Способ управления электрической станцией, содержащей асинхронный генератор и источник реактивной мощности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 15735 А 9 Я 1)5 Н 02,3 3/46 д ."файф,14;"К,м Е ИЗОБР ТЕН И К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВ ЛЕКТРИЧЕЕЙ АСИНХ- СТОЧНИК ГОСУДАРСТВЕЙНОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Портной М, Г. и др. Управление энергосистемами для обеспечения устойчивостиМ.: Энергия, 1978.Авторское свидетельство СССР(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭСКОЙ СТАНЦИЕЙ, СОДЕРЖАЩРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР И ИРЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электрических станциях, оснащенных асинхронными генераторами (АГ) и источниками реактивной мощности (ИРМ) для управления переходными режимами.Цель изобретения - повышение устойчивости электроэнергетической системы путем локализации аварийного возмущения.Осуществление способа поясняется с помощью блок-схемы устройства, приведенной на чертеже,Устройство содержит датчик 1 измерения скольжения АГ, согласующий блок 2, дифференцирующий блок 3, блок 4 сравнения, максиселектор 5, усилитель 6, блок 7 аварийного регулирования турбины, электрогидравлический преобразователь 8, гидравлическую часть системы регулирования(57) Область использования: может быть использовано на электрических станциях, оснащенных асинхронными генераторами(АГ) и источниками реактивной мощности для управления переходными режимами. Сущность изобретения: контролируют отклонение первой производной скольжения АГ от величины уставки и при положительном знаке отклонения формируют дополнительный сигнал управления, пропорциональный максимальному отклонению скорости изменения скольжения АГ, которым на заданном интервале времени уменьшают мощность первичного двигателя асинхронного генератора, Это позволяет повысить устойчивость электрознергетической системы путем локализации аварийного возмущения. 1 ил. 9, регулирующие. клапаны 10 и турбину 11, Измерительный датчик 1 связан непосредственно с валом ротора асинхронного генератора. Выход датчика 1 скольжения АГ подсоединен к входу согласующего блока 2, выход которого связан с входом дифференцирующего блока 3. Выход блока 3 дифференцирования соединен с одним из входов блока 4 сравнения, на другой вход которого подается опорное напряжение, пропорциональное величине заданной уставки по первой производной скольжения АГ, а выход блока 4 подключен к входу максиселектора 5, один из выходов которого связан с блоком 7 аварийного регулирования турбины непосредственно, а другой - через усилитель 6, Выход блока 7 подсоединен к входу злек-, трогидравлического преобразователя 8, выход которого связан с входомгидравлической части системы регулирования 9, выход которой подсоединен к регулирующим клапанам 10 турбины 11.В данной блок-схеме датчик 1 служит для определения величины текущего скольжения асинхронного генератора в виде по-. стоянного напряжения, а согласующий блок 2 - для согласования величины напряжения на выходе датчика скольжения с входом , блока 3 дифференцирования. Дифференцирующий блок предназначен для формирования сигнала, пропорционального скорости изменения скольжения АГ, Блок 4 сравнения выполняет функцию измерения отклонения текущего значения первой производной скольжения асинхронного генератора относительно величины заданной уставки (Ь Я Аг = Я Агт - Ядго) и формирования сигнала соответствующей полярности для запуска схемы максиселектора 5. Максиселектор,. содержащий в своем составе запускающее устройство, схему сравнения и устройСтво .запоминания, предназначен для выделения максимального значения отклонения первой производной скольжения АГ( ЛЯ Агвах) и запуска. блока 7 аварийного регулирования турбины. Усилитель 6 служит для усиления сигнала, пропорционального Ь Я Агдам и передачи его к блоку 7 аварийного регулирования турбины. Блок 7 аварийного регулированиятурбины предназначен для формирования на заданном интервале времени управляющего импульса, величина которого пропорциональна максимальному отклонению скорости изменения скольжения АГ, и передачи.его через электрогидравлический преобразователь 8 к гидравлической части . системы регулирования 9 первичного двигателя,. При изменении режима работы энергосистемы изменяются значения режимных параметров ЭЗС и асинхронного генератора. При этом изменяется выходной сигнал измерительного датчика 1 скольжения АГ.Датчик 1, связанный с.валом ротора асинхронного генератора, измеряет величи. ну напряжения, пропорциональную скольжению АГ и полученный сигнал в виде постоянного напряжения поступает через согласующий блок 2 к дифференцирующему блоку 3. Блок 3, формируя сигнал, пропорциональный скорости изменения скольжения АГ, передает его к блоку 4 сравнения, в котором он сравнивается с величиной опорного напряжения, пропорционального заданной уставке по первой производнойскольжения (Я Аго). С выхода блока 4. полученный разностный сигнал Ь ЯАг соответствующей полярности поступает на вход максиселектора 5.Максиселектор выполнен таким образом, что его запуск происходит только при 5 положительном знаке отклонения текущегозначения Я Агт от величины уставки Я Аго ( Ь Я Аг0), При выполнении этого условия начинается процесс накопления максимальных значений отклонений Л Я Аг в устройст- "0 ВЕ ЗаПОМИНаНИя ПО УСЛОВИЮ Л Я АГ текущее -- Ь Я АГ предыдущееО. ВЫПОЛНЕНИЕ уСЛОВИя Ь Я Аг текущееЬ Я АГ предыдущее ОЗНаЧавт, что при данном возникшем аварийном возмущении в системе выявлено максимальное "5 отклонение первой производной скольжения АГ Л Я Агвах. При этом процесс накопления значений Л Я Аг в запоминающем устройстве прекращается, подается команда на запуск блока 7 (начинается отсчет интервала времени прохождения импульса).и сигнал, пропорциональный ЯАГтпах с выхода запоминающего устройства максиселектора, усиленный в соответствии с установленным в усилителе 6 коэффициентом усиления (К), поступает на блок 7 аварийного регулирования турбины;В переходных режимах, сопровождающихся снижением скольхсения асинхронного генератора (например, при набросе 30 нагрузки или отключения генерирующеймощности в энергосистеме), а также в режимах сброса электромагнитной мощности АГ, неопасного с точки зрения нарушения ус- тойчивости системы, знак выходного сигна ла блока 4 сравнения будет отрицательными управление станцией, содержащей асинхронный генератор и ИРМ, осуществляется в соответствии с известным способом управления, выбранным в качестве прототипа.40 При аварийных ситуациях в системе, характеризующихся возникновением больших небалансов мощности на валу агрегатов (короткие замыканиА в сети, отключения крупных нагрузок), выходной сигнал . блока 3 дифференцирования, пропорциональный первой производной Скольжения.АГ, превышает опорное напря- ЖЕНИЕ Оеп = Я АГО И На ВЫХОДЕ бЛОКа 4 СраВ- нения появляется положительный сигнал, 50 осуществляющий запуск схемы максиселектора 5. При срабатывании максиселектора происходит выявление максимального отклонения первой производной скольжения АГ И СИГНаЛ, ПРОПОРЦИОНаЛЬНЫй Л Я АГтпек, 55 усиленный в усилителе 6, поступает на входблока 7 аварийного регулирования турбины, где на заданном интервале времени форми-.руется управляющий импульс, который с выхода, блока 7 подается на вход1815735 510 1 Ч= 1+Р Т х Ип(р) К ЬЯдг)пах 1,20 О при Ядг - Ядго О,35 45 50 55 быстродействующего электрогидравлического преобразователя 8.Передаточная функция электрогидравлического преобразователя имеет следующи.й вид: где д э) и - воздействие на гидравлическую часть системы регулирования первичного двигателя (выходной сигнал ЗГП);Тэгп - постоянная времени электрогидравлического преобразователя;К- коэффициентусиления сигнала, пропорционального максимальному отклонению первой производной скольжения АГ;р - оператор дифференцирования;Ип(р) - передаточная функция запуска-. ющего устройства максиселектора, равная; фп(Р) = 1 при Ядгс - Ядго 0: 1 при тсо+ Ти,. Мп(Р) =0 при ст+Ти,где 1 о- момент времени, при котором подается команда на запуск блока 7 аварийного регулирования турбины;Тп - длительность управляющего импульса,С выхода электрогидравлического преобразователя сформированный дополнительный сигнал управления, пропорциональный Ь Я дгп)ах, подается на вход гидравлической части системы регулирования 9. Ко всем другим входам гидравлической части поступают другие сигналы, осуществляющие регулирование режима работы первичного двигателя асинхронного генератора. При этом количество исходных каналов, их настройка и значения коэффициента усиления остаются без измененияС выхода гидравлической части системы регулирования 9 преобразованный и усиленный управляющий сигнал воздействует на положение регулирующих клапанов 10 первичного двигателя 11 в соответствии с передаточной функцией; Р . ) вп+А(Р )2) ) где. р- положение регулирующих клапанов турбины; Тс - постоянная времени сервомотора регулирующих клапанов;А(р) - операторное выражение, включающее в себя сумму управляющих воздействий от различных систем регулирования режима работы первичного двигателя (от механизма управления турбиной, регулятора скорости и др.),В зависимости от тяжести возмущения в системе изменяются величины небаланса мощностей на валу агрегата.и Ь Я дгп)ах и, следовательно, степень изменения мощности турбины асинхронного генератора для подавления аварийного небаланса. аКоэффициент усиления К и длительность управляющего импульса Ти выбирается на основании предварительного расчета электромеханического процесса в энергосистеме из условия, чтобы при тяжелой аварии вблизи станции (например, при трехфазном коротком замыкании на шинах) обеспечивалось полное закрытие регулирующих клапанов первичного двигателя. При этом время дополнительного воздействия на турбину АГ сигналом, пропорциональным Ь Я дгп)ах, должно находиться в диапазоне значений 0,25 - 0,4 с, нижний предел которого должен бь 1 ть не менее.эквивалентнои постояннои времени гидравлическои30 части системы Регулирования, а верхний -ограничен величиной, при которой возможно переторможение агрегата.Границы района энергосистемы, в котором необходимо локализовать аварийное возмущение путем управления станцией с АГ, зависят от выбора значения уставки по первой производной скольжения Ядго асинхронного генератора. Чем меньше величина Я дго, тем к большему району энер 40 госистемы привлекается станция с асинхронным генератором для ликвидации аварийного небаланса мощностей, При этом величина уставки по скорости изменения скольжения АГ должна быть больше значений Я дг, имеющих место при неопасных по условию устойчивости сбросах нагрузки.Таким образом, способ управленияэлектрической станцией, содержащей асинхронный генератор и источник реактивной мощности, обеспечивает локализацию аварийного возмущения, повышая тем самым устойчивость электроэнергетической системы.Формула изобретенияСпособ управления электрической станцией, содержащей асинхронный генератор и источник реактивной мощности, состоящий в том, что измеряют режимные пара1815735 оставитель А.Анехред М,Моргента КоРРектоР С.Патрушева Редактор Заказ 1641 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина метры энергосистемы и скольжение асинхронного генератора, формируют первую производную скольжения асинхронного генератора, суммируют отклонения режимных параметров энергосистемы, отклонение скольжения от номинального значения и первую производную скольжения, и пропорционально этой сумме регулируют реактивную мощность источника, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения устойчивости электроэнергетическойсистемы путем локализации аварийного возмущения, контролируют отклонение первой производной скольжения асинхронного генератора от величины уставки, и при положительном знаке отклонения выявляют его максимальное значение, формируют. запускающий сигнал в интервале времени, ниж ний предел длительности которого долженбыть не менее эквивалентной постоянной времени гидравлической части системы регулирования, а верхний ограничен величиной, при которой возможно переторможение, в .10 этом интервале изменяют мощность турбиныасинхронного генератора пропорционально упомянутому максимальному отклонению первой производной скольжения асинхронного генератора.15