вычисления подключены выхоДы задатчика уставки, первичных сумматоров непосредственно, а также через квадраторы и перемножитель. Блок имитации управляющих воздействий выполнен в виде последовательно соединенных диода и интегратора.

Кроме того, устройство снабжено сигнальным блоком, вход которого подключен к выходу блока вычисления границ области устойчивости.

Блок-схема устройства для дозировки уп!>авляюших воздействий в энергообъединении, состоящем из трех узлов с двумя связями, показана на чертеже, где 1, 2 и 3— эквивалентные энергосистемы или электростанции, 4 и 5 — датчики активной мощности по связям, выходь1 которых подключены к, входам первичных сумматоров 6 и 7. К входам сумматора 8 блока 9 вычисления границ области устойчивости подключены перемножитель 10, квадраторы 11, 12 и задатчик уставки 13, а также выходы первичных сумматоров 6 и 7. Выход сумматора 8 соединен с входом знакочувствительного элемента 14, выход которого через диод 15 и интегратор 16 блока !7 имитации управляющих воздействий подключен к входу первичных сумматоров 6 и 7 и непосредственно на сигнальный блок 18. Выходы блока 19 фиксации наброса мощности соединен с входами сумматоров 6 и 7. Элементы 8, 10, 11, l3 и 14 составляют блок вычисления границ области устойчивости.

Устройство работает следующим образом, Напряжения с выходов датчиков мощности 4 и 5, пропорциональные непрерывно измеряемым мощностям связей Р суммируются в сумматорах 6 и 7 с напряжениями, пропорциональными ожидаемым аварийным набросам мощности на связь Р, поступающими от блока 19 фиксации наброса, и с постепенно возрастающим напряжением

Р (t ), поступающим с выхода блока 17 имитации управляющих воздействий. Напряжения выходов сумматоров 6 и 7 перемножаются в перемножителе 10 и возводятся в квадраты в квадраторах 11 и 12. Суммирование полученных величин осуществляется в сумматоре 8 с соответствующими коэффициентами, отвечающими данному составу схемы энергосистемы в послеаварийном ре691999 где

4S

5 жиме. Здесь же производится сравнение с постоянной уставкой.

Релейный элемент 14 фиксирует знак; напряжения иа вйходе сумматора 8. Положительный знак этого напряжения свидетельствует о том, что устойчивость обеспечивается, При отрицательном знаке напряжения на выходе релейного элемента появляется постоянное отрицательное напряжение, При этом сигнальный блок 18 фиксирует неустойчивость послеаварийного режима, а .в блоке 17 имитации управляющих воздействий открывается диод 15, пропуская напряжение на вход интегратора 16, на выходе которого образуется монотонно возрастающее напряжение Р (t). По мере его нарастания уменьшаются значения напряжений на выходах сумматоров- 6 и 7. Этот процесс длится до тех пор, пока напря)кение на входе элемента 14 не сменит знак. Этот момент фиксируется срабатыванием элемента 14, после чего интегрирование прекращается и на выходе схемы запомииается 2о сигнал, характеризующий необходимую глубину разгг узки связей. Для подготовки нового измерения сигнал на выходе интегратора 16 должен быть сброшен.

Таким образом, в отличие от прототипа для выбора величины разгрузки связей по областям устойчивости вместо сигнала, пропорционального $ f(h Р,

V ии м Яф ,Е (a;;Pg.+ „t,Р; +.Х,.7, а;,РР;), (I} где а- и аi — постоянные коэффициенты, зависящие только от параметров послеаварийной схемы; Р;, Р— активные мощности по

- 3s связям, определяемые суммами вида

-P=-Р +Р„, +Р(1), т

Р— измеренное текущее значение активной мощности по связР;

Рн,,=--ожидаемое значение набросов мощности на эту связь;

-РЯ вЂ” постепенно возрастающая от нулевого значения величина, имитирующая разгрузку связи под влиянием управляющих воздействий, причем возрастание этой величины имитирует пробные включения управляющих воздей-. ствий все большей интенсивнос-. ти.

При необходимости входящие в эту сумму мощности могут быть приняты с опре- деленным запасом. ,Закон, по которому возрастает величина

Р (й), может быть непрерывными (в этом случае точно определяется требуемая велиб чина разгрузки) либо ступенчатым (напри- мер, учитывающим действие реальных ступеней управляющих воздействий).

В процессе нарастания величины Р (t) вычисляются значения контрольного сигнала (l ), они сравниваются с уставкой.

В момент смены Знака результата сравнения фиксируют замер величины Р (Й ), который количественно определяет разгрузку связи, достаточную для сохранения устойЧивости.

Здесь используется свойство практического постоянства соотношения (1) мощностей Pi, Рр, ..., P, соответствующих предельным bio статической апериодической устойчивости перетокам на связях (граница области устойчивости). Это свойство имеет место при условиях, которые, как правило, выполняются в соврейенйых сложных энергосистемах, имеющих системообразующие сети напряжением 330 кВ и выше.

Наиболее предпочтительно использование предложенного устройства дозировки управляющих воздействий в системах противоаварийной автоматики, производящих, выбор воздействий в доаварийном режиме для всех ожидаемых аварийных ситуаций.

В этом случае измерение текущих значений мощности должно производиться периодически. В течение каждого периода измерений просматриваются все ожидаемые аварийные ситуации. Для каждой из них определяется вид послеаварийной схемы и соответствующие этой схеме коэффициенты, а также ожидаемая мощность наброса на связи. По полученному зйачению необходимой разгрузки определяются воздействия от .противоава- . рийной автоматики на случай срабатывания пусковых органов, фиксирующих данную аварийную ситуацию. При таком использовании устройства обеспечивается высокая точность дозировки, за счет чего, с одной стороны, исключаются случаи неправильных действий, обусловленные неправильной оценкой устойчивости (что повышает надежность управления), с другой, уменьшается число случаев применения йзбыточных воздействий (что повышает экономичность управления).

Формула изобретения

1 Устройство для дозировки управляющих воздействий, обеспечивающих послеаварийную разгрузку связей энергосистемы, содержащее датчики активных мощностей связей, блок фиксации наброса мощности на связи и блок вычисления границ области устойчивости, отличающееся тем, что, с целью дозировки минимально необходимого объема управляющих воздействий на разгрузку связей в энергосистемах, имеющих сети или"участки сетей цепочной стуруктуры, устройство снабжено блоком имитации управляющих воздействий и первичными сум7 маТорами по числу связей, причем выход блока имитации уппавляющих воздействий вмес1e с выходами датчиков активных мощностей и выходом блока фиксации наброса мощности подключен к входам первичных сумматоров, а выходы первичных сумматоров соединены с входами блока вычисления траниц области устойчивости, выход которого подключен к входу блока имитации управляющих воздействий в выходным зажимом для связи с устройствамй, реализующими дозированный сигнал на разгрузку связей.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок вычисления границ области устойчивости содержит соединенные последовательно сумматор и знакочувствительный элемент,— а также квадраторы, перемножитель "и задатчик уставки, причем к входам сумматора блока вычисления подключены

691999

8 выходы задатчика уставкн, первичных сумматоров непосредстаенпо, а также . через квадраторы и перемножители.

3. Устройство по п. 1; отличающееся тем, что блок имитации управляющих воздействий выполнен в виде последовательно соединенных диода н интегратора.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено сигHGJIbHbtM блоком, вход которого подключен к выходу блока вычисления границ области устойчивости.

16

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иофьев Б. И. Автоматическое аварийное управление мощностью энергосистем

<> «Энергия», 19?4, с. 214 — — 2,17.

2. Авторское свидетельство СССР № 312341, кл. Н 02,1 3/24, 1969, Составитель К, Фотина

Редактор Т. Юрчикова Текред О. Луговая Корректор М. Шарошн

Заказ 6233/47 Тираж 857 Подннсное

ЦН ИИ ПИ Государственного «омнтета СССР но делам изобретений н открытий

l! 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП «Па-ент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4