Способ регулирования напряжения энергосистемы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН БРЕТЕНИЬСТВУ АВТОРСКОМ ИДЕТ ЕЛ(54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ путем заданияэлектростанциям реактивной мощности,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения экономичностиработыэнергосистемы, фиксируют отклонениенапряжения в опорном узле энергосистемы от оптимального значения, вырабатывают задание реактивной мощности ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ПИСАНИЕ И 801175051)4 Н 02 Ю 3 46 группе агрегатов, используемых в режиме синхронных компенсаторов, сучетом их экономических характеристик, при превьппении величины заданиядля одного из агрегатов заданногозначения пересчитывают величину оптимального значения напряжения впредположении, что данный агрегатвключен в режим синхронных компенсаторов, сравнивают пересчитанноеоптимальное значение напряжения сфактическим в опорном узле энергосистемы и подают сигнал на включениеагрегата в режим синхронного компенсатора в случае, если фактическоезначение напряжения меньше пересчитанного оптимального,1 11750Изобретение относится к регулированию напряжения в питающих сетяхэнергосистемы.Целью изобретения является повышение экономичности работы энергосистемы.Карактеристика зависимости потерьот генерируемой синхронными компенсаторами (СК) реактивной мощности(числа СК) представляет собой ступенчатую зависимость, в соответствиис которой потери, обусловленные потреблением мощности на вращение,увеличиваются на ступень при включении в работу каждого следующего агрегата. Эта характеристика можетбыть аппроксимирована линейной зависимостью, Однако линейная зависимость непосредственно для автоматического выбора оптимального числа 20агрегатов, работающих в режиме СК,не может быть использована, Поэтомуона замещается участком ветви параболы, достаточно далеко отстоящейот ее экстремума и по форме близкой 25к линейной. В этом случае группаСК ГЭС в схеме замещения может бытьпредставлена отдельным генерирующимисточником, работающим через активноесопротивление Н и генерирующимпомимонекоторой реактивной мощности Ц,определяемой в результате .оптимизации, смещающую (по отношению к экстремуму аппроксимирующей параболы) мощность Я . Для того,чтобыне нарушатьбаланс реактивной мощности системы,такая же мощность присоединяется заактивным сопротивлением В со сторонь 1системы, Протекающая через В мощностьЯ + Яообразует в нем потери, представляющие потребление мощности навращение СК. Подобное представлениегруппы СК ГЭС дает возможность осуществить оптимизацию выбора числа СКна ГЭС в рамках оптимизации режимаэнергосистемы по напряжению и реактив.ной мощности.ФАвтоматическое управление режимомсводится к поддержанию напряжения вопорном узле сети подсистемы с опре деленным долевым участием электростанций (имеющих внутри станционные системы управления). Поскольку ГЭС имеют агрегаты, которые могут работатьв активном режиме (в этом случае генерация реактивной мощности производится попутно) и в режиме СК, то этидве группы агрегатов представляются 02 2в схеме замещения управляемой энергосистемы как две электростанции, Причем вторая по сравнению с первой значительно менее экономична. Устройство распределения имеет выходы, соответствующие всем электростанциям, включая обе части ГЭС.Пока электростанции, работающие в активном режиме, имеют резерв располагаемой реактивной мощности на выходе ГЭС, представляющей группу СК, задание не появляется (электростанция имеет коэффициент распределения, соответствующий невыгодному источнику). После исчерпания регулирующего диапазона электростанций, работающих в режиме активной мощности, поддержа.ние напряжения (при большом удельном весе нагрузочныхпотерь) сопровождается необходимостью пуска СК, что выявляется в распределителе автоматически. Уровень напряжения в опорном узле зависит от потребляемой на вращение СК мощности. В этом случае проявляется противоположное влияние потерь на вращение и нагрузочных потерь. Для снижения последних напряжение целесообразно повышатьОднако, если для этого необходим пуск СК, то растут потери на вращение, и при снижении удельного веса нагрузочных потерь может возникнуть необходимость понижения напряжения, Эти зависимости могут быть представлены выражением, в которое входит ограниченное число параметров режима основной электрической сети и постоянные, выявляемые обработкой результатов определенного числа оптимизационных расчетов. Так, если режим сети определяется протяженной межсистемной линией, то выражение имеет видг+ 11 Рггде Р - переток активной мощности;Ь П- величина, зависящая отчисла пускаемых СК;ои /3 - коэффициенты, приводящиек некоторому снижению напряжения во избежание роста нагрузочных потерь изза чрезмерно большого встречного потока реактив ной мощности;и 3 - коэффициенты, снижающиевлияние на напряжение потерь на вращение СК приЭти операции используются и для выбора оптимального числа СК. Группы СК ГЭС представлены в системе управления как электростанции, включенные в сеть через значительные активные сопротивления, в которых имитируются потери мощности на вращения. По сравнению с остальными электростанциями они менее экономичны. 35Пока на выходе каналов этих групп агрегатов нет задания реактивной мощности, в дополнительных СК потребности нет. Если располагаемая реактивная мощность других электростан ций исчерпана, то для поддержания напряжения требуется включение в работу агрегатов в режиме СК, что выяв- ляется в связи с появлением задания по реактивной мощности на выходе со ответствующего канала распределителя. Однако СК еще не пускается, а производится определение оптимального напряжения опорного узла для того режима, который имел бы место после 50 пуска СК. Если перетоки активной мощности не слишком велики и, следовательно, нагрузочные потери не преобладают, то пус 1 СК должен сопровождаться снижением напряжения, После 55 этого необходимо убедиться в том, что отклонившееся напряжение оказалось меньше нового оптимального его зна 30 большом перетоке, приводящем к росту удельноговеса нагрузочных потерь;П - постоянная.Оптимальное напряжение опорного узла определяется с помощью функционального преобразователя, на вход которого поступает необходимая для этого информация (активная мощность перетоков). 1 ОРабота общего устройства управления режимом напряжения и реактивной мощностью начинается от оптимального значения, вычисленного на основе получения информации для опорного узла, 15 с выявления отклонения напряжения, Затем производится определение требуемого изменения генерируемой реактивной мощности электростанций энергосистемы, необходимого для компен сации этого отклонения. Приращение реактивной мощности распределяется между генерирующими источниками с учетом их положения в сети, т.е. оптимально. 25 чения. Если это условие. выполняется,то пуск СК для поддержания напряжениянеобходим. Если же отклонившееся напряжение оказывается выше нового оптимального значения, то повышать его ненужно и пуск СК не производится. Таким образом, критерием оптимальноговыбора оптимального числа СК являетсясовпадение знаков отклонения выбораоптимального его значения в опорномузле. Если признаком текущего отрицательного отклонения является появлениезадания по реактивной мощности на выходе распределителя для группы СК, тоотрицательность отклонения напряженияпосле пересчета оптимального его значения необходимо проконтролировать.После пуска СК агрегат подключается к станционной автоматике и в системе управления фигурирует наравне сдругими работающими агрегатами ГЭС.Реактивная мощность между агрегатамираспределяется в соответствии с ихрасполагаемой мощностью и сигнал обограничении располагаемой мощностиГЭС исчезает, Задание на реактивнуюмощность на выходе канала пуска СКтакже исчезает и вопрос о пуске следующего СК вновь решается по описан-.ной методике.1На чертеже представлена структурная схема, реализующая предлагаемыйспособ,На схеме обозначены входы 1, дляподачи информации, необходимой дляопределения оптимально опорного узлаподсистемы, функциональный преобразователь 2, определяющий оптимальноенапряжение по заданной формуле, вкоторую входит в качестве составляющих сумма произведений параметров ипостоянных заранее определенных коэффициентов, измеритель 3 напряженияопорного узла, блок 4 сравнения фактического напряжения с оптимальным,вход 5 для подачи сигнала, представляющегособой величину реактивнойФмощности, на которую должна измениться загрузка генераторов электростанций энергосистемы для компенсациивозникшего отклонения напряжения в опорном узле, определяемая централизованной системой управления, выходы 6, на которые подается необходимая информация для блока распределения, блок 7 распределения, работающий в системе централизованного управления напряжением и реактивной мощностью1175002 Составитель К. ФотинаРедактор О.Юрковецкая Техред М.Пароцай Корректор Е.Сирохман Заказ 52 О/54 Тираж 620 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 энергосистемы, выходы 8 блока распределения, на которых имеются сигналы задания электростанциям по реактив ной мощности, пороговый элемент 9, блок 1 О, фиксирующий отрицательное отклонение напряжения, блок 11, фиксирующий сигнал на выходе порогового элемента, и логический элемент И 12.На выходе блока 2 имеетсй сигнал, уровень которого соответствует оптимальному напряжению в опорном узле подсистемы. Фактическое напряжение, измеряемое блоком 3, равно оптимальному. На выходе блока 4 сравнения сигнала нет. Блок 7 распределения находится в бездействии и на его выходах имеются текущие задания реактивной мощности электростанциям. На выходе группы СК ГЭС (блока распределения) имеется сигнал, равный смещающей мощности, так как она является нижним пределом загрузки этого генерирующего источника. На выходе порогового элемента 9, порог которого выбирается несколько большим смещающей реактивной мощности, сигнала нет. Логический элемент И 12 непроводящ и сйгнаЛпуска СК отсутствует.При возникновении отрицательного отклояения напряжения в опорном узле от оптимального централизованная система управления запускает блок распределения, который увеличивает задания. о реактивной мощности электростанциям на величину, необходимую для компенсации отклонения. Обычно напряжение поддерживается без пуска .СК. Однако, если для этого располагаемой реактивной мощности не хватает, то на выходе распределителя 7, соответствующем группе СК (верхний выход) появляется величина, превышающая сме О щающую реактивную мощность Я ,Еслизадание группе СК превышает порог блока 9,то сигнал фиксируется блоком 11,который снижает порог блока 9 до значения ачОдновременно эта величина 5 поступает на первый вход элемента 12,на второй вход которого поступает сигнал от блока 10, фиксирующего отрицательное отклонение напряжения.Сигнал с выхода блока 9 одновременно 20 поступает на вход функциональногопреобразователя 2 и приводит к опре.делению оптимального напряжения опорного узла после пуска очередного СК.Величина, соответствующая этому напряжению, поступает на вход блока 10, в котором фиксируется, если отклонение отрицательное. При наличии задания на первом входе блока и сохранении отрицательного отклонения напря жения после его пересчета на выходеэлемента И появляется сигнал пуска СК.Выбор оптимального числа СК повышает экономичность режима питающей электрической сети.