Устройство для моделирования переходных процессов в энергосистемах

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 29.Х.1970 ( 1478078/18-24) 6 д 7/6 исоединением заявкиПриоритетОпубликовано 18.Ч,1973, Бюллетень19Дата опубликования описания З.Ч 11.1973 Комитет по деламизобретений и открытипри Совете МинистровСССР 1.333 (088,8) Авторыизобретен Г. Т. Адонц, ГАрмянский научно-и йрапетян и А,аелян Заявител цститут энерг ователь ПЕРЕХОДЕМАХ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВА ПРОЦЕССОВ В ЭНЕРГОС Изобретение относится к области электрического моделирования.С помощью известных моделирующих устройств для расчетов и исследования установившихся и переходных процессов в энергосистемах обеспечивается автоматический расчет установившихся и кратковременных электромеханических режимов (динамической устойчивости).Однако для расчетов и анализа режимов, 10 связанных с возникновением больших дефицитов мощности и работой автоматической частотной разгрузки (АЧР) и частотного автоматического повторного включения (ЧАПВ), оказывается необходимым выполнение допол нительцых ручных вычислений и многократной установки электрического режима, что приводит к потере точности и увеличению продолжительности расчетов.Целью изобретения является создание мо делирующего устройства для автоматизации расчетов и исследования электромеханических переходных процессов, возникающих при больших дефицитах мощности и работе АЧР и ЧАПВ (результирующей устойчивости), что 21 приводит к обеспечению точности и быстроты расчетов. Электромеханический переходный процесс при возникновении больших дефицитов мощности, сопровождаемый снижением частоты, реализуется предлагаемым ав томатическим устройством методом решения уравнений роторов генераторов в конечных разностях по частоте, при котором для решения уравнений генераторных и нагрузочных узлов энергосистемы используется только один комплект аналогового вычислительного устройства (машины последовательного действия).Сравнительно длительное время протекания процессов снижения частоты вследствие больших постоянных времени машин (порядка 10 - 15 сек), позволяет в каждом промежуточном режиме це учитывать электромагнитные переходные процессы в контурах генераторов и динамические процессы в системе регулирования, Это дает возможность прц исследовании указанных процессов пользоваться параметрами установившегося режима генераторов при различных дискретных значениях частоты.В качестве заданных величин принимаются параметры системы и ее доаварийного стационарного режима, статические характеристики нагрузочных узлов, аппроксимированные полиномами, законы регулирования возбуждения генераторных узлов системы, а также значения мощностей потребителей, отключаемых в нагрузочных узлах энергосистемы от устройств АЧР и включаемых от устройств частотного АПВ на каждой ступени частоты5 10 15 50 55 60 65 Предложенное устройство отличается тем, что оно содержит блок расчета временных интервалов и соединенный с ним блок расчета активной Мощности генераторов, выход которого соединен со входом блока моделирования установившегося режима, блок дискретного изменения частоты и подключенный к его выходу блок расчета мощ остей, выход которого соединен с моделью нагрузочных узлов, а входы соединены с блоком управления и моделью энергосистемы, подключенной к блоку расчета временных интервалов, а выходы блока дискретного изменения частоты подключены к блокам моделирования генераторных и нагрузочных узлов.На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство состоит пз модели энергосистемы 1, подключенных к ней своими входами и выходами блока 2 решения уравнений системы возбуждения и регулирования генераторов и блока 3 моделирования нагрузочных узлов энергосистемы по их статическим характеристикам, блока 4 моделирования установившегося режима, связанного входами с блоками 2 и 3 и моделью энергосистемы 1, а выходом - с моделью энергосистемы, блока 5 расчета временных интервалов Ы, подключенного входом к модели энергосистемы, а выходом - к блоку печати б, который также связан непосредственно с моделью энергосистемы, блока 7 расчета активной мощности генераторов Р , связанного входом с блоком 5, а выходом - с блоком 4 моделирования установившегося режима, блока 8 расчета мощностей АЧР и ЧАПВ, вход которого подключен к модели энергосистемы, а выход - к блоку 3 моделирования нагрузочных узлов, блока управления 9, связанного, каналами управления с блоками 2, 3, 4, б и 8, через блок 10 дискретного изменения частоты - с блоками 2, 3 и 8, а через коммутатор 11 - с моделью энергосистемы. На модели энергосистемы набирается эквивалентная схема заменения исследуемой энергосистсмы. В блоках 2, 3, 5 и 7 в соответствии с заданными параметрами турбин, синхронных генераторов, регуляторов и нагрузок осуществляется установка коэффициентов уравнений и настройка функциональных устройств, В блоке 8 устанавливаются коэффициенты, характеризующие значения мощностей нагрузок, отключаемых от АЧР и включаемых от ЧАГ 1 В при определенных дискретных значениях частоты. В блоке 10 устанавливается наперед выбранная величина шага по частоте Л 1. Блок управления 9 настраивается на необходимую программу расчета АЧР и соответстьующей автоматической регистрации параметров режима.Устройство работает следующим образом. Путем задания соответствующих параметрог на блок 4 устанавливается исходный установившийся режим. По окончании установки и 20 25 30 35 40 45 регистрации указанного режима после очередного сигнала с блока управления 9 посредством коммутатора 11 в схеме модели энергосистемы моделируется схема замещения аварийного режима.После этого блок 4 устанавливает при неизменных углах 6 роторов генераторов аварийный режим, соответствующий новым параметрам режима генераторов и нагрузок, полученным в результате решения уравнений в блоках 2 и 3. Активные мощности генераторов этого режима поступают на суммирующее устройство блока 5. Полученное на выходе блока 5 значение Л 1, соответствующее тому промежутку времени, в течение которого частота изменяется на Л, подается на вход блока печати 6 и регистрируется по команде с блока управления 9. В блоке 5 рассчитывается также значение Лв , которое подается на вход блока 7 расче- Мта Р. С выхода блока 7 значения Р, подаются на вход блока 4, По команде с блока управления 9 блок 4 устанавливает промежуточный установившийся режим, соответствующий полученным значениям мощностей генераторов Р. и прежним значениям э.д.с. и активных и реактивных мощностей нагрузок Ри Я. Установленные таким образом углы э.д,с. генераторов являются значениями 6 следующего шага расчета.После этого по команде с блока управления 9 блок 10 рассчитывает и подает на входы блоков 2, 3 и 8 значение частоты Л 1 нового шага, и в блоке 8 рассчитываются мощности нагрузочных узлов, отключаемые от АЧР и включаемые от ЧАПВ при этой частоте. Полученные значения мощностей подаются на блок 3 моделирования нагрузочных узлов.После этого блок 4 устанавливает установившийся режим, соответствующий второму шагу расчета. Последующие шаги расчета выполняются аналогично первому шагу, При выполнении заданного числа шагов расчета по команде с блока управления 9 процесс решения останавливается. Предмет изобретенияУстройство для моделирования переходных процессов в энергосистемах, содержащее модель энергосистемы, блоки моделирования генераторных и нагрузочных узлов, блок моделирования установившегося режима, блок управления, блок памяти и коммутатор, отличиюи 1 ееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно содержит блок расчета временных интервалов и соединенный с ням блок расчета активной мощности генераторов, выход которого соединен со входом блока моделирования установившегося режима, блок дискретного изменения частоты и подключенный к его выходу блок расчета мощностей, выход которого соединен с моделью нагрузочных378895 Тимохина едактор Т, ф ктор Е. Сапунова рисова аказ 1826716 Изд.443 Тирак 647 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская паб., д. 45Типография, пр. Сапунова,узлов, а входы соединены с блоком управления и моделью энергосистемы, подключенной к блоку расчета временных интервалов, а выСоставител Техред Е ходы блока дискретного изменения частоты подключены к олокам модел;1 рования генераторных и нагрузочных узлов,