Устройство для сохранения устойчивости при отключении линии межсистемной слабой связи в схеме сети цепочечной структуры

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 021081 (21) 3342559/24-07с присоединением заявки Йо(23) Приоритет И 1 М. Кп.з Н 02 Л 3/24 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий.91(088.8) Дата опубликования описания 280283(72) Авторизобретения Т.В. Колонский УкраЫйсйого. Йй Киевский отдел комплексного проектированияотделения Ордена Октябрьской Революциигосударственного проектно-изыскательскоисследовательского института энергетичеи электрических сетей "Энергосетьпроек(71) Заявите 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ЛИНИИ МЕЖСИСТЕМНОЙ СЛАБО СВЯЗИ В СХЕМЕ СЕТИ ЦЕПОЧЕЧНОЙ СТРУКТУРЫ щерба из-з ия большог Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к области противоаварийной автоматики энергосистем.Известно устройство для сохранения устойчивости, в том числе и при отключении линии, в котором измеряются режимные параметры, сравниваются с расчетными, определяются величины управляющих воздействий, фиксируется отключение линии и реализуются управляющие воздействия (1Недостатком является то, что при этом не учитывается ущербность управляющих воздействий.Известно также устройство для фиксации и выполнения управляющих воздействий на ограничение мощности генераторов Рот отправной части и нагрузки Рбн в приемной части энергосистемы при примерном равенстве объемов Р , Ри необходимой величине ограничения перетока ЬР 121,Указанные способ и структурная схема могут быть использованы как в двухмашинной схеме сети, так и в более сложных схемах сети ввиду отсутствия при этом небаланса актив ной мощности. Однако обеспечение ра венства РОт и Рок приводит к увеличению зкономического у а необходимости отключен о объема нагрузки Р.Наиболее близким к предлагаемому является устройство фиксации предела статической устойчивости, предназначенное для сохранения устойчивости по линиям межсистемной слабой связи в схеме сети цепочечной структуры. Устройство содержит элементы фиксации активной мощности исходного режима в сечении каждой ветви, элементы фиксации модулей напряжения в узлах каждом ветви, элементы фиксации угла между напряжениями в узлах ветвей с полным составом линии, вычислительные блоки Фиксации предельной активной мощности в сечении каждой ветви с полным составом линий и в сечении ветви с отключенной линией, вычислительный блок фиксации слабой ветви, в качестве которого используется блок сравнения и к входам которого присоединены выходы элементов Фиксации угла, элементов Фиксации активной мощности исходного режима в сечениях вет вей с полным составом линий, элементов Фиксации модулей напряжения в узлах ветвей с полным составом линий10 20 30 65 тельный блок фиксации слабой ветви,в качестве которого используетсяблок сравнения и к входам которогоприсоединены выходы элементов фиксации угла, элементов фиксации актив. ной мощности исходного режима в сечениях ветвей с полным составом линий, элементов фиксации модулей напряжения в узлах ветвей с полным составом линий и вычислительных блоковфиксации предельной активной мощности в сечениях ветвей с полнымсоставом линий, а к входам вычислительных блоков фиксации предельной активной мощности в сечениях ветвейподключены выходы соответствующихэлементов фиксации модулей напряжения в узлах ветвей, причем вычислительный блок фиксации предельной активной мощности состоит из элемента умножения двух модулей напряжения в узлах ветви и элемента деления на значение реактивного сопротивления ветви с полным составомлиний и ветви с отключенной линией,к входу числителя которого подключен выход элемента умножения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью обеспечения его автоматической настройки в исходных режимахна основании фиксации допустимогорезультирующего небаланса активной мощности при осуществлении управляющих воздействий на ограничение мощности генераторов и нагрузки, оно снабжено вычислительными блоками фиксации перетока активной мощности с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в сечении каждой ветви с полным составом линий и в сечении ветви с отключенной линией, вычислительным блоком Фиксации ограничения перетока в сечении ветви с отключенной линией, вычислительным блоком фиксации допустимого результирующего небаланса уп- равляющих воздействий, вычислитель ным блоком фиксации управляющих воздействий на ограничение мощности генераторов и нагрузки с учетом результирующего небаланса, блокамиформирования управляющих воздейст вий на ограничение мощности генера, торов и нагрузки, элемента 1. фиксации отключения линии и двумя элементами И причем выход каждого вычисли 1 тельного блока фиксации предельной э 5 мощности подключен к входу своего вычислительного блока фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости, а выход каждого вычислительного блока 60 фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в ветвях с полным составом линий вместе с выходами каждого элемента фиксации активной мощности исходного режима в этих же ветвяхи выходами вычислительного блокафиксации слабой ветви подключены квходам вычислительного блока фиксации допустимого результирующего небаланса управляющих воздействий,выход вычислительного блока фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в ветви с отключенной линиейвместе с выходом элемента фиксацииактивной мощности исходного режимав этой же ветви подключены к входамвычислительного блока фиксации ограничения перетока в сечении ветвис отключенной линией, выход которого вместе с выходом вычислительногоблока Фиксации допустимого результирующего небаланса подключены к вычислительному блоку фиксации управляющих воздействий на ограничениемощности генераторов и нагрузки сучетом результирующего небаланса,каждый из двух выходов которого подключен к соответствующему блоку формирования управляющих воздействийна ограничение мощности генераторови нагрузки, выход каждого из которыхсоединен последовательно с помощьюэлементов И с выходом элемента фиксации отключения линии, каждый вычислительный блок фиксации перетока сзаданным коэффициентом запаса по статической устойчивости состоит изэлемента деления предельной активноймощности на заданный постоянный коэффициент, а вычислительный блок фиксации ограничения перетока в сеченииветви с отключенной линией состоитиз элемента вычитания и элементаумножения, причем к входам элемента вычитания подключены выход элемента фиксации активной мощностиисходного режима в ветви с предполагаемой к отключению линией и выход вычислительного блока фиксацииперетока с заданным коэффициентомзапаса по статической устойчивостив этой же ветви с отключенной линией, выход элемента вычитания подключен к входу элемента умножения напостоянный коэффициент надежности,вычислительный блок фиксации допустимого результирующего небалансасостоит из двух элементов вычитания,двух элементов И, трех элементовумножения, одного элемента сложенияи одного элемента деления, причемк входам первого элемента вычитанияподключены выход вычислительногоблока фиксации перетока с заданнымкоэффициентом запаса по статическойустойчивости в одной из ветвей сполным составом линий и выход элемента фиксации активной мощностиисходного режима в сечении этой ветви, выход этого элемента вычитаниявместе с соответствующим выходом блока фиксации слабой ветви подключены к входам первого элемента И, а к входам второго элемента вычитания подключены вьход вычислительного , блока фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в другой ветви с полнымсоставом линий и выход элемента фиксации активной мощности исходного режима в сечении этой ветви, выход этого элемента вычитания вместе с соответствующим выходом блока Фиксации слабой ветви подключены к входам второго элемента И, выходы первого и второго элементов И подключены к первому элементу. умножения, к другому входу которого подключен выход элемента сложения, к входам .которого подключены выходы второго и третьего элементов умножения соответственно значения активной мощности приемной и отправной энергосистем на значение результирующего коэффициента крутизны статической характеристики по частоте приемной и отправной энергосистем, выход первого элемента умножения подключен к входу числителя элемента деления, к входу знаменателя которого подключен выход третьего элемента умножения, вычислительный блок Фиксации управляющих воздействий состоит из четырех элементов умножения, двух элементов сложения, двух элементов деления и одного элемента вычитания, причем к входу первого элемента умножения подключен выход вычислительного блока фиксации допустимого результирующего небаланса на значение активной мощности приемной энергосистемы и значение результирующего коэффициента крутизны статической характеристики по частоте приемной энергосистемы, к входу второго элемента умножения подключен выход блока фиксации допустимого результирующего небаланса на значение активноймощности отправной энергосистемы изначение результирующего коэффициента крутизны статической характеристики по частоте отправной энергосистемы, выходы третьего и четвертого элементов умножения соответственно значения активной мощностиприемной энергосистемы на значениерезультирующего коэффициента круо тизны статической характеристики почастоте приемной энергосистемы изначения активной мощности отправной энергосистемы на значение результирующего коэффициента крутиз 5 ны статической характеристики.почастоте отправной энергосистемы подключены к входупервого элементасложения, выходы которого подключенык входу знаменателя первого и вто 20 рого элементов деления, к входу числителя которых подключены соответственно выход первого и второго эле"ментов умножения, а выход вычислительного блока фиксации ограничения25 перетока и выход первого элементаделения подключены к входам элемента вычитания, выход которого подключен к входу блока формирования управляющих воздействий на ограничениемощности нагрузки, выход вычислительного блока фиксации ограниченияперетока и выход второго элементаделения подключены к входам второгоэлемента сложения, выход которого.подключен к входу блока формированияу правляющих воздействий на ограничение мощности генераторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Иофьев Б.И. Автоматическое40 аварийное управление мощностью энергосистем. М., "Энергияф, 1974,с. 72, 73.2. Там же, с. 372.3. Авторское свидетельство СССР45 Р 819885, кл. Н 02 7 3/24, 1981.1Ро гат оставитель К. Фотинаехред И,Тепер Корректор М. Демчи Ю. Сер ак Заказ 14 ВодписноеСССР д илиал ППП "Патент", г, Ужгор оектная,31/бб ТиражНИИПИ Государственпо делам изобрете13035, Москва, Ж,ого комитет ий и открыт аушская наби вычислительных блоков фиксациипредельной активной мощности в сече-,ниях ветвей с полным составом линий,а к входам вычислительных блоковфиксации предельной активной мощности в сечениях ветвей подключены выходы соответствующих элементов фиксации модулей напряжения в узлахветвей, причем вычислительный блокфиксации предельной активной мощности состоит из элемента умножения10двух модулей напряжения в узлах ветви и элемента деления на значениереактивного сопротивления ветви сполным составом линий и ветви с отключенной линией, к входу числителя 15которого подключен выход элементаумножения,Это устройство в виде блоков может использоваться для выдачи информации о пределе статической устой Очивости в сложной схеме сети цепочечной структуры. Причем общие функциональные задачи известного устройства и предлагаемого совпадают 131,Однако устройство-прототип предназначенное для фиксации предела статической устойчивости, являющегосятолько исходной информацией для фиксации управляющих воздействий в предлагаемом устройстве, не позволяетавтоматически выбирать интенсивностьвоздействий на ограничение мощности гейераторов и нагрузки по условию допустимого результатирующегонебаланса активной мощности.Цель изобретения - обеспечение3автоматической настройки устройствав исходных режимах на основании непосредственной фиксации допустимогорезультирующего небаланса активноймощности (Рр) при осуществлении уп- оравляющих воздействий на ограничение мощности генераторов (Р) и нагрузки (Р,н) .Поставленная цель достигается 45тем, что устройство, содержащее элементы фиксации активной мощностиисходного режима в сечении каждойветви, элементы фиксации модулейнапряжения в узлах каждой ветви,элементы фиксации угла между напряжениями в узлах ветвей с полнымсоставом линии, вычИслительные блоки фиксации предельной активной мощности в сечении каждой ветви с полным составом линий и в сечении ветви с отключенной линией, вычислительный блок фиксации слабой ветвив качестве которого используетсяблок сравнения и к входам которогоприсоединены выходы элементов фик Осации угла, элементов фиксации активной мощности исходного режима всечени:тх ветвей с полным составомлинии, элементов фиксации модулейнапряжения в узлах ветвей с полным составом линий и вычислительных блоков фиксации предельной активноймощности в сечениях ветвей с полнымсоставом линий, а к:входам вычислительных блоков фиксации предельнойактивной мощности в сечениях ветвейподключены выходы соответствующихэлементов фиксации модулей напряжения в узлах ветвей, причем вычислительный блок фиксации предельнойактивной мощности состоит из элемента умножения двух модулей напряжения в узлах ветви и элемента деления на значение реактивного сопротивления ветви с полным составом линий и ветви с отключенной линией,к входу числителя которого подключен выход элемента умножения, снабжено вычислительными блоками фиксации перетока активной мощности сзаданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в сечении каждой ветви с полным составом линийи в сечении ветви с отключенной линией, вычислительным блоком фиксации ограничения перетока в сеченииветви сотключенной линией, вычислительным блоком фиксации допустимого результирующего небаланса управляющих воздействий, вычислительчымблоком фиксации управляющих воздейст.вий на ограничение мощности генераторов и нагрузки с учетом результирующего небаланса, блоками формирования управляющих воздействий на ограничение мощности генераторов инагрузки, элементом фиксации отключения линии и двумя элементами И,причем выход каждого вычислительного блока фиксации предельной мощности подключен к входу своего вычислительного блока фиксации перетокас заданным коэффициентом запаса постатической устойчивости, а выходкаждого вычислительного блока фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в ветвях с полным составом линий вместе с выходами каждого элемента фиксации активной мощности исходного режима в этих же ветвях ивыходами вычислительного блока фиксации слабой ветви подключены к входам вычислительного блока фиксациидопустимого результирующего небаланса управляющих воздействий, выходвычислительного блока фиксации перетока с задним коэффициентом запаса по статической устойчивости вветви с отключенной линией вместес выходом элемента фиксации активноймощности исходного режима в этойже ветви подключены к входам вычислительного блока фиксации ограничения перетока в сечении ветви с отключенной линией, выход котороговместе с выходом вычислительного блока фиксации допустимого результирующего небаланса подключены к вычислительному блоку фиксации управляющих воздействий на ограничение мощности генераторов и нагрузки с учетом результирующего небаланса, каждый из двух выходов которого подключен к соответствующему блоку формирования управляющих воздействий на ограничение мощности генераторов и нагрузки, выход каждого из которых соединен последовательно с помощью элементов И с выходом элемента фиксации отключения линии, каждый вычислительный блок фиксации перетока с заданным коэффициентом за паса по статической устойчивости состоит из элемента деления предельной активной мощности на заданный постоянный коэффициент, а вычислительный блок фиксации ограничения перетока в сечении ветви с отключенной линией состоит из элемента вычитания и элемента умножения, причем к входам элемента вычитания подключены выход элемента фиксации активной мощности исходного режима в ветви с предполагаемой к отключению линией и выход вычислительного блока фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в этой же ветви с отключенной линией, выход элемента вычитания подключен к входу элемента умножения на постоянный коэффициент надежности, вычислительный блок фиксации допустимого результирующего небаланса состоит из двух элементов вычитания, двух элементов И, трех элементов умножения, одного элемента сложения .и одного элемента;деления, причем к входам первого элемента вычитания подключены выход вычислительного блока фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в одной из ветвей с полным составом линий и выход элемента фиксации активной мощности исходного режима в. сечении этой ветви, выход этого элемента вычитания вместе с соответствующими выходом блока фиксации слабой ветви подключены к входам первого элемента И, а к входам второго элемента вычитания подключены выход вычислительного блока фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в другой ветви с полным составом линий и выход элемента фиксации активной мощности исходного режима в сечении этой ветви, выход этого элемента вычитания вместе с соответствующим выходом блока фиксации слабой ветви подключены к входам второго элемента И, выходы первого и второго элементов И подключены к первому элементу умножения, к другому входу которого подключен выход элемента сложения, квходам которого подключены выходывторого и третьего элементов умножения соответственно значения активной мощности приемной и отправной 5 энергосистемы на значение результирующего коэффициента крутизны статической характеристики по частотеприемной и отправной энергосистем,выход первого элемента умножения 1 О подключен к входу числителя элемента деления, к входу знаменателя которого подключен выход третьегоэлемента умножения, вычислительныйблок фиксации управляющих воздействий состоит из четырех элементовумножения, двух элементов сложения,двух элементов деления и одного элемента вычитания, причем к входу первого элемента умножения подключен 2 О выход вычислительного блока фиксации допустимого результирующего небаланса на значение активной мощности приемной энергосистемы и значение результирующего коэффициентакрутизны статической характеристикипо частоте приемной энергосистемы,к входу второго элемента умноженияподключен. выход блока фиксации допустимого результирующего небалансана значение активной мощности отп- ЗО равной энергосистемы и значение результирующего коэффициента крутизныстатической характеристики по частоте отправной энергоси,темы, выходы третьего и четвертого элемен тов умножения соответственно значения активной мощности приемной энергосистемы на значение результирующего коэффициента крутизны статической характеристики по частотеприемной энергосистемы и значенияактивной мощности отправной энергосистемы на значение результирующего коэффициента крутизны статической характеристики по частоте отп равной энергосистемы подключены .квходу первого элемента сложения,выходы которого подключены к входузнаменателя первого и второго элементов,леления, к входу числителякоторых подключены соответственновыход первого н второго элементовумножения,а выход вычислительногоблока фиксации ограничения перетока и выход первого элемента деленияподключены к входам элемента вычитания, выход которого подключен квходу блока формирования управляющих всздействий на ограничение мощности нагрузки, выход вычислительного блока фиксации ограничения пе ретока и выход второго элемента деления подключены к входам второгоэлемента сложения, выход которогоподключен к входу блока формирования управляющих воздействий на ог раничение мощности генераторов, 1001306На фиг. 1 изображена схема сети ценочечной структуры и основная структурная схема устройства применительно для отключения линии в этойсхеме сети на фиг. 2 - структурнаясхема входящих в устройство вычислительных блоков фиксации предельнойактивной мощности, фиксации перетока активной мощности с заданным коэффициентом запаса по статическойустройчивости, фиксации ограничения 1 Оперетока в сечении ветви с отключенной линией и фиксации допустимогорезультирующего небаланса управляющих воздействий, на фиг. 3 - структурная схема входящего в устройство 15вычислительного блока фиксации управляющих воздействий на ограничение мощности генераторов и нагрузкис учетом результирующего небаланса.На фиг. 1 изображена схема сложной четырехмашинной схемы сети цепочечной структуры с отправной(узел 1), двумя промежуточными (узлы 2 и 3), и приемной (узел 4) энергосистемами при постоянных напряже с;ниях на их шинах, обеспечиваемыхавтоматическими регуляторами, и направлении перетока от энергосистемы1 к энергосистемам 2, 3 и 4 в режиме потребления РН промежуточнойэнергосистемой 2 и генерации Р промежуточной энергосистемой 3.Применительно для этой схемы сети с предполагаемой к отключениюлинией между энергосистемами 3 и 4, 35т.е, на участке 3-4, основная структурная схема устройства на фиг. 1содержит следующие основные элементы и блоки, соединенные между собойтелеканалами доаварийной информации: щэлементы 5-7 фиксации активной мощности исходного режима в сечениикаждой ветви, элементы 8-11 фиксации модулей напряжения в узлах каждой ветви, элементы 12 и 13 фиксации угла между напряжениями в узлахветвей 1-2, 2-3 с полным составомлиний, вычислительный блок 14 фиксации слабой ветви по зависимости (2) (3) и (2 а), (За), вычислительныеблоки 15 и 16 фиксации предельнойактивной мощности в сечении каждойветви 1-2, 2-3 с полным составом линий по зависимости (9 а), вычислительный блок 17 фиксации предельной активной мощности в сечении ветви3-4 с отключенной линией по зависимости (12 а), вычислительные блоки 18 и 19 Фиксации перетока активной мощности с заданным коэффициентом запаса по",статической устойчивости 60 в сечении каждой ветви 1-2, 2-3 с полным составом линий по зависимости (9), вычислительный блок 20 фик сации перетска активной мощности с заданным коэффициентом запаса по65 статической устойчивости в сечении ветви 3-4 с отключенной линией по зависимости (12), вычислительный блок 21 фиксации ограничения перето ка в сечении ветви 3-4 с отключенной линией по (11), вычислительный блок 22 фиксации допустимого результирующего небаланса управляющих воздействий по (10), вычислительный 23 фиксации управляющих воздействий на ограничение мощности генераторов по (16) и нагрузки по (17) с учетом результирующего небаланса, блоки 24 и 25 Формирования управляющих воздействий на ограничение мощности генераторов и нагрузки и элемент 26 фиксации отключения линии. В ка. честве блока 14 фиксации слабой ветви используется блок сравнения по (2), (3) и (2 а), (За), к в одам которого присоединены выходы элементов 12 и 13 фиксации угла, выходы элементов 5 и 6 фиксации активной мощности исходного режима в сечениях ветвей 1-2 и 2-3 с полным составом линий, элементов 8 и 9 фиксации модулей напряжения в узлах тех же ветвей и вычислительных блоков 15 и 16 фиксации предельной активной мощности тех же ветвей.К входам блоков 15-17 фиксации предельной активной мощности подключены входы соответствующих элементов 8, 9 и 9, 10 и 10, 11 фиксации модулей напряжения в узлах ветвей 1-2, 2-3, 3-4. Выход каждого блока 15-17 подключен к входу своего блока 18-20 фиксации перетока с заданным коэффициентом эайаса по статической устойчивости. Выход блоков 18 и 19 фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в ветвях 1-2, 2-3 с полным составом линий вместе с выходом элементов 5 и 6 фиксации активной мощности исходного режима в этих ветвях и выходами блока фиксации слабой ветви 14 подключены к . входам блока 22 Фиксации допустимого результирующего небаланса. Выход блока 20 фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в ветви 3-4 с отключенной линией вместе с выходом элемента 7 фиксации активной мощности исходного режима в этой же ветви подключены к входам блока 21 Фиксации ограничения перетока в сечении ветви 3-4 с отключенной линией. Выходы блоков 21 и 22 подключены к входам блока 23 фиксации управляющих воздействий на ограничение мощности генераторов и нагрузки. Один выход блока 23 с информацией о ве. - личине ограничения мощности генераторов подключен к входу блока 24 формирования управляющих воздействий на ограничение мощности генераторов. Другой выход блока 23 с информацией о величине ограничения мощности нагрузки подключен к входу блока 25 формирования управляющих воздействий на ограничение мощности нагрузки, Выход блока 24 и 25 соединен последовательно с помощью элементов И 27 и 28 с выходом элемента 26 фиксации отключения линии. Выходы элементов И 27 и 28 являются выходами устройства, с которых при срабатывании элемента 26 фиксации отключения линии направляются сигналы к исполнительным органам ограничения мощности генераторов и нагрузки, находящимся на объектах управления в виде электрических станций и районов нагрузки,Блоки 24 и 25 формирования управляющих воздействий на ограничения мощности генераторов и нагрузки (или блоки памяти) выполняются на известных принципах, по которым на основании сигнала в аналоговой или цифровой форме с выходов блока 23 о необходимой величине ограничения. мощности генераторов Роп и нагрузки Р с помощью триггеров или двухпоОНзиционных реле подготавливаются и запоминаются цепи на ограничение мощности генераторов Р и нагрузогРоЭлемент 26 фиксации отключения линии выполняется также на известных принципах, например по факту отключения выключателей линии.Каждый из вычислительных блоков 15-17 фиксации предельной активной мощности в сечениях ветвей по (9 а) и (12 а) состоит (Фиг. 2) из элемента 29 умножения двух модулей напря- . жения в узлах ветви и элемента 30 деления на значение реактивного сопротивления ветви с полным составом линий (блоки 15 и 16) или ветви с отключенной линией (блок 17).Каждый из вычислительных блоков 18-20 фиксации перетока активной мощности с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в сечениях ветвей по (9) и (12) состоит (фиг. 2) из элемента 31 деления предельной активной мощности на заданный постоянный коэффициент КВычислительный блок 21 фиксации ограничения перетока в сечении ветви 3-4 с отключенной линией по (11) состоит (фиг. 2) иэ элемента 32 выч тания и элемента 33 умножения. К входам элемента 32 вычитания подключены выход элемента 7 фиксации активной мощности исходного режима в ветви 3-4 с предполагаемой к отключению линий и выход блока 20 фиксация перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в этой же ветви 3-4 с от ключенной линией. Выход элемента 32 вычитания подключен к входу элемента 33 умножения на постоянный коэффициент надежности Кн.Вычислительный блок 22 фиксациидопустимого результирующего небалан са по (10) состоит из двух элементов 34 и 35 вычитания, двух элементов И 36 и 37, трех элементов 38-40умножения, одного элемента 41 сложения и одного элемента 42 деления.10 К входу первого элемента 34 вычитания подключены выход вычислительного блока 18 фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в одной из 15 ветвей, в частности в сечении ветви 1-2 с полным составом линий ивыход элемента 5 фиксации активноймощности исходного режима в сеченииэтой ветви 1-2. Выход этого элемента 34 вычитания вместе с соответст-.,вующим выходом блока 14 фиксациислабой ветви 1-2 подключены к входам первого элемента И 36. К входамвторого элемента 35 вычитания под ключены выход вычислительного блока19 фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статическойустойчивости в другой ветви, в частности в сечении ветви 2-3 с полнымсоставом линий и выход элемента 6фиксации активной мощности исходного режима в сечении этой ветви 2-3.Выход этого элемента 35 вычитаниявместе с соответствующим выходомблока 14 Фиксации слабой ветви 2-3подключены к входам второго элемента И 37. Выходы первого и второгоэлементов И 36 и 37 подключены кпервому элементу 38 умножения, кдругому входу которого подключен 40 выход элемента 41 сложения, к входам которого подключены выходы второго и третьего элементов 39 и 40умножения соответственно значенияактивной мощности приемной Р м и 45 отправной Р энергосистем на значение результирующего коэффициентакрутизны статической характеристики:по частоте приемной Кпр и отправной К энергосистем. Выход первоопго элемента 38 умножения подключенк входу числителя эдемента 42 деления, к входу знаменателя которогоподключен выход третьего элементаумножения активной мощности отправной энергосистемы Рот на значениерезультирующего коэффициента крутизны статической характеристики почастоте отправной энергосистемы Кот .Вычислительный блок 23 фиксации60 управляющих воздействий по (16),(17) состоит из четырех элементов43-46 умножения, двух элементов 47и 48 сложения, двух элементов 49и 50 деления и одного элемента 515 вычитания. К входу первого элемен 1001306 126 О та 43 умножения"подключен выход вычиолительного блока 22 фиксации допустимого результирующего небаланса на значение активной мощностиприемной энергосистемы Ррм и значение результирующего коэффициентакрутизны статической характеристики по частоте приемной энергосистемы Кп. К входу второго элемента44 умнохения подключен выход блока22 фиксации допустимого результирующего небаланса на значение активноймощности отправной энергосистемыРот и значение результирующего коэффициента крутизны статической характеристики по частоте отправнойэнергосистемы К . Выходы третьегои четвертого элементов 45 и 46 умножения соответственно значенияактивной мощности приемной энергосистемы Рпна значение результи- Орующего коэффициента крутизны статической характеристики по частотеприемной энергосистемы К и значение активной мощности отправнойэнергосистемы Р на значение результирующего коэффициента крутизны статической характеристики почастоте отправной энергосистемы К нподключены к входу первого элемента 47 сложения. Выходы элемента 47 3 Оподключены к входу знаменателя первого и, второго элементов 49 и 50 де.ления, к входу числителя которыхподключены соответственно выход первого и второго элементов 43 и 44 умножения. Выход вычислительного блока 21 фиксации ограничения перетока и выход первого элемента 49 деления подключены к входам элемента 51 вычитания, выход которого с информацией о Рподключен к входу блока 25 формирования управляющих воздействий на ограничение мощности нагрузки, Выход вычислительного блока 21 фиксации ограничения перетока и выход второго элемента 50 деления подключены к входам вто" рого элемента 48 сложения, выход ,которого с информацией о Ро подключен к входу блока 24 Формирования управляющих воздействий на ог О раничение мощности генераторов, 1На фиг. 1 приведена схема сети цепочечной структуры при отправной 1 и приемной 4 энергосистемах в виде объединений мощностью Р и Р существенно.: большей, чем мощпрмность Р,ро, промежуточной энергосистемы 2 с результирующим потреблением нагрузки Р промежуточной энергосистемы 3 с резулвтирующей генерацией Р , Рассматривается напряженнйй исходный режим перетока от энергосистемы 1 к энергосистемам 2-4, при котором отключение одной линии на участке 3-4 приводит 65 к нарушению устойчивости в сечении 3-4, так как переток в исходном режиме на участке 3-4 превышает предел статической устойчивости оставшихся в работе линий в сечении 3-4.При отключении одной из линий в сечении 3-4 для уменьшения экономического ущерба от излишнего отключения нагрузки при выполнении управляющих воздействий для сохранения устойчивости с помощью предлагаемого устройства допускается определенный результнрующий небаланс активй мощности .Р который не должен быть опасен поустойчивости для другого сечения сполным составом линий на .одном изучастков 1-2 или 2-3. Укаэаннаяопасность вызвана тем, что при выполнении управляющих воздействийР, в энергосистеме 3 и Ро в энергосистеме 4 (по обе сторонй сечения3-4) результирующий небаланс Р поРзависимости (1) от этих управляющихвоздействий является фактически аварийным дефицитом активной мощности,и этот аварийный дефицит активной мощности, вызывая статическую перегрузку линий связи в сечениях 1-2и 2-3, может привести к нарушению устойчивости в одном из этих сечений, в котором (например 1-2) под действием перегрузки переток, увеличиваясь, достигнет предельного постатической устойчивости значения раньше, чем в другом сечении (2-3). В рассматриваемых условиях нарушение устойчивости под действием не- баланса Р произойдет в этом сечеРнии (1-2), которое является слабым для сечений (1-2 и 2-3) с полным составом линий.При постоянных значениях напряжения на шинах энергосистем 1-4 благодаря регулированию напряжения с помощью АРВ (сильного действия) синхронных генераторов и синхронных компенсаторов или статических регуляторов реактивной мощности и учете в качестве реактивного, только индуктивного сопротивления линий связи что допустимо для системообразующих линий напряжения 330, 500, 750 кВ), достижение перетоком предельного по статической устойчивости значения в слабом сечении (1-2) имеет место при взаимном углеБ =90 О между векторами напряжения на шинах энергосистем 1 и 2.При предшествующем перетоке, как указывалось, от энергосистемы 1 К 2-4 угол Е = 90 в слабом сечении 1-2 должен быть достигнут раньше, чем в сечении 2-3. Поэтому для условий соизмеримых реактивных сопротивлений ветвей в исходном напряженном(2) 12 23 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 режиме взаимный угол между векторами напряжения на шинах энергосистем1 и 2 будет больше, чем взаимныйугол между векторами напряжения нашинах энергосистем 2 и 3. Указанному соответствует выполнение неравен.ства в случае, когда слабой будетветвь 1-2 Для рассматриваемых условий при выполнении неравенства в виде25БЮ (5)слабой будет ветвь 2-3.Для условий несоизмеримых реактивных сопротивлений ветвей в вычислительном блоке Фиксации слабой ветвинеравенство (2) дополнительно в соответствии с 21 проверяется путемопределения значенияХгз Рпр-г+ (Рг-з- Р г)(2 а)О цзи,сравнения его с единицей, а неравенство (3) дополнительно проверяется путем определения значенияХ 12(.Рпрг-э-(Рг-З-Р 1 г)1 (С)О Ои сравнения его с единицей,Если значение по зависимостям(2) или (3) слабой будет ветвь 1-2или 2-3. Если значение по зависимостям (2 а) или по (За) больше единицы, то слабой будет ветвь 2-3 или1-2Допустимая величина результирующего небаланса РР по (1), еще неопасная для нарушения устойчивостив слабом сечении с полным составомлиний (1-2 или 2-3), может быть зафиксирована на основании следующего. При возникновении укаэанногорезультирующего небаланса Рр, сучетом того, что энергосистемы 1 и4 принимаются в виде объединенийсущественно большей мощности, чемпромежуточные энергосистемы 2 и 3,частота во всей энергосистеме снизится на величинуРРдтрпрмпрм+ Рблагодаря чему в приемной 4 и отправной 1 энергосистемах нагрузка снизится на величинуд Рпрм = ДРпрм К и рм) (5)д Рот = ДРотКотгде К Кот - результирующие ко-,прмотэффициенты крутизны статическиххарактеристик по частоте (обратныекоэффициентам статизма) приемной 4и отправной 1 энергосистем (объеди,нений. мощностью Рпрм ф Рот ф Кпрм ф Кот ф РпмРот предварительно задаются.В результате будет увеличиватьсппереток в сечениям 1-2 и 2-3 на величину5 Рр РотКотрпрм прм от от р)непосредственно зависящую отрезультирующего небаланса Рр и представ ляющую опасность для недопустимойпо устойчивости перегрузки слабого.сечения. Для того, чтобы такая перегрузка не вызвала нарушения устойчивости в слабом сечении, например 15 1-2, увеличение перетока д Р г в сечении 1-2 не должно превышать зна- чения д Р 1-2 - Ркп-г Р-г (8) где Р - активная мощность в слабом сечении 1-2 в исходном режиме,Р - допустимый переток в сла.бом сечении (1-2) в реэультате рассматриваемой перегрузки, фиксируемый наосновании выраженияк-г к рпрРР.2 =(9 а)1-2 где К в , предварительно заданныйнормированный коэффициент запаса по статической устойчивости (К =.1,08) в слабом сечении1-2 при пределе статической устойчивости РпЦ 1, Уг- напряЖения, фиксируемЫена шинах энергосистемпо обе стороны слабогосечения 1-2 в исходном режиме, сохраняющие своезначение и в предельномпо статической устойчивости режиме благодаряавтоматическому регулированию напряжения, какуказывалось, на шинахэнергосистем,К г - Реактивное сопРотивлениеветви в. слабом сечении1-2 с полным составомлиний, предварительнозаданное или измеренное,На основании (8) можно полуЧитьвыражение для фиксации допустимогорезультирующего небаланса Рр на основании зависимости между дефицитомР и соответствующим приращениемРперетока дРгр р р пРм прм От От цР к +р мР к г2)РКот отЯсли фиксация допустимого результирующего небаланса РР по (10) необ.Устройство работает следующимобразом.В исходном режиме информация свыходов элементов 5-13 подается на входы блоков 14-17, 21 и 22, Выполнение в блоке 14 фиксации слабой ветви неравенства (2) при значении по (2 а) меньшем 1 обеспечит появление на выходе этого блока дискретного сигнала. Укаэанный дискретный сигнал свидетельствует о том, что в слу чае отключения линии в сечении ветви 3-4 слабой ветвью среди ветвей 1-2 и 2-3 с полным составом линии будет ветвь 1-2, Этот дискретный сигнал подается на вход блока 22 фиксации результирующего небаланса, на другие входы которого подается информация в аналоговой или цифровой форме с выходов блоков 18 и 19 по (9) о величине перетока активной мощности в ветви 1-2 и 2-3 с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости, а к входам блоков 18 и 19 с выхода блоков 15 и 16 подается информация о предельной активной мощности по (9 а) в сечениях ветвей 1-2 и 2-3. В блоке 22 в соответствии с (10) фиксируется результирующий небаланс Рр, который допус. тим при выполнении управляющих воздействий Ри Р Н, в случае отклю. чения линий в сечении ветви 3-4 в условиях, когда слабой ветвью с(12 О) Рон а дРПр 60 ходима для обебпечения устойчивостив слабом сечении (1-2) в результатевыполнения управляющих воздействийРо и Ро, то для обеспечения устойчивоети непосредственно по сечению3-4, в котором отключилась линия,также обязательна фиксация необходимого ограничения перетока и-Ф 1 н (Рэ Рпкс) (11).гдеКъ 1 (К=10+1,15)- предварительно заданныйкоэффициент надежности,Р в ,активная мощность, фиксируемая в сечении 3-4в исходном режиме до отключения линии,Р 4 в ,допустимый переток в сечении 3-4 после отключения в нем линии и выполнения управляющих воздействий Р вэнергосистеме3, Рв энергосистеме 4и фиксируемый на основании выражений аналогичных ( 9) и (9 а) Зафиксировав значение РР в соответствии с (10) и значение Ь Р а в соответствии с (11), можно зафиксировать значения управляющих воздействий Рот.х в энергосистеме 3 и Рон 4 в энергосистеме 4, которые бу дут удовлетворять обоим условиям по (10) и (11) . В частности, после отключения линии в сечении 3-4 при выполнении управляющих воздействий .Рамаз и Ро,14обеспечивающих необходимое для сохранения устойчивости в сечении 3-4 ограничение перетока дРд 4, это ограничение (уменьшение) перетока состоит из двух составляющих 50 дР 3 4 ОН 7 + ПРМ ( ) управляющее воздействиена ограничение мощностинагрузки (ОН) в энергосистеме, 4,снижение мощности в приемной энергосистеме 4из-эа снижения частотыв энергосистеме по (5)в результате выполненияуправляющих воздействийс результирующим небалансом в виде дефицита активной мощности Р р С учетом (5) выражение (13) принимает вид Р пРм "РмЬЪонРпрмКпрм+Рот Кот Р прм"прм (Рот Ран)= РонтР Кпрм прмф РотКат РмР Кпр РРО Кот ПодставлЯЯ в (14) из (1)можно ноп Рр + РОН и Рон = Р - Р (15)епосредственно (беэ итераций)он = ог рполучить искомые значения Рр РотК отр:дР 4 а - , (46)Рпрм"прм отКот РР прмКп мон 4 дрль-а Р,К,Р,(47,)"прмКп рмтк Рот"ат зависящие от зафиксированных значений Рр пО (10) и д Р) 4 по (11)полным составом линий является ветвь 1-2. При выполнении условия (3)при значении по (За) меньшем 1 на другом выходе блока 14 появляется дискретный сигнал о том, что слабой ,является ветвь 2-3 и с учетом этого 5 в блоке 22 фиксируется соответствующий результирующий небаланс по (10). С выхода блока 22 информация в аналоговой или цифровой форме подается на вход блока 23 фиксации управ ляющих воздействий, на второй вход которого подается информация с выхода блока 21, фиксирующего по (11) величину ограничения перетока в случае отключения линии в сечении 15 ветви 3-4. На входы блока 21 подает ся информация с выхода элемента. 7 о величине активной мощности в исходном режиме в сечении ветви 3-4 с предполагаемой к отключению линией и с выхода блока 20 по 12) о перетоке активной мощности с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в этой же ветви 3-4 на случай отключения линии.А к входам блока 20 с выхода блока 17 подается информация о предельной активной мощности по (12 а) в сечении ветви 3-4 на случай отключения линии.30В блоке 23 в соответствии с (16) и (17) фиксируются величины управляющих воздействий Рот и Ран с учетом результирующего небаланса Р на случай отключения линии в сечении ветви 3-4. Информация с выходов блока 23 о необходимых управляющих воздействиях Ри Ро поступает на вход соответствующих блоков 24 и 25 формирования управляющих воздейст вий Р и Р , с выхода которых поступает на вход элементов И 27 и 28. При отключении рассматриваемой линии в сечении 3-4 срабатывает эле мент 26 фиксации отключения этой линии и на его выходе появляется сигнал. Этот сигнал поступает на другой вход элементов И 27 и 28, с выхода которых направляются сигна лы (при необходимости по каналам аварийной информации) к исполнительным органам ограничения мощности генераторов в узле 3 и нагрузки в узле 4. 55По предлагаемому принципу может. быть выполнено аналогичное устройство для сохранения устойчивости при отключении линии в сложной схеме сети цепочечной структуры с большим, 60 чем три, числом ветвей и соответственно большим, чем четыре, числом узлов.При принятии в энергосистемах необходимых специальных мер по ав томатическому регулированию и поддержанию напряжения практически постоянным в узлах схемы сети цепочечной структуры в условиях исходного и предельного по статической устойчивости режимов до отключения и после отключения рассматриваемой линии с помощью предлагаемого автоматически перестраиваемого устройства можно обеспечивать устойчивость при отключении линии с помощью управляющих воздействий по (16) и (17) практически без проведения предварительных расчетов устойчивости.В тех случаях, когда возможно существенное различие напряжений в.узлах схемы сети в условиях исходного (исх.) и предельного по устойчивости режимов до отключения линии (пр.д.) и после. отключения линии (пр.п.) требуется некоторый предварительный объем расчетов устойчивости для определения усредненного значения коэффициентов снижения напряжения в узлах"прпц.п ц И 9)В соответствии с (18) и 19) в блоки 15-17, к которым подводится информация о напряжении, вводятся коэффициенты Кв (9 а) и Кц и в (12 а) перед своими напряжениями исходного режима, фиксируемыми элемен. тами 8-10.Таким образом, предлагаемое устройство обладает определенной адаптивностью в каждом исходном режиме благодаря автоматической перестройке при фиксации и формировании управляющих воздействий в случае отключения линий, что повышает точность . и эффективность таких управляющих воздействий и соответственно снижает экономический ущерб от излишнего отключения нагрузки.Формула изобретенияУстройство для сохранения устойчивости при отключении линии межсистемной слабой связи в схеме сети цепочечной структуры, содержащее элементы фиксации .активной мощности исходного режима в сечении каждой ветви, элементы фиксации модулей напряжения в узлах каждой вет-. ви, элементы фиксации угла между напряжениями в узлах ветвей с полным составом линии,вычислительные блоки фиксации предельной активной мощности в сечении каждой ветви с полным составом линий и в сечении ветви с отключенной линией, вычисли