Способ управления группой импульсных преобразователей
Формула | Описание | Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1284443
Автор: Лохов
Формула
1. Способ управления группой импульсных преобразователей, заключающийся в том, что для каждого преобразователя формируют сигнал задания и измеряют регулируемую величину, определяют их разность, интегрируют с накоплением эту разность в течение каждого импульсного интервала, формируют приоритетный сигнал включения одного из преобразователей, у которого заданная функция от результатов интегрирования имеет максимальное значение, при равенстве значений заданной функции у нескольких преобразователей приоритетный сигнал включения формируют для преобразователя с максимальным порядковым номером, определяют пороговый сигнал, суммируют все результаты интегрирования и в соответствии с величиной порогового сигнала и полученной суммой формируют сигнал разрешения включения, при совпадении которого с приоритетным сигналом формируют и подают импульсы управления соответствующим преобразователем и исключают данный преобразователь из приоритетного сравнения с другими преобразователями, при отсутствии сигнала разрешения включения запрещают подачу импульсов управления на все преобразователи, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей и динамической устойчивости энергосистемы при параллельной работе произвольных потребителей-источников с резко переменными электрическими нагрузками и группы импульсных преобразователей с различными изменяющимися амплитудами электрических нагрузок, определяют в приведенном к масштабу сигналов задания сигнал величины колебаний электрической нагрузки всех произвольных потребителей источников на ближайшем импульсном интервале работы, для каждого преобразователя измеряют и запоминают величины двух значений модулей приращений указанных результатов интегрирования соответственно на последнем интервале отключенного состояния преобразователя и последнем интервале включенного состояния, определяют приведенные значения амплитуд электрических нагрузок преобразователей как попарные суммы указанных модулей приращений результатов интегрирования отключенного и включенного состояния, определяют для ближайшего импульсного интервала пороговое значение, для чего суммируют все величины модулей приращений результатов интегрирования только отключенных состояний, сумму всех результатов интегрирования, умноженную на первый коэффициент ослабления и умноженную на второй коэффициент ослабления разность порогового значения и суммы амплитуд электрических нагрузок включенных преобразователей на последнем импульсном интервале работы, и вычитают сигнал величины колебаний электрической нагрузки произвольных потребителей источников, с этим пороговым значением сравнивают сумму амплитуд электрических нагрузок, включаемых на ближайшем импульсном интервале преобразователей и половины амплитуды электрической нагрузки преобразователя с приоритетным сигналом, при отрицательном значении результата сравнения формируют сигнал разрешения включения и увеличивают сумму амплитуд электрических нагрузок включаемых преобразователей на величину амплитуды нагрузки этого преобразователя с приоритетным сигналом.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем задания допустимой доли участия преобразователей в компенсации колебаний электрической нагрузки произвольных потребителей-источников, функцию от результатов интегрирования перед приоритетным сравнением определяют путем умножения этого результата на индивидуальный для каждого преобразователя коэффициент деления на наименьшее значение одного из двух модулей приращений результатов интегрирования каждого преобразователя.
Описание
Цель изобретения повышение энергетических показателей и динамической устойчивости энергосистемы при параллельной работе произвольных потребителей-источников с резко переменными электрическими нагрузками и группы преобразователей с различными изменяющимися амплитудами электрических нагрузок.
На фиг.1 показана схема устройства для осуществления способа; на фиг.2 - схема логического устройства формирования приоритетного сигнала включения только одного преобразователя; на фиг. 3 и 4 диаграммы сигналов работы устройства.
Устройство для осуществления способа состоит из произвольного числа преобразователей, условно пронумерованных буквами от A до Z. Соответствующие буквы использованы для индексации одинаковых переменных в разных преобразователях. Силовая часть каждого преобразователя состоит из встречно включенных вентилей 1 в цепи нагрузки 2, которые совместно с произвольными потребителями-источниками 3 питаются от одной и той же сети. Схема управления каждого преобразователя содержит функционально последовательно включенные в прямом канале задающий блок 4, первый суммирующий элемент 5, фильтр низших частот 6, представляющий собой интегратор, или в общем случае динамическое звено с передаточной функцией W(P), второй суммирующий элемент 7, релейный элемент 8 с формирователем импульсов и управляемые вентили в цепи нагрузки, а в канале обратной связи датчик 9 регулируемой величины (мощности, тока, температуры), выход которого подключен к входу вычитания первого суммирующего элемента 5, и вне каналов тактируемый аналого-цифровой измерительный блок 10, аналоговый информационный вход которого подключен к выходу фильтра низших частот 6, тактовый вход к одному из выходов синхронизированного сетью генератора 11 тактовых импульсов, общего для всей группы, а четыре цифровых выхода к общей части схемы управления группой преобразователей. На фиг.1 цифровые каналы передачи сигналов, представляющие собой системы проводников (шины), показаны широкими линиями.
Цифровой измерительный блок 10 имеет на информационном входе аналого-цифровой преобразователь 12, тактовой вход которого через первый элемент задержки 13 подключен к генератору 11, а выход к регистру 14 памяти, сумматору 15 и выходу сигнала результата интегрирования


Выходы сигналов функций П всех измерительных блоков группы преобразователей подключены к информационным входам логического блока 23 формирования приоритетного сигнала включения общей части схемы управления, выходы этого устройства подключены через элементы задержки 24 к входам установки единицы триггеров 25 и к одним из входов управления V мультиплексоров 26. Выходы триггеров 25 подключены к другим входам управления мультиплексоров 26, входам установки нулей R раздельно по каналам логического блока 23 и входам суммирования сумматоров 7. К одним из информационных входов указанных мультиплексоров 26 подключены выходы сигналов амплитуд Pм измерительных блоков прямо, а к другим со сдвигом на один шаг, выходы мультиплексоров 26 подключены к входам сумматора 27, выход которого подключен к информационному входу регистра 28, тактовый вход которого подключен к генератору 11, а выход знака (


Логический блок 23 формирования приоритетного сигнала включения имеет (фиг. 2) N двоичных M-разрядных информационных входов, подключенных к элементам И 32, при этом первый разряд кода и соответствующий ему проводник является знаковым, остальные представлены для положительных чисел прямым кодом, для отрицательных обратным. На фиг. 2 М=3 и код, например для сигнала ПВ, условно обозначен

Электрические нагрузки преобразователей и потребителей-источников измеряются однотипными датчиками 9,31 (фиг.1) с одинаковыми коэффициентами передачи, поэтому их выходные сигналы PA.PZ, Pп пропорциональны мгновенным значениям соответствующих входных величин и получаются приведенными в масштаб сигналов задания PA.PZ. Принято, что используются датчики мощности, хотя в равной мере могут быть использованы датчики тока или другого типа. Для упрощения графических построений импульсы мощности синусоидального напряжения заменены прямоугольными с амплитудой Pм при условии равенства средних за период напряжения сети значений

При отключенных тиристорах 1 на вход интегратора 6 поступает сигнал задания P>0 и за период сети выходной сигнал




где Т постоянная времени интегрирования интегратора 6. С генератора 11 тактовый импульс на измерительный блок 10 поступает в конце импульсного интервала, оттуда без задержки на тактовый вход регистра 14, который записывает и сразу же передает на свой выход кодовый сигнал с выхода регистра памяти тактируемого аналого-цифрового преобразователя 12, который все еще хранит значение



Знаковый выход сумматора 15 подключен к противофазным входам управления V регистров 16, 17 так, что при положительном выходе сумматора разрешается запись модуля приращения



С выхода регистра 17 снимается сигнал модуля приращения


где Тц время цикла повторения диаграммы электрической нагрузки преобразователя, tвк время включенного состояния тиристоров 1 за цикл. При несоответствии электрической нагрузки преобразователя заданию на входе интегратора 6 появляется постоянная составляющая ошибки регулирования (Р-р), которая интегрируется и накапливается в выходном сигнале интегратора

Для повышения энергетических показателей энергосистемы при параллельной работе произвольных потребителей-источников 3 и группы преобразователей с различными изменяющимися амплитудами электрических нагрузок Pм [измерение которых в виде сигнала (4) на выходе сумматора 21 описано выше] с помощью специального датчика 31 формируют сигнал Pп колебаний его электрической нагрузки на ближайшем импульсном интервале работы и определяют для этого интервала пороговое значение согласно рекуррентной формуле

где К1, К2 первый и второй коэффициенты ослаблений; S0 пороговое значение для последнего интервала, Iмi(icвкл0) амплитуды электрических нагрузок, включенных на последнем интервале.
Выполнение датчика 31 не принципиально. Он может быть выполнен в виде любого дифференцирующего звена (RC-цепь). В схеме на фиг.1 сигнал, пропорциональный пороговому значению (6), формируется на выходе сумматора 30. Действительно, сигналы



Пороговое значение S1 (6) определяет рекомендуемую величину суммарной амплитуды электрической нагрузки всей группы преобразователей на ближайшем интервале. Действительно, сигнал SDот определяет среднюю электрическую нагрузку всей группы, так как каждое значение





В функции сигналов s интеграторов 6 логическим блоком 23 формируются последовательно приоритетные сигналы F включения преобразователей. Если, например, первоначально высший приоритет имеет преобразователь А, то появляется сигнал "1" только на выходе FA логического блока 23, который сразу поступает на нижний вход управления V мультиплексора 26 при сигнале "0" на верхнем входе управления. При этом мультиплексор 26 подключает на выход сигнал амплитуды электрической нагрузки PМА преобразователя А с верхнего входа "2", в котором не использован один младший разряд, что эквивалентно делению сигнала на два. На все входы управления остальных мультиплексоров 26 поступают нулевые сигналы и выходы их отключены. В сумматоре 27 происходит сравнение половины указанной амплитуды с сигналом порогового значения S1, который поступает на инвертирующий вход. Если пороговое значение больше, то на знаковом выходе (


Устройство может работать при различных функциях формирования приоритетных сигналов включения. В конкретной схеме (фиг.1) это определяется выполнением элементов 19, 20, 22, 23. Здесь на входах элемента сравнения 19 сравниваются величины Dот и






где i= A,B,C,Z, K3i K3A, K3B, K3Z - индивидуальный для каждого преобразователя коэффициент, задаваемый однажды в зависимости от динамических свойств нагревательных установок с нагрузками 2 (у малоинерционных установок коэффициент больше, чем у инерционных). Сигналы поступают на информационные входы логического блока 23 в виде соответствующих кодов.
Логический блок 23 формирования приоритетного сигнала включения (фиг. 2) формирует на своем одном выходе, например, сигнал 1, если либо код ПВ












В табл. 1 и на фиг.3 приведен пример управления группой из трех преобразователей (фиг.1) при одинаковых амплитудах, когда параллельно работающий потребитель-источник 3 с графиком Pп является потребителем электроэнергии и для энергосистемы необходимо сгладить график общего потребления мощности Pобщ.
Например, в конце 4-го интервала по формуле (6)
S=(0,5+0,75+0,25) + [0(0,5+0,75+0,25)-1]+1

Первым на 5-м интервале проверяется на включение преобразователь В, имеющий старшее значение функции приоритета, равное 3. Половина амплитуды равна 0,5 и разность с пороговым значением 0,5-0,75 <0, значит преобразователь В включается на 5-м интервале. Следующий по приоритету идет преобразователь А, приоритет при равенстве с C приоритетных функций определяется порядковой нумерацией преобразователей. На этот раз результат сравнения амплитуды преобразователя А 1,5-0,75 >0, и преобразователь А и остальные не включается на 5-м интервале.
Согласно данному способу при любой приоритетной функции П все сигналы этих функций всех преобразователей изменяются одновременно и с погрешностью, определяемой только дискретностью регулирования, всегда совпадают (фиг.3), тогда как графики сигналов









В табл. 2 и на фиг.4 приведен пример управления группой из шести преобразователей с разными амплитудами при работе потребителя-источника 3 в режиме потребителя, когда требуется сгладить график общей нагрузки Pобщ колебаниями нагрузки всей группы Pгр.
Тогда потребитель-источник является специальным источником электроэнергии и требует сложного графика потребителя энергии (ветроэлектростанции, солнечные батареи), датчик 31 (фиг. 1) формирует сигнал Pп требуемой формы и колебания электрической нагрузки всей группы Pгр повторяют форму этого сигнала. Например, в случае солнечных батарей снижает нагрузку, когда солнце ненадолго закрывается облаком, и компенсирует недополученную энергию, когда облако уйдет. При этом сама система (фиг.1) поддерживает среднее потребление энергии каждым преобразователем на заданном уровне. В мощных энергосистемах при возникновении колебательных перетоков мощностей датчик 31 (фиг.1) может формировать стабилизирующий сигнал, который по форме будет повторяться общей нагрузкой всех преобразователей, повышая этим динамическую устойчивость энергосистемы.
Таким образом, предлагаемый способ может быть применен в устройствах управления группами импульсных преобразователей как при их самостоятельной работе, так и при параллельной работе с потребителями-источниками с резко переменной нагрузкой, обеспечивая высокие энергетические показатели и динамическую устойчивость всей энергосистемы при удовлетворении технологическим требованиям нагрузки каждого преобразователя.
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления тиристорными импульсными преобразователями переменного напряжения при их групповом применении.
Целью изобретения является повышение энергетических показателей и динамической устойчивости. Электрические нагрузки преобразователей и потребителей измеряются датчиками 9 и 31. С генератора 11 тактовый импульс поступает на измерительный блок 10. При несоответствии электрической нагрузки преобразователя заданию на входе интегратора 6 появляется постоянная составляющая ошибка регулирования, которая интегрируется и накапливается в выходном сигнале интегратора фильтра низших частот 6. Когда сигнал на выходе интегратора и входе релейного элемента 8 достигает порога переключения последнего, то он переключается и соответственно включает или отключает тиристоры 1. Для повышения энергетических показателей с помощью датчика 31 формируют сигнал колебаний его электрической нагрузки и ближайшем импульсном интервале работы и определяют для этого интервала порога все значение, пропорционально которому формируется сигнал на выходе сумматора 30. В функции сигналов интеграторов, логическим блоком 23 формируются приоритетные сигналы включения преобразователей, которые поступают на вход мультиплексора 26. С выходов мультиплексоров сигналы поступают в сумматор 27, где происходит их сравнение с пороговым сигналом. С выхода сумматора 27 сигнал поступает в регистр 28 и хранится до конца интервала, где будет использован при формировании нового сигнала. 1 з.с.п. ф-лы, 4 ил.
Рисунки
Заявка
3645161/07, 27.09.1983
Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола
Лохов С. П
МПК / Метки
МПК: H02M 7/12
Метки: группой, импульсных, преобразователей
Опубликовано: 10.12.1997
Код ссылки
<a href="https://patents.su/0-1284443-sposob-upravleniya-gruppojj-impulsnykh-preobrazovatelejj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ управления группой импульсных преобразователей</a>
Предыдущий патент: 2-(3, 4, 5-триметоксифенил)-1-метилимидазо (4, 5-с) пиридингидрохлорид, обладающий спазмолитической и гипотензивной активностью
Следующий патент: 2-(3-оксо-4, 5-дигидропиридазинил-6)-бензимидазол, обладающий гипотензивным и кардиостимулирующим действием
Случайный патент: Холодильник с поперечным перемещением проката