Автоматический регулятор частоты и обменной мощности в энергосистемах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1212.77 (21) 2573299/24-07 (51) M с присоединением заявки № (23) Приоритет

Н 02 Т 3/06

Государственный комисет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1507.80. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликовани я описания 18.07.80 (53) УДК 621. 316..728:621.311 (088.8) (72) Авторы изобретения

С.П. Сарычев, А.С. Востриков и Н.Л. Новиков

Сибирский научно-исследовательский институт энергетики (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ

И ОБМЕННОЙ МОЩНОСТИ

B ЭНЕРГОСИСТЕМАХ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическому регулированию частоты и обменной мощности в объединенных энергосистемах.

Известны автоматические регуляторы частоты и обменной мощности в энергосистемах, состоящие из сумматора и интегратора. 10

Такие регуляторы при настройке коэффициентов регулирования требуют знания возмущений и нестационарных параметров объекта 11) ., Однако, измерение возмущений и определение параметров объекта в режиме нормального функционирования является практически неразрешимой задачей.

Известен также автоматический регулятор частоты и обменной мощности в энергосистемах, связанных межсистемной связью, содержащий интегратор, блок дифференцирования, вход которого подключен к измерителю отклонения 25 частоты в одной из энергосистем, сумматор, входы которого подключены к измерителям перетока мощности по межсистемной связи и отклонения частоты в одной из энергосистем к задатчику требуемого значения перетока мощности и ко входам по (n-1) производной блока дифференцирования, а выход— к вычитающему входу блока сравнения, к суммирующему входу которого подключен выход по и-ой производной отклонения частоты, и исполнительный элемент (21 .

Регулирование частоты и обменной мощности осуществляется путем изменения мощности регулирующих станций пропорционально отключению фактического. значения и-ой производной частоты от заданного ее значения, формируемого в сумматоре,, на часть входов которого поступают сигналы отклонения частоты и его (и-1) — производная блока дифференцирования. На другую часть входов сумматора поступает отклонение перетока и интеграл этого отклонения, который формируется в интеграторе. Выходной сигнал сумматора определяет желаемую динамику всей системы в целом согласно заданного дифференциального уравнения.

В блок сравнения этого регулятора происходит сравнение сигнала фактического значения и-ой производной части и выходного сигнала сумматора.

748650

С выхода блока сравнения сигнал поступает на вход усилителя. При этом управляющее воздействие, поступающее с выхода усилителя на исполнительное устройство регулирующих станций и-й энергосистемы, имеет вид:

u = к Fi (Ро " pni ), и-< и

p5(Poi Pni ) dt, Si Si 5 ) где S<,S,, S, — отклонение частоты и его и-производных, Р - P — отклонение перетоO«« ка o= заданного значения;

Fi(o) — уравнение, определяющее желаемую динамику всей системы в целом;

К; — коэффициент усиления усилителя.

Этот регулятор обеспечивает заданные динамические свойства всей системы в целом за счет стабилизации старшей производной отклонения частоты в соответствии с требуемым ее значением. Статическая ошибка поддержания заданного значения старшей производной отклонения частоты пропорциональна 1/(1+К;), т.е.всегда существует, так как К; нельзя реализовать бесконечно большим, что является надостатком данного устройства.

Цель изобретения — повышение экономичности работы энергосистемы путем повышения точности регулирования и уменьшения интенсивности работы регулирующих станций.

Hociавленная цель достигается тем, что в регуляторе частоты и обменной мощности энергосистем, связанных межсистемной связью, содержащем йнтегратор, блок дифференцирования, вход которого подключен к измерителю отклонения частоты в одной из энергосистем, сумматор, входы которого подключены к измерителям перетока мощности по межсистемной связи и отклонения частоты в одной из энергосистем, к задатчику требуемого значения перетока мощности и ко входам по (n-<) производной блока дифференцирования, а выход — к вычитающему входу блока сравнения, к суммирующему входу которого подключен выход по и-ой производной отклонения частоты, и исполнйтельный элемент, вход генератора подключен к выйоду блока сравнейия, а выход соединен с исполнительным элементом регулятора.

Йа чертеже представлена блок-схема автоматического регулятора частоты и обменной мощности в энергообъединении, .состоящая из двух энергосистем с межсистемной связью.

Объект управления 1 представляет

Собой объединение двух энергосистем с .межсистемной связью. Регуляторы 2 и 3 включают в себя блоки дифференцирования 4(4<),блока суммирования 5(5 ), интеграторы 6(б ) и блоки сравнения 7(7 )

Входы блоков дифференцирования 4(4 ) соединены с выходами из«4ерителей отклонения частоты объекта (на чертеже не показаны), а выходы — с блоками суммирования 5(5 ) и вычитающим входом блока сравнения 7(7 ). Суммирующий вход блока сравнения подключен к выходу блока суммирования, а его выход соединен с входом интегратора б(б ).Выход интегратора соединен с исполнительным элементом, воздействующим на регуляторы турбин регулирующих станций (на чертеже не показаны).

О

Входы сумматора 5(5 ) подключены к измерителям перетока мощности по межсистемной связи и отклонения частоты в энергосистемах (на чертеже не показаны).

Щ На регулятор 2 подают сигналы, пропорциональные отклонению частоты в первой энергосистеме 5,<, перетока Р„,„ и требуемого значения перетока Р„, а на регулятор 3 — пропорцио 5 нальные отклонению частоты во второй энергосистеме S перетока Р„ и заданного значения Р . В регуляторе сигналы, пропорциональные S (S>) подают на блоки дефференцирования 4(4 ) и на блок суммирования 5(5 ), на коЗО торый, кроме этого, поступают сигналы с блока 4(4 ), пропорциональные

S< ...S " (S,5 ...Si" ) и сигналы, пропорциональные P„„ )Р„, ) и Р„,(Р, ).

Сигнал с сумматора, пропорциональный требуемому значЕЪию и-ой производной частоты поступает на суммирующий вход блока суммирования 7(7 ), на вычитающий вход 7(7 ) подается сигнал текущего значения и-ой производной

4Q частоты 5<" < (St" ), который берется с блока 4(4 ) и сигнал разности с блока сравнения 7(7<) подают на интегратор

6(6 ), с выхода которого управляющий сигнал u„(u ) поступает на исполнительный элемент, воздействующий на регуляторы турбий регулирующих станций энергосистем.

Контур стабилизации и-ой производной, состоящий из энергосистемы, блоков дифференцирования 4(4 ), блоков сравнения 7(7 ), интеграторов 6(6 ) является астатическим, следовательно статическая ошибка поддержания требуемого значейия старшей производной отклонения часТоты полностью устраняется. Одновременно обеспечивается астатизм и относительно заданного значения перетока, поэтому интегратор, используемый в прототипе при формирова- . нии желаемого значения и-ой производной частоты исключительно для обеспечения астатизма по предписанному значению перетока по линии становится лишним.

Включение интегратора на выход блока сравнения фактического значения

Формула-изобретения

01 °

ЦНИИПИ Заказ 4379/17

Подписное

Тираж 783

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 и-ой производной частоты с заданным ее значением„ формируемом- в суммато- " ре 5(5 ), выгодно отличает предлагае мый автоматический регулятор, так как в этом случае интегратор б(б ) выполняет несколько функций: увеличение точности поддержания желаемого значения и-ой производной отклонении частоты обеспечение астатиэма по пред писанному значению перетбка мощности и улучшение помехозащищенности, так как интегрирование сглаживают сигнал ,отклонения.

Автоматический регулятор, в котором применена новая компановка элементов, позволяет за счет увеличения. точности обеспечения жалаемых динамических свойств в системе повысить предел передаваемой мощности по линии связи и,одновременно, эа счет улучшения помехозащищенности устранить излишнюю интенсивность работы регули- 26 рующих станций.

Автоматический регулятор частоты и обменной мощности в энергосистемах, связанных межсистемной связью, содержащий интегратор, блок дифференцирования, вход которого-подключен к из- Я мерителю.отклонения частоты в одной иэ энергосистем, сумматор, входы которого подключены к измерителям перетока мощности по межсистемной связи и отклонения частоты s одной из энергосистем, к задатчику требуемого значения перетока мощности и ко входам по (n-1) производной блока дифференцирования, а выход — к вычитающему входу блока сравнения, к суммирующему входу которого подключен выход по и-ой производной отклонения частоты, и исполнительный элемент, о т л ич а ю шийся тем, mo, c целью повышения экономичности работы энергосистемы путем повышения точности регулирования и уменьшения интенсивности работы регулирующих станций в системе, вход интегратора подключен к выходу блока сравиения, а выход соединен с исполнительным элементом регулятора.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Зеккель А.С. и Миллер Л.A. Применение частотного метода для разработки инвариантной системы регулиро.вания активной мощности и частоты.

Труды СибНИНЭ, Новосибирск, 1972, вып. 21.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 5б0291, кл. Н 02 Х 3/06, 1975.