Система для автоматического управления активной мощностью гидроэлектростанции

СОЮЗ СОНЕТСНИКСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБ пИК 14 Н О 04, Н 02 Ю 3/ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ СТВ ИДЕТ А ВТОРНИКОМ(54) СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОУПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ) ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ 5 овател но-иссле оэнергет э итутФедор316.7 скии (72) ние надежности р (ГЭС) путем искгп работы гидроагре о(56) Авторско 9 604117, кл,Авторское Р 1034142, кл ов28(088свидеН 02 РвидетелН 02 8)ельство9/04, 1ьство С9/04,СССР6.СР981.(57) Изобретение технике, в части режимами энергос мощности, Цель и относится к электрости к управлениюстем по активнойобретения - повышеботы гидростанциичения воэможностиатон в запретных з13517фиг.7. Агрегатный ограничитель содержит первый блок 26 сравнения, второйблок 27 сравнения, сумматор 28, блок29 ограничения, блок 30 переклвчения,датчик 31 уставки, датчик 32 коррекции.Входными блоками устройства являются первый 26 и второй 27 блокисравнения и блок 30 переклвчения.Вторые входы блока 26 и 27 и первыйвход блока 30 переключения предназначены для подключения к выходу функционального преобразователя 12 (фиг.3),откуда на эти входы поступает экономично заданное данному гидроагрегатузначение мощности,Первый вход блока 26 сравнения,выход которого присоединен к третьемувходу второго блока 30 переключения,предназначен для подключения к датчику верхнего. граничного значения мощности, первый вход блока 27 сравнения, выход которого присоединен кчетвертому входу блока 30 переключения, предназначен для подключенияк датчику нижнего граничного значения мощности. Первый вход сумматора28 подключен к первому выходу блока30 переключения, а выход сумматораприсоединен ко второму входу этогоблока. Второй вход сумматора 28 соединен с выходом датчика 31 уставкисрабатывания блока 30 пятый входкоторого подключен к выходу датчика32 коррекции уставки срабатывания.Второй выход блока 30 переключения соединен с первым входом блока29 ограничения, второй вход которого предназначен для подключения к соответствующему выходу автоматического распределителя 11, а третий и четвертый входы предназначены для подключения через соответственно третийи четвертый входы агрегатного ограничителя к датчикам соответственноверхнего и нижнего предельных значений мощности гидроагрегата.Из функциональной схемы предлагаемой системы в целом (фиг.2) и функциональной схемы агрегатного ограничителя (фиг.7) следует, что входящие всостав последнего блоки 26-28 и 30-32обеспечивают предотвращение работыгидроагрегата во внутренней запретной зоне мощности при задании емумощности, образованной как доля мощности, заданной гидроэлектростанциин нижней 31 П, или верхней ЗРП . В 188061предотвращении попадания во внутреннюю запретную зону мощности Рс,озаданной с соответствующего выходаавтоматического распределителя 11, 5нет необходимости, поскольку значение этой мощности в соответствии салгоритмом действия распределителя11, может быть либо равно одному изграничных зйачений, либо находитьсявнутри одной из зон допустимых значений мощности. Поэтому заданная мощоуность Рпоступает через второйвход агрегатного ограничителя навторой вход блока 29 ограничения, напервый вход которого поступает заданная с выхода блока 30 переключениямощность Р . , прошедшая проверку. на попадание во внутреннюю запретную зону, или, в случае надобности,оподвергшаяся необходимой коррекции,В блоке 26 происходит сравнениеэкономично заданного значения мощности Рс верхним ее граничным зна чением, поступающим на его первыйвход через третий вход агрегатногоограничителя. В блоке 27 экономичнозаданное значение мощности сравнивается с ее нижним граничным значением,поступающим на его первый вход черезчетвертый вход агрегатного ограничителя. В блоке 30 переключения производится сравнение значения экономично заданной мощности с поступающим с выхода сумматора 28 скорректированным верхним (или нижним) граничным значением мощности.Скорректированные значения сооткветственно равны: нижнее Рд г40 Ра,гн + ЬРверхнее, образующееся после срабатывания блока 30,кра гв рч гн ЬР) Ьриф фСоответственно условие срабатывания блока 30 переключения Рк 1 Г 45Ра ги + ЬРН = Рц. Гв ф а Условиевозврата в исходное положение РдРО Гб-. Ьрн = рбгн, где Ьрн -нечувствительность сравнивающего органа блока 30 переключения.В табл,2 указаны состояния связеймежду входами и выходами блока 30переключения при двух соотношенияхвеличин на первом и втором еговходах.55Агрегатный ограничитель действуетследующим образом.В исходном его состоянии в случаеесли на его первый вход и, следова20 гидроэлектростанции, превзошла нижнее граничное значение, то начиная сэтого момента мощность, поступающаяс выхода блока 27 сравнения, становится равной нижнему граничному значению. При этом блок 30 переключенияпропускает на первый вход блока 29 10 нижнее граничное значение мощности.Это значение сохраняется до тех пор,пока в процессе увеличения мощности,заданной гидроэлектростанции, последняя не выходит на нижнюи границу 15 303,При этом, согласно сформулированному выше условию, все работающиегидроагрегаты также выходят ня своинижние границы внутренних запретныхзон мощности.20 В соответствии с описанным действием предлагаемой системы в целом вэтом случае экономично задапные гидроаграгатам мощности становятся равными нулю, в результате чего ня вы ходе блока 27 сравнения устанавливается также нулевое значение, а блок30 переключения пропустит (см,тябл,2) это значейие на первый вход блока29. Одновременно с этим ня второй 30 вход блока 29 с соответствующего данному гидроагрегату выхода автоматического распределителя 11 поступаетнижнее граничное значение мощности,Аналогичные значения поступают с выходов автоматического распределителя11, соответствующих остальным работяюшим гидроягрегатям.При дальнейшем возрастании заданной гидроэлектростанции мощностираспределение ее между гидроагрегатами осуществляется только автоматическим распределителем 11, прекращающим формирование задаваемых гидроагрегатам мощностей после того, кяк 45 она подойдет к верхней границе ЗОЗ,При достижении Рверхней гряницы 303 на выходе автоматическогораспределителя 11, соответствующемданному гидроагрегату, и на выходах, 50 соответствующих Остальным ряботаищим гидроагрегатям, устянянливяитсяверхние граничные значения Ра,гвПереход заданной мощпости черезверхнюю границу 303 сопровождаетсяисчезновением на выходе автоматического распределителя 11, соответствующем дан.ому гидроагрегату, и ня еговыходах, соответствующих Остальнымгидроягрегатам, верхних граничных 191358061 тельно, на вторые входы блоков 26 и 27 сравнения поступает экономично заданная мощность, значение которой равно или превышает верхнее граничное значение мощности гидроагрегата РаРд гв, то это значение Р1 1пройускается только блоком 26 на третий вход блока 30 переключения. При этом с выхода блока 27 сравнения на четвертый вход блока 30 переключения поступает нижнее граничное значение РО(блок 26 сравнения пропускает большее, а блок 27 сравнения -/меньшее из подведенных к их входам значений), Если РчРО , то оно пропускается только блоком 27 на четвертый вход блока 30, а с выхода блока 26 сравнения на третий вход блока 30 переключения подводится верхнее граничное значение мощности Ра,гвЕсли Рп,.Ра"Ра гбто на третий и четвертый входы блока 30 переключения поступают соответственно граничные значения мощности. При РдРа в блок 30 переключения проа,пускает поступившее на его третий вход, а при Ра6 Ра,поступившее на его четвертйй вход значение экономично заданной мощности на первый вход блока 29. Это значение проходит через блок 29 без изменений при соблюдении условий Ра,1 6 Ра в и Р а 1Рд и и ограничивается в блоа,ке 29 при несоблюдении этих условий ., до значений соответственно Р в и Рд,пн( Ра 1Р а гв связи между выходами и входами блока 30 зависят от того, из какой - верхней или нижней эоны допустимых значений экономично заданная мощность попала во внутреннюю запретную зону, Если из верхней, то блок 30 переключения пропускает (см. табл.2) на первый вход блока 29 выходную величину блока 26 Ра г , если из нижней, то блок30 переключения пропускает на первый вход блока 29 выходную величину блока27 сравнения Р О,гнВ динамике (в переходном режиме) работа устройства происходит следующим образом.Если до начала изменения мощности заданной гидроэлектростанции, экономично заданная гидроагрегату мощность находилась в нижней зоне допустимых значений, и возрастая в процессе увеличения мощности, заданнойзначений мощности, Следовательно, на втором входе блока 29 заданное значение мощности устанавливается равным нулю, Одновременно на входе агрегатного ограничителя возникает заданное значение Рр,ь . Блок 26 сравнения и блок 30 переключения пропускают это значение на первый вход блока 29.При дальнейшем возрастании заданной мощности экономично заданная гидроагрегату мощность беспрепятственно проходит через блоки 26 и 30 и, пока сохраняется условие Ра с Р, рб поступает через блок 29 на вход следящего устройства управления мощностью гидроагрегата.При обратном изменении заданной гидроэлектростанции мощности экономично заданная гидроагрегату мощность уменьшается до перехода ее через верхню 1 о границу запретной зоны, а.после перехода поддерживается равной верхнему граничному значению до тех пор, пока все гидроагрегаты не выйдут на свои верхние граничные значения. При этом заданная гидроэлектростанции мощность выходит на верхнюю границу .ЗОЗ, а при дальнейшем ее уменьшении экономично заданная мощность и, следовательно, мощность на первом входе блока 29 исчезаетНа втором входе блока 29 устанавливауже от автоматического распределителя 11.При дальнейшем уменьшении заданной гидроэлектростанции мощности до достижения ею нижней границы 303 формирование заданных гидроагрегатам мощностей осуществляется автоматическим распределителем 11. Действие агрегатного ограничителя при уменьшении заданной мощности после пересечения нижней границы 303 аналогично описанному.В случае отсутствия в регулировочном диапазоне мощности гидроэлектростанции эоны особых значений, что имеет место в случае, если у запретных зон мощности нет общего для всех гидроагрегатов участка, устройство ограничения при переходе экономично заданной гидроагрегату мощности через запретную зону действует следующим образом.Если экономично заданная гидроагрегату мощность, находившаяся в ис 5 10 15 20 25 30 35 40 50 гии с рассмотренным случаем остается равной верхнему граничному значению до тех пор, пока она не перейдет через нижнюю границу запретной зоны, став в момент перехода равной нижнему граничному значению.Из сказанного очевидно, что при колебаниях экономично заданной мощности вокруг граничных значений - поочередных переходах из любой зоны допустимых значений в запретную зону и обратно - скачкообразные изменения мощности, заданной гидроагрегату, не возникают.В предлагаемой системе реализован новый, принципиально отличный от использованного в известном устройстве способ распределения мощности, заданной гидроэлектростанции, между гидроагрегатами.В известном устройстве на первом этапе распределения определялись мощности, задаваемые гидроагрегатампо условию экономичного распределения, независимо от того, попадают или нет эти мощности во внутренние запретные зоны, вторым этапом являлась проверка этого попадания длякаждого гидроагрегата, а на третьем этапе определялось, насколько и на каких гидроагрегатах надо изменить заданные мощности, чтобы предотвратить попадание их во внутренние запретные зоны.В предлагаемой системе первым этапом распределения являЕтся выявление, попадает ли и в какую именно из трех зон - ЗРП, 303 ЗРПа - заходном режиме в нижней зоне допустимых значений ЗДЗн начинает возрастать, то пока соблюдается условие Р 4Рр, , она беспрепятственно пррпускается блоками 27 и 30 на первый вход блока 29 - Р, э= Р.После входа ее в запретную зону на первый вход блока 29 поступает Р доа,гн тех пор, пока экономично задаваемая мощность не станет равной Рс При этом блок 30 переключения переходит в положение, при котором его второй выход соединен с его третьим входом, и на первом входе блока 29 заданное значение мощности скачком изменяется от Р г до Рца,гВПри входе экономично заданной мощности в запретную зону из верхней зоны допустимых значений ЗДЗ в заданс,ная гидроагрегату мощность по анало61 агрегатов в запретных зонах мощностипри поддержании на гидроэлектростанции мощности, заданной в любой точкеее регулировочного диапазона, в неедополнительно введены первый, второйи третий станционные блоки переключения, первый и второй станционныефункциональные преобразователи, третий и четвертый станционные сумматоры, автоматический распределительмежду гидроагрегатами мощности, заданной гидроэлектростанции в ее зонеособых значений, причемпервый ивторой входы первого станционногоблока переключения и первые входывторого и третьего станционных блоковпереключения предназначены.для подключения к задатчику мощности гидроэлектростанции, третий и четвертыйвходы первого станционного блока переключения подключены к выходупервого станционного сумматора, входы которого предназначены для подключения к датчикам нижних предельныхзначений мощности гидроагрегатов,выход первого станционного блока переключения присоединен к второму входу второго станционного блока переключения, к третьему входу которогоподключен выход третьего станционногосумматора, входы. которого предназначены для подключения к датчикам нижних граничных значений мощности гидроагрегатов, первый выход второгостанционного блока переключенкя соединен с вторым входом третьего станционного блока переключения, третий "вход которого подключен к выходучетвертого станционного сумматора,входы которого предназначены дляподключеьия к датчикам верхних граничных значений мощностей гидроагрегатов, второй выход второго станционного блока переключения соединен свходом первого станционного функцио -нального преобразователя, второйвыход третьего станционногоблока переключения подключенк первому входу станцконногс ограничителя, выход которого подключен квходу второго станционного функционального преобразователя, а второйвход соединен с выходом второго станционного сумматора, входы которогопредназначены для подключения к датчикамверхних предельных значениймощности гидроагрегатов, первый выходтретьего станционного блока гереклю 35 Формула изобретения Система для автоматического управления активной мощностью гидроэлектростанции, содержащая станционный ограничитель, первый и второй станционные сумматоры, а в цепях задания мощностк каждый кз и установленных на гидроэлектростанции гидроагрегатов - агрегатные функциональные 45 преобразователи и агрегатные ограничители первые входы которых подключены к выходам соответствующих агрегатных функпиональных преобразователей третьи и четвертые входы предназначены для подключения к датчикам соответственно верхних и нижних предельных значений мощности гидроагрегатов, а выходи - к агрегатным следящим устройствам управления активной мощностью, о т л к ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повыщения надежности работы гидроэлектростанции путем исключения возможности работы гидро 40 23 13580данная гидроэлектростанции мощность ина втором - завершающем этапе - определения мощностей, задаваемых гидроагрегатам, по алгоритму той зоны, в5которой эта заданная мощность оказалась. Отсюда ясно, что способ распределения, положенный в основу предлагаемой системы, алгоритмически проще.Еще одним преимуществом предлагаемой системы перед известным устройством является такое распределениемощности, заданной гидроэлектростанции в зоне особых значений, междугидроагрегатами, имеющими внутренние 15запретные зоны мощности, при которомудаление мощностей гидроагрегатов,выделяемых для работы в зонах допустимых значений мощности, от ближайщихграниц внутренних запретных зон минимально. Таким образом, предлагаемаясистема для агтоматического распределения мощности гидроэлектростанции,имеющей в своем составе гидроагрегатыс внутренними запретными зонами 25мощности, обеспечивает ее надежнуюработу путем исключения возможностиработы гидроагрегатов во внутреннихзапретных зонах мощностей за счет перераспределения мощности только между 30этими гидроагрегатами, т,е. независимо от наличия в составе гидроэлектростанцкк гидроагрегатов, не имеющихвнутренних запретных зон, 1358061чения подключен к первому входу автоматического распределителя между гидроагрегатами мощности, заданной гидроэлектростанции в ее зоне особых5 значений, второй вход которого присоединен к выходу третьего станционного сумматора, третий вход предназначен для подключения к датчику числа гидроагрегатов, работающих в генера торном режиме и подключенных к системе автоматического управления мощностью, первая и вторая группы агрегатных входов предназначены для подключения к датчикам соответственно ниж них и верхних граничных значениймощностей гидроагрегатов, а каждый из и выходов присоединен к вторым входам соответствующих агрегатных ограничителей, пятые и шестые входы 20 которых предназначены для подключения к датчикам соответственно верхних и нижних граничных значений мощности гидроагрегатов, а вход каждого из агрегатных функциональных преобра зователей подключен к выходу первого .и к выходу второго станционных функциональных преобразователей, приэтом автоматический распределительмежду гидроагрегатами мощности, за данной гидроэлектростанции в ее зоне особых значений, содержит и агрегатных узлов каждый из которых состоит из первого сумматора, второй и третий входы которого предназначены для подключения к датчикам соответственно нижнего и верхнего граничных значений мощности гидроагрегатов, а выход присоединен к первому входу второго блока сравнения, выходы первого и второ го блоков сравнения связаны через диодный блок сравнения с входом блока переключения, первые и входов второго повторитепя предназначены для подключения к датчикам граничных значений мощности гидроагрегатов, а последний вход присоединен к выходу блока переключения и к первому входу первого повторителя, второй вход которого подключен через управляемый делитель, 50 первый вход которого соединен с выходом блока определения числа агрегатных участков эоны особых значений мощности гидроэлектростанции; вход которого подключен к выходу блока пе реключения, и подключенный ко второму входу делителя знакочувствительный диодный фильтр, вход которого грисоединен к выходу второго сумматора,26второй вход которого объединен с вторыми входами первого и второго блоков сравнения и предназначен для подключения к выходу третьего станционного блока переключения, а выходы второго повторителя подключены к соответствующим входам входящих во все агрегатные узлы третьих сумматоров, выходы каждого из которых соединены с соответствующими выходами автоматического распределителя, причем выход первого повторителя, входящего в первый агрегатный узел, подключен к соответствующим входам третьих агрегатных сумматоров, входящих в агрегатные узлы от второго до последнего, а выходы первых повторителей, входящих в агрегатные узлы от второго до последнего, подключены к соответствующим входам третьих сумматоров, входящих в агрегатные узлы, предшествующие тому в который входит данный первый повторитель, при этом первые входы первых сумматоров, первых блоков сравнения и вторых сумматоров, входящих в агрегатные узлы, начиная с второго, подключены к выходам первых сумматоров, входящих в предшествующие агрегатные узлы, а в первом агрегатном узле первые входы первого блока сравнения и первого сумматора, к выходу которого присоединен первый вход второго сумматора, предназначены для присоединения к выходу третьего станционного сумматора, причем агрегатный ограничитель состоит из первого и второго блока сравнения, первые входы которых предназначены для ,. подключения к датчикам соответственно верхних и нижних граничных значений мощности гидроагрегата, сумматора, блока ограничения, блока переключения, датчика уставки и датчика коррекции, причем первый вход блока переключейия и вторые входы обоих блоков сравнения объединены и предназначены для подключения к выходу агрегатного функционального преобразователя, второй вход блока переключения присоединен к выходу сумматора, третий и четвертый входы подключены к выходам соответственно первого и второго блоков сравнения, пятый вход присоединен к выхо. ду датчика коррекции, а первый выход подключен к первому входу сумматора, к второму входу которого присоединен выход датчика уставки, второй выход соединен с первым входом блока огра27 135806128ничения, выход которого предназначен к второму входу агрегатного ограничидля подключения к входу агрегатного теля, а третий и четвертый входы следящего устройства управления ак- подключены соответственно к третьему тивной мощностью гидроагрегата, вто- и четвертому входам агрегатного5рой вход блока ограничения подключен ограничителя. 3; а блица 1 Соотношениезначений Связь между величин навходах 1 и 3 ФрРР Разомкну- Замкнута1 )с,пнта с,с,пн Замкнута Разомкнута " Разомкнута Замкнута ссгн Разомкнута с- сгк Замкнута Разомкнута ссгв Замкнута ссгв Разомкнута Замкнута Таблица 2 Связь между Соотношениезначений веливходом 5 ивыходом 1 входом 4 и выходом 2 входом 3 иВЫХОДОМ 2 чин на входах1 и 2 Р РЗамкнута . Разомкнута ЗамкнутаРс,Рс, Разомкнута Замкнута Разомкнута Блокпереключения входом 2 входом 4 входом 2 входом 2и выходом и выходом и выходом 1 и выходом 1аказ 6006/5 Подписноеомитета ССС открытии кая наб., дфическое предприятие, г.ужгород,Производс роектная но-пол Тираж 659 ВНИИПИ Государс по делам изоб 13035, Москва, Ж венногетений5, Рауш13580 нах мощности при поддержании на ГЭС мощности, заданной в любой точке ее рвгулировочного диапазона. Система содержит первый 1, второй 2 и третий станционные блоки переключения, на одни из которых поступает сигнал от датчика мощности, заданной ГЭС. Другие входы блока 1 соединены с выходами первого станционного сумматора . (С) 7, выходное воздействие которого пропорционально нижнему предельному значению мощности ГЭС, Выходной сигнал второго станционного С 8 нропорцион;.лен верхнему предельному значению мощности ГЭС, Выход третьего станционного С 9, выходной сигнал которого пропорционален значению мощности на нижней границе зоны особых значений, подключен к второму входу 61блока 2. На входы С 7 и 8 подают сигналы от датчиков предельных значениймощности всех гидроагрегатов. В станционных функциональных преобразователях 5 и 6. воспроизводятся характеристики относительного прироста расходаводы ГЭС, а в функциональных преобразователях 12, число которых соответствует числу агрегатов ГЭС, формируют значения мощностей, задаваемыхкаждому гидроагрегату. Автоматическийраспределитель 11 распределяет междуагрегатами мощность, заданную ГЗС вее зонеособых значений. Блок ограничения 13 осуществляет ограничениемощности агрегатов верхними и нижнимипределами, а также предотвращает егоработу во внутренних запретных зонахмощности. 7 ил., 2 табл.Изобретение относится к области электротехники, в частности к управлению режимами энергосистем по активной мощности. Гидроэлектростанции являются наиболее мобильными источниками генерируемой мощности при энергоснабжении объектов народного хозяйства, Наличие в сетях, объединяющих электростанции внутри энергосистем и энергосистемы между собой, слабых связей обуславливает требование высокой надежности работы гидроэлектростанций и, следовательно, их основного оборудования. Одно из средств удовлетворения этого требования - надежное исключение возможности работы гидроагрегатов с мощностями, лежащими в диапазонах, работа в которых недопустима по условиям сохранности их механической части, При этом должно обеспечиваться поддержание мощности гидроэлектростанции в любой точке ее регулировочного диапазона.Существуют гидроэлектростанции с гидроагрегатами, у которых имеются внутренние запретные зоны мощности, расположенные между зонами допустимых значений мощности, ограниченных верхними и нижними пределами, Работа таких гидрогенераторов с мощностями,лежащими во внутренних запретных зонах, не допускается.Целью изобретения является повышение надежности работы гидроэлектростанции путем исключения возмоЫности работы гидроагрегатов в запретных зонах мощности при поддержании на гидроэлектростанции мощности, заданной в любой точке ее регулировочного диапазона.На фиг.1 приведены характеристики относительно прироста расхода (ОПР) воды ГЗС; на фиг.2 - функциональная схема системы для автоматического управления мощностью гидроэлектростанции; на фиг.З - 5 - функциональная схема автоматического распределителя между гидроагрегатами мощности, заданной гидроэлектростанции в ее зоне особых значений; на фиг.6 - характеристика ОПР воды гидроагрегата с внутренней запретной зоной мощности; на фиг.7 - функциональная схема агрегатного ограничителя мощности,Регулировочный диапазон мощности гидроэлектростанции, состоящей из гидроагрегатов с внутренними запретными зонами мощности, имеющими неодинаковые нижние и верхние границы, при условии, что запретные зоны всех гидроагрегатов имеют общий для всех зон участок, а мощность, заданнаягидроэлектростанции, должна экономично распределяться между гидроагрегатами (вне их запретных зон) по условию равенства относительных приростов энергоносителя, может быть для любых количеств и еостава работающих гидроагрегатов разделен, как показано нафиг.1, на три зоны: нижняя зона экономического распределения мощности -ЧЗРПп верхняя зона экономического рас Определения мощности -ЗРП; средняязона, условно названная зоной особыхзначений мощности - 303,При попадании мощности, заданнойгидроэлектростанции, в ЗРП, ограниченную снизу нижним предельным значением Р , а сверху нижним граничным значением Р, или в ЗРПограниченную снизу верхним граничнымзначением Рс , а сверху верхним 20предельным значением Рсмощностис,пвгидроэлектростанции, распределениемощности между гидроагрегатами ведется по условию равенства относительныхприростов энергоносителя. При попадании мощности, заданной гидроэлектростанции, в зону особых значений 303.,лежащую между нижним и верхним граничными значениями мощности, распределение мощности осуществляется тольОко по условию исключения работы гидроагрегатов внутри запретных зон мощности,Функциональная схема предлагаемойсистемы (Фиг.2) состоит из первого - 35третьего станционных блоков 1 - 3переключения, станционного ограничителя 4, первого и второго станционныхфункциональных преобразователей 5 и6, первого - четвертого станционных 40сумматоров 7 - 10, автоматическогораспределителя 11 между гидроагрегатами мощности, заданной гидроэлектростанции, в ее зоне особых значений,агрегатного Функционального преобразователя 12, агрегатного ограничителя 13.1Входным блоком системы является блок 1, первый и второй входы которо О го предназначены для подключения к датчику заданной гидроэлектростанции мощности Рс , а третий и четвертый1 Ьвходы присоединены к выходу сумматора 7, значение выходной величины которого пропорционально нижнему предельному значению мощности гидроэлектростанции. Выход блока 1 присоедине к второму входу блока 2, первый вход которого предназначен для подключенияк датчикуошности Рс , а третий входс,присоединен к выходу сумматора 9,значение выходной величины которогопрояорционально значению мощностигидроэлектростанции на нижней границе303 .Первый выход блока 2 присоединенко второму входу блока 3, а вторымвыходом блок 2 подключен к выходупервого станционного Функциональногопреобразователя 5, в котором воспроизведена характеристика относительного прироста расхода воды гидроэлектростанции в ЗРПн о = ( Рд к )для Ра,Р н (1) где ело гидроагрегатов ГЗС, подключенныхк системе управления активной мощностью ГЗС.Первый вход блока 3 так же, какпервые входы блоков 1 и 2, предназначен для подключения к датчику мощности Рс , а третий вход его присо(единен к выходу сумматора 1 О., значение выходной величины которого пропорционально мощности гидроэлектростанции на верхней границе 303,Второй выход блока 3 соединен спервым входом станпионного ограничителя 4, а первый выход подключен кпервому входу распределителя 11.Второй вход ограничителя 4 присоединен к выходу сумматора 8, значениевыходной величины которого пропорционально верхнему предельному значениюмощности гидроэлектростанции,Входы с номерами от первого доп-го первого 7 и второго 8 сумматоров предназначены для подключенияк датчикам соответственно нижнихРа пн- Р, и верхних Рапна,пн и1 1Р , предельных значений мощностид Ы,пгидроагрегатов.Выход блока 4 присоединен к выходу второго станционного Функционального преобразователя 6, в котором воспроизведена характеристикаотносительного прироста расхода водыгидроэлектростанции в ЗРПас,.Выход блока 5 и йыход блока 6 соединены с входом каждого из агрегатных Функциональчых преобразователеи2, выходы которых подключены к первым входам агрегатных ограничителей13, вторые входы которых подключенык выходам с номерами очи единицы до, экономично задаваемых каждому из работающих гидроагрегатов.Агрегатные характеристики относи 5тельных приростов строятся для полных диапазонов изменения мощности,включая все запретные зоны.Автоматический распределитель 11построен в соответствии со следующими10 исходными положениями.При определенной очередности перевода гидроагрегатов с нижних на верхние (или наоборот с верхних на нижние) границы внутренних запретных зон1 мощности всю зону особых значениймощности гидроэлектростанции приданном составе работающих на автоматическом управлении мощностью гидроагрегатов можно разделить на агрегатные участки, ширина каждого из которых равна ширине внутренней запретнойзоны мощности соответствующего гидроагрегата (фиг,1),Выражение для мощности на верхнейгранице агрегатного участка 303,имеющего порядковый номер ) в соответствии с установленной очередностьюперевода, имеет вид: Выходы агрегатных ограничителей 20 13 предназначены для подключения к агрегатным следящим устройствам управления мощностью, третьи и чет-. вЕртые входы агрегатных ограничителей 13 должны подключаться к датчи кам соответственно верхних и нижних предельных мощностей, а пятые и шестые входы агрегатных ограничителей 13 предназначены для подключения к датчикам соответственно верхних и нижних граничных мощностей гидроагрегатов,Действие станционных блоков 1 - 3 переключения ясно из табл, 1, в которой указаны состояния связей меж ду входами и выходами каждого из них при различных соотношениях между значениями величин на первых и третьих входах блоков. 30 Р = Р +с,г, с,гм По выражениям (3) и (4) можно определить не только границы агрегатных участков, но и составы гидроагрега" , 40 тов, которые должны работать с мощностью на верхних и нижних границах своих запретных зон, в случае; если заданная гидроэлектростанции в еео)ч303 мощность Р попадает на одну 45 из границ или вйутрь какого-либоагрегатного участка 303. При попадании ее внутрь какого-либо агрегатного участка 303 (которо му в этом случае присваивается индекс1) части гидроагрегатов задаются мощности на границах (верхних и нижних) их запретных зон, а остальной части - внутри их зон допустимых 55 значений ЗДЗм или ЗДЗц. 135 и распределителя 11, второй вход которого подключен к выходу сумматора 9К третьему входу распределителя 11 подводится информация, содержащая сведения о числе г гидроагрегатов, подключенных к системе автоматического управления мощностью.Агрегатные входы 1 Н в . пН распределителя 11 и входы 1 - и сумматора 9 предназначены для подключения к датчикам нижних Ра, а агрегатные входы 1 В - пВ распределителя 11 и входы 1 - и сумматора 1 О предназначены для подключения к датчикам верхних Раграничных значений внутренних зон запретных значений мощности гидроагрегатов. В станционном ограничителе 4 происходит ограничение заданной мощности верхним пределом, если она этот предел превосходит,В станционных функциональных преобразователях 5 и 6 происходит преобразование поступающих наих входы значений заданной мощности - соответственно Рс и Рссогласно харакрпм рпе) )3теристикам (1) и (2), в значения относительных приростов соответственнон вяс и яс, . В агрегатных функцио( 1 )нальных преобразователях 12 происходит преобразование поступающего на их входы значения относительногои йприроста о или ос в соответствиис )с агрегатными характеристиками относительных приростов расхода воды взначения мощностей Ра , Ра, 2а на нижней границеИР(4) Соответственно выражения, определяющие распределение мощности между гидроагрегатами, имеют вид-1 -- 1В предлагаемом устройстве при поопадании Рв первый агрегатный участок 303 распределение мощности ведется в соответствии с выражением (5), а при попадании в участки с намерами 42 распределение ведется согласно выражению (7), Из выражения (5) следует, что при Я = 1 гидроагрегату с этим же порядковым номером задается мощность на верхней гранипе его внутренней запретной зоны, а остальным гидраагрегатам задаются мощности, меньшие их нижних граничных мощностей (поскольку при попадало).нии Р внутрь агрегатного участС,) эо ка с номером 1 всегда Р , - Р ) О).При ) = 2 группе гидроагрегатон с номерами от единицы до- 1 задаются мощности, превышающие их нерхние граничные значения, а гидраагрегатам с номерами- г - мощности на нижних границах внутренних запретных зон.Автоматический распределитель 1 представляет собой комплекс агрегат-," ных узлов по числу гидроагрегатов гидроэлектростанции, имеющих внутренние запретные зоны мощности.Состав блоков в агрегатных узлах и взаимосвязи между блоками показаны на фиг.З - 5, где представлены функциональные схемы агрегатных узлов для участков 303, соответствующих гидроагрегатам с номерами Я = 1;2, ,г очередей перевода.Каждый агрегатный узел содержит первый сумматор 14, второй сумматор 15, первый блок 16 сравнения, второй бпак 17 сравнения, диодный блок 18 сравнения, блок 19 переключения, первый повторитель 20 действия блока переключения, управляемый делитель 21, блок 22 определения числа агрегатных участков зоны особых значений Е(7) мощности гидроэлектростанции, знакачувствительный диадный фильтр 23,второй повторитель 24 действия блокапереключения, третий сумматор 25,Входными блоками агтоматическагораспределителя 11 являются первыйсумматор 14 и первый блок 16 сравнения первого (1 = 1) агрегатного узла.10 Через второй вход автоматическогораспределителя 11 на первые входысумматора 14 и блока 16 первого агрегатного узла поступает выходная величина сумматора 9,пропорциональная нижне му граничному значенпо мощности гидроэлектростанции, являющемуся одновременно нижним граничным значением первогоагрегатного участка 303, 11 а вторыеи третьи входы сумматоров 14 всех 20 агрегатных узлов через входы автоматического распределителя 11 соответственно 1 Н - гН и 1 В - гВ поступаютзначения нижних и верхних граничныхмощностей гидраагрегатав, На вторые 28 входы первых 16 и вторых 7 блоковсравнения и вторых агрегатньгх сумматоров 15 через нторой вход автоматического распределителя 11 поступаетзаданная гидроэлектростанции мощ ность.Выход сумматора 14 первого агрегатнсго узла соединен с первым входами сумматора 15 и блока 17 сравнения этого агрегатного узла и, крометого,с первыми входами блока 16 сравнения и второго сумматора 15 второгоагрегатного узла. Выходы сумматора14 ат второго до последнего агрегатных узлов соединены с первыми входамисвоих блоков 17 сравнения и с первыми входами сумматоров 15 и первыхблоков 16 сравнения, входящих в состав агрегатных узлов с ближайшимистаршими номерами. Выходы первого 16 45 и второго 17 блоков сравнения присоединены соответственно к первому ивторому входам диоднога блока 18сравнения, выход которого подключенчерез блок 19 переключения к первому 5 О входу первого повторителя 20 и к последнему входу второго повторителя24.Второй вход первого повторителя20 присоединен к выходу управляемогоделителя 21, подключенного своимпервым входом к выходу блока 22, авторым входом - через знакачувствительный диадный фильтр 23 к выходувторого сумматора 15, Цри этом дляпервого агрегатного узла вход блока 22 предназначен для присоединения через третий вход автоматического распределителя 11 к датчику числа к гидроагрегатов, подключенных к системе автоматического управления мощностью гидроэлектростанции. В блоке 22 первого агрегатного узла определяется число последующих участков 303 10 (2-1). Входы блоков 22 остальных агрегатных узлов подключены к выходам своих блоков переключения 19; н этих блоках определяется число предшествующихучастков 303 (1 - 1). 15Выход первого повторителя 20, относящегося к первому агрегатному узлу, присоединен к соответствующим входам третьих сумматоров 25, входящих в состав остальных агрегатных К узлов, а выходы второго повторителя 24 подключены к соответствующим входам третьих сумматоров 25, входящих но нсе агрегатные узлы. Выходы первых повторителей 20, входящих 25 в состав второго и последующих агрегатных узлов, подключены к соответствующим входам третьих сумматоров 25, относящихся к агрегатным узлам от первого до предшествующего агрегат ному узлу содержащему рассматриваемый первый повторитель 20,Входы вторых повторителей 24 предназначены для подключения к датчикам верхних и нижних граничных мощностей гидроагрегатон, причем для первых двух агрегатных узлов первые входы вторых повторителей 24 предназначены для подключения к датчику верхнего граничного значения мощности гицро агрегата с первой очередью перевода а остальные входы предназначены для подключения к датчикам нижних. граничных значений мощностей гидроагрегатов с второй и последующими очередями перевода. Для остальных агрегатных узлов начиная с третьего, входы вторых повторителей 24 с номерами 1от первогс до номера, предшествующего номеру агрегатного узла, содержащего рассматриваемый второй повторитель 24, предназначены для подключения к датчикам верхних граничных значений мощности гидроагрегатов с очередями перевода от первой до -1-й, а55 остальные входы предназначены для подключения к датчикам нижних граничных мощностей гидроагрегатон с последующими очередями перевода. В первых сумматорах 14 происходит алгебраическое сложение величин, поступающих на их первые, вторые и -.ретьи входы таким образом, что их выходные величины представляют собой мощность на верхних границах соответствующих участков 303 и одновременно на нижних границах соседних участков с ближайшими большими номерами. В- первых блоках 1 б сравнения производится сравнение мощностей, соответствующих нижним границам участков 303 с заданной гидроэлектростанции мощностью. Блоки 16 настроены таким образом, что они выдают со своих выходов большие из сравниваемых величин или любую из сравниваемых величин, если они одинаковы. Так, выходная величина блока 16 для второго участка равна Р, , если Рс, ) Рр,г,р Ьо равна Р,еслй Р р, Рс,г,3 1( Р рУ ,Р1 - Р Во вторых блоках 17 сравнения сравниваются мощности, соответствующие верхним границам участков 303, с заданноймощностью,Настройка блоков 17 такова, чтона их выходах появляются меньшаяиз сравниваемых величин или любаяиз сравниваемых величин, если ониодинаковы, Так, на выходеблока 17 для второго участка появляется величина Р , если Ру оРр 2, и величина Рс п 2еслиРРр 2 . При одинаковости сравниваемых величин, на выходе блока17 появляется любая из них.При одинаковости выходных величинкаждой пары блоков 16 и 17, Например для второго участка Р с ,ааданная моцнонаходится внутри этого участка.При Рс- Рс,г, величины на выходахблоков 16 и 17 также одинаковы иравны Рр,что указывает на нахождение мощности Р рв пределах первого участка 303 (хотя и на границе),В диодных блоках 18 выявляется одинаковы или нет выходные величины блоков 16 и 17, При неоринаковости выходная величина блока 18не равна нулю. При одинаковости -равна нулю, Блоки 19 переключенияпостроены таким образом, что они посылают командные воздействия на входыпервого 20 и второго 24 повторителей,только при отсутствии на их входахвыходных величин блоков 18.В управляемых делителях 21 длявсех участков 303, кроме первого,осуществляется деление на число, равное уменьшенному на единицу номеруданного участка 303, поступающее напервые входы этих делителей с выходовблоков 22, разностей между заданной 10мощностью и нижними граничными значениями для соответствующих участков303. Эти разности поступают на вторыевходы делителей 21 через знакочувствительные фильтры 23, пропускающие 15только положительные величины от вторых агрегатных сумматоров 15, в которых упомянутые разности определяютсяВ блоках 22, принадлежащихагрегатным узлам с номерами 2 - г, 20происходит умножение поступающих наих входы выходных величин блоков 19переключения, имеющих одинаковые длявсех участков 303 значения, на фиксированные для каждого участка 303 25числа, определяемые как номера участков, уменьшенные на единицу,В управляемом делителе 21 для первого участка 303 деление величины,поступающей на его первый вход с 30выхода знакочувствительного фильтра23, осуществляется на число, равноеуменьшенному на единицу номеру г-гоучастка 303 . Фильтр 23 пропускает напервый вход делителя 21 только отрицательные величины, поэтому на второйвход делителя 21 поступает разностьР - Р , только, если РР,)0с,В блоке 22 для этого участка происходит вычитание единицы из выходной 40величины датчика числа подключенныхк системе автоматического управлениямощностью гидроагрегатов.Предлагаемая система действуетследующим образом,В исходном состоянии системы,если Рс, с Р, выходная величис,пнна блока 1 равна Р, то блок 2выдает на вход преобразователя 5также равную Рс,н величину, В Результате на первых входах функциональных преобразователей 12 устанавливается значение относительногоприроста о , соответствующеес,Рс,пн55На втором входе блока 3 заданнаявеличина отсутствует, следовательно,со своего первого выхода этот блоквыдает на первый вход устройства автоматического распределителя 11 нулевое значение заданной мощности, в результате чего выходные величины этого распределителя 1также)с равны нулю. Выходная величина блока 3, поступающая с его второго выхода на первый вход станционного ограничителя 4, также отсутствует, в результате чего значение относительного прироста о равно нулю, Следовательно, выходные величины функциональных преобразователей 12 определяются только заданным значением отнонсительного прироста ос , а к первым входам агрегатных ограничителей 13 подводятся нижние предельные значения мощности Рс, н. Те же значенияустанавливаются на выходах агрегатных ограничителя 13.сли Р иРР ь фзаданная гидроэлектростанции мощность находится в ЗРПн, то блок 1 пропускает ее на второй вход блока 2. Блок 2 передает поступившую величину полуЬн чившую при этом обозначение Р, , нас,вход первого станционного Функцио - нального преобразователя 5, Полученная на его выходе величина относиНтельного прироста ос поступает нас,входы всех агрегатных Функциональных преобразователей 12, с выходов которых поступают на первые входы агрегатных ограничителей 13 экономично заданные мощности Рд. Пройдя в этих устройствах проверку на попадание в зону допустимых значений ЗДЗ, или, в случае необходимости, подвергшись ограничению нижним предельным . или нижним граничным значением, заданные гидроагрегаты мощности Рпоступают на входы агрегатных следящих устройств управления мощностью.Блок 3 переключения при этом не передает на первый вход автоматического распределителя задаваемой величины, в результате чего задаваемые величины на его выходах и на вторых входах всех агрегатных ограничителей 13 равны нулю.На первом входе станционного ограничителя 4 задаваемая величина отсутствует, как и на выходах его и функциональных преобразователей 6 и 12,ЕслирсгнРс- Рс б тес гб заданная гндроэлектростанции мощность находится ь зоне особых значений, то блок 1 переключения пропускает ее на второй вход блока, 2, который13135806передает ее на второй вход блока 3переключения, с первого выхода котоорюго она получив обозначение РЭс, рпоступает на первый вход автоматичес 5кого распределителя, С выходов автоматического распределителя 11 на вторые входы агрегатных ограничителей13 всех гидроагрегатов поступают эауоДанные моЩности Р ок , котоРые без 10изменений пропускаются этими ограничителями 13 на входы следящих устройств управления мощностью гидроагреогатов, если Р, иРс Гилиограничиваются . в них сооТветству 15ющими пределами при несоблюдениипоследнего условия,Если Р, гпР,0, и, блок 3(передает заданную мощность (РсРпВ1= Р ) со своего второго выхода 201на первый вход станционного ограничителя 4, с выхода которого она поступает на вход второго станционногофункционального преобразователя 6Дальнейшие преобразования этой величины в значения экономично заданныхмощностей, поступающих на первыевходы агрегатных ограничителей 13Ро, выполняются аналогично описанным. 30В динамике (в переходном режиме),если заданная мощность, находившаясяв предшествующем установившемся режиме в ЗРПК, начинает возрастать и впроцессе возрастания входит в 303,35предлагаемая система действует следующим образом. После пересечения заданной мощностью нижней границы 303,блок 2 переходит в положение, прикотором поступившая на его второй 40вход с выхода блока 1 величина, получившая обозначение Р с, передается1 о1на его первый выход, с которого поступает на второй вход блока 3. Спервого выхода блока 3 величина Р, 45опередается в автоматический распределитель 11После удаления заданной мощностиот нижней границы 303 и при изменении ее внутри 303 блоки 1 - 3 переключения остаются в положении, которое они заняли при Р ) РоС,гКЗадаваемые гидроагрегатам с выходовавтоматического распределителя 11мощности изменяются в соответствиис его алгоритмом, описание которогодается ниже, После пересечениязаданной мощностью верхней границы303 блок 3 переходит в положение 14 при котором поступающая на его второй вход заданная мощность. выдается с его второго выхода на первый вход ограничителя 4, с выхода которого она поступает в станционный преобразователь 6, в котором она преобразуется в относительный прирост с 1с,преобразуемый в агрегатных преобразователях 12 в экономично заданные гидроагрегатам мощности Рс , посту 41,к ф пающие на первые входы агрегатных ограничителей 13. На вторых входах этих устройств заданные мощности равны нулю, так как после перехода заданной мощностью верхней границы 303 величина на первом выходе блока 3 Р становится равной нулю, 1Изменение заданной мощности внутри ЗРП и эа ее верхним пределом не сопровождается изменением положений блоков 1 - 3 переключения.При возвращении заданной мощности внутрь 303 действие блоков системы аналогично действию их при входе заданной мощности в 303.иэ ЗРП, а при переходе заданной мощности из 303 в ЗРПн операции управления развиваются по аналогии с операциями при переходе из 303 в ЗРП,.Автоматический распределитель 11 действует следующим образом.В исходном состоянии, если задан- ная мощность РР , и на выхос,пнде блока 16 первого агрегатного узла поЯвлЯетсЯ величина Р гк, а на выходе блока 17 величина Р с" , то диодные блоки 18 сравнения, фиксируя неоди-, наковость выходных величин блоков 16 и 17,не вызывают действия блока 19 переключения и его повторителей 20 и 24; в результате на входах третьих агреЧгатных сумматоров 25 всех гидроагрегатов задаваемых гидроагрегатам мощностей нет.Ъо)В случае Рс гнРс ЪРс гвысъ сг ходные величины блоков 16 и 17 первого агрегатного узла 303 равны .оР с, следовательно блок 19 переключения и его повторители 20 и 24 срабатывают и на вход и с выхода сумматора 25 поступает верхняя гранич- ная мощность гидроагрегата с первой очередью перевода, а на входы остальных сумматоров 25 - нижние граничные мощности соответствующих гидроагрегатов с выхода повторителя 24; с выхода повторителя 20 - частное от де55 ления отрицательного значения мощности Р - Рср на число к,оВ остальных агрегатных узлах распределителя условия дпя срабатывания5блоков 19 не создаются и с выходов их,повторителей 20 и 24 заданные мощности не поступают. В результате гидроагрегату с первой очередью. переводазадается верхнее граничное значение 10мощноСти, а мощности, задаваемыеостальным гидроагрегатам, лежат в ихнижних зонах допустимых значений мощности 303)оВ случае Рс Р( Р , состояние блоков второго агрегатного узла такое же, как в рассмотренномслучае, но в делителе 21 осуществляется деление разности Р- Р нао у1число, равное единице (так как 0 = 202).Повторитель 20 пропускает эту разность на сумматор 25 только первогоагрегатного узла, а повторитель 24пропускает на этот сумматор верхнее 25предельное значение мощности гидроагре"гата с первой очередью перевода.На сумматоры.25 остальных гидроагрегатовпропускаются их нижние граничныезначения мощности. 30Таким же образом распределительдействует при попадании заданной мощности в остальные, начиная с третьего участка 303 . При этом с выходовповторителей 20 на входы сумматоров25, относящихся к агрегатным узламот первого до предцествующего Я 1)-му агрегатному узлу, относящиеся к которому блоки 19,20 и 24 сработали, поступает частное, сформиро Ованное аналогично тому, как это сделано для второго агрегатного узла,С выходов повторителей 24 навходы сумматоров 25, относящихся кпредшествующим агрегатным узлам, поступают верхние граничные мощностисоответствующих гидроагрегатов, ана входы сумматоров 25, относящихсяк остальным агрегатным узлам, поступают нижние граничные значения мощности гидроагрегатов.В динамике (в переходных режимах)распределитель действует следующимобразом.Если заданная мощность началаувеличиваться со значения Р, г н сосР с Р то по мере приближес,) С,г,1 фния ее к верхнему граничному значению Р , выходная величина повторителя 20, относящегося к первому агрегатному узлу, будет уменьшаться истанет равной нулю при 1,= РсБ момент пересечения граншы блокипервого агрегатного узла возвратятся в исходное положение, а заданныевеличины с входов всех сумматоров 25,связанных с выходами повторителей 20и 24, относящихся к первому агрегатному узлу, снимутся. Одновременносработают блоки второго агрегатногоузла и выход повторителя 20 окажетсясвязанным со входом сумматора 25,относящегося к первому агрегатномуузду, а выходы повторителя 24 - связанными с входами всех сумматоров 25,причем на эти входы этих сумматоровподаются те же величины, что и свыходов повторителей 20 и 24, относящихся к второму агрегатному узлу.Выходная величина повторителя 20,относящегося к второму агрегатному узлу, бывшая до пересечения и остав-.шаяся равной нулю при пересеченииграницы, по мере удаления заданной мощности от границы начнет увеличи-;ваться, достигая при Рс, = Рс г,а максимального значения. Б момент пересечения верхней границы второго участка 303 срабатывают блоки третьего агрегатногоузла, а блоки второго агрегатного узла возвращаются в свои исходные положения. Выходные величины повторителей 20 и 24, относящихся к второму агрегатному узлу, со всех сумматоров 25 снимаются, а на другие входы сумматоров 25 поступают выходные величины повторителей 20 и 24, относящихся к третьему агрегатному узлу, причем выходная величина повторителя 20 равна нулю, а с выходов повторителя 24 поступают на входы сумматоров 25, относящихся к двум первым агрегатным узлам, верхние граничные значения мощности. На входы сумматоров 25 остальных агрегатных узлов поступают с выходов повторителей 20 нижние граничные значения мощности.При дальнейшем увеличении заданной мощности соответствующие агрегатные узлы устройства действуют аналогичным образом.При уменьшении заданной мощности работа агрегатных узлов устройства протекает аналогично.Функцнональная схема агрегатного ограничителя мощности п 7 иведена на