Устройство для комплексной оптимизации режима энергосистемы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) 43 б 330 Союз Советских Социалистических Республик(51) М.Кл. б 05 Ь 17/00 оединением заявкиосударственнын комнтетСовета Мнннстров СССРоо делам нзооретеннвн открытий(53) УДК 681.32(088,Бюллетень26 Опубликовано 15,07 Дата опубликовани сания 27.02,7 72) Авторы изобретения В. Д. Шлимович, Яковлева Всесоюзный на 1) Заявите но-исследовательскии инстектроэнергетики 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОПТИМИЗА РЕЖИМА ЭНЕРГОСИСТЕМЫЦель изобретения - повышениеустройства.Поставленная цель достигается тустройство содержит функциональнымиразователь в цепи обратной связирегулирования активной мощности бавоч ного узла, ограничители вобратной связи каналов ограпараметров и сумматор составградиента, входы которого поны к выходам каналов регулированиной мощности балансировочного узланичения параметров, а его выход соедвходами каналов регулирования амощности и регулирования напряжения иост оптимится базначать даются 10, длЯ напряе мощ- водится пексноивыбира дем обо оторой з- У + ство, выполетода реше- арактеристик которои соегулирования ния напряаналов регу- алансировочтров. Недо- ется низкаявисимым памодули и активнь Задача с ва: Т = Х Т,. 1 Р,= пии ( 1=0ри наличии ограничения в форме равенства: Предлагаемое устройство относится к об. ласти систем управления с использованием специализированных моделирующих устройств.При перспективном и оперативном планировании режима энергосистемы возникает задача оптимального распределения активных и реактивных мощностей между генерирующими станциями, входящими в энергосистему. Эта задача является достаточно сложной и при решении на универсальной ЦВМ требует значительных затрат времени.Известны специализированные вычислительные устройства для решения задачи комплексной оптимизации режима по активным и реактивным мощностям, в которых используется модель сети энергосистемы. В частности, известно устрои ненное на основе градиентногония задачи с использованием х относительных приростов станци щее модель энергосистемы, входы динены с выходами каналов р активной мощности и регулиров жений, а выходы - со входамипирования активной мощности б ного узла и ограничения параме статком этого устройства явля точность учета ограничений по за раметрам режима. При решении задачи компзации режима энергосистемылансировочная станция (бее нулевым номером), для кмодуль и фаза напряжения Уостальных станций задаютсяжения У О У;, , Уности Рь Р 2,Р" Рл5 к минимизации расхода топли ем, чтопреобканалов лансироцепиничения ляющих дключея актив- и огра. инеи со ктивной( допс где Т; (Р; ) - расходная характеристика -й станции; Р, - активная мощность балансировочной станции; Р , - нагрузка электро- потребления 1-го узла; л - потери активной мощности в сети; ср - зависимый параметр режима, который должен быть ограничен.В качестве параметров ср,. могут выступать любые энергетические величины: модули и фазы напряжений в узлах сети, токи статора и ротора генераторов станции, перетоки активной или полной мощнооти по линиям и т.д.Задача, сформулированная в виде уравнений (1) - (3), с использованием метода неопределенных множителей Лагранжа моделируется на АВМ системой конечных и дифференциальных уравнений,1:ОдРо дскб;дР к=1 дР;(7)к К В этих уравнениях использованы обозначения:- =б - - -"=б,;дТ 1, дТодР дРол - множители Лагранжа; 5 д - сигнум функция.Уравнения (4) - (7) положены в основу предложенного построения вычислительного устройства для.комплексной оптимизации режима энергосистем, Для определения составляющих градиента целевой функции используется метод задания поиоковых колебаний.Схема предложенного устройства приведена на чертеже, где: 1 - модель энергосистемы; 2 - 7 - выходы модели энергосистемы;8 - функциональный преобразователь; 9, 10, 11 - интеграторы; 12 13 - ограничители; 14, 15, 16 - блоки перемножения; 17 - сумматор составляющих градиента (Х); 18 - 21 - блоки выделения составляющих; 22, 23 - функциональные преобразователи; 24, 25 - интеграторы; 26 - канал регулирования активной мощности балансировочного узла; 27, 28 - каналы; ограничения параметров; 29, 30 - каналы регулирования активной мощности;31, 32 - каналы регулирования напряжений.Модель энергосистемы 1 содержит модель сети и модели генераторных станций, а такжеустройства измерения мощности балансировочного узла и ограничиваемых параметров. Каждому измеряемому параметру соответствует5 два выхода, первый из которых является выходом переменной составляющей, связанной среакцией на поисковые колебания, второй -выходом постоянной составляющей.На схеме показаны шесть выходов, обозна 10 ченных номерами 2 - 7 соответственно для измерения переменной и постоянной составляющих мощности балансировочпого узла ЬРО иРо и переменной и постоянной составляющихограничиваемых параметров: первого Лср ир и последнего Л и ,п .К выходам 2 и 3 модели энергосистемыподключены блоки, входящие в канал 26 регулирования активной мощности балансировочного узла: выход 3 подключен ко входу интео гратора 9, в цепи обратной связи котороговключен функциональный преобразователь 8,к выходу 2 подключен один из входов блокаперемножения 14, второй вход которого подключен к выходу интегратора 9; выход блока5 перемножения подключен ко входу общегосумматора 17 составляющих градиента.К выходам 4 и 5 модели энергосистемыподключены блоки, входящие в канал ограничения первого параметра ср, (блок 27), а именно: к выходу 5 подключен вход интегратора10 с ограничителем 12 в цепи обратной связи;к выходу 4 подключен один из входов блокаперемножения 15, второй вход которого подключен к выходу интегратора 10; выход блокаперемножения 15 подключен ко входу общегосумматора составляющих 17. Аналогичнымобразом построены каналы ограничения всехостальных параметров.На схеме показан также канал ограничения параметра р(блок 28), состоящий изблоков 11, 13 и 16, включенных так же, как впервом канале.К выходу общего сумматора 17 составляющих градиента подключена группа каналоврегулирования активной мощности (блоки 29,30) и группа каналов регулирования напряжения,На схеме показано по два канала каждоготипа. Каждый канал регулирования активной5 о мощности (29, 30) состоит из последовательновключенных блока выделения составляющейградиента (18 и 19) и функционального преобразователя (22 и 23). Входы блоков выделения 18 и 19 подключены к выходу общего сумматора составляющих 17, а выходы функциональных преобразователей 22 и 23 через цепиобратной связи подключены ко входам моделиэнергосистемы, к которым подключены такжезадатчики поисковых колебаний ХР 1 и ХР,Каждый канал регулирования напряжений(31, 32) состоит из последовательно включенных блока выделения составляющих градиента(20 и 21) и интегратора (24 и 25). Входыблоков выделения подключены к выходу обще 6 д го сумматора составляющих 17. Выходы инте 43633051 О 5граторов 24 и 25 через цепи обратной связи подключены ко входам модели энергосистемы, к.которым подключены также задатчики поисковых колебаний ЛУ, и ЛУ,Устройство работает следующим образом, После ввода параметров модели и ввода значений нагрузок электропотребления узлов Р и Я,ч начинается поиск оптимального реНжима, удовлетворяющего ограничениям, наложенным на некоторые параметры режима, Искомыми величинами являются модули напряжений и активные мощности всех станций энергосистемы, Поиск всех искомых величин протекает одновременно, параллельно во времени. Вначале все искомые величины равны своим начальным значениям, которые могут быть, например, результатами предыдущих расчетов с другими исходными данными. На входы модели задаются вариации искомых переменных ЛР; и ЛУ; . Эти вариации могут иметь произвольную зависимость от времени, удобную для отработки и выделения необходимых частных производных дРо(дР дРо 7 дЦ, д, дР; и д, lдУ в частности, достаточно удобным является задание вариаций ЛР; и ЛУ, в форме гармонических колебаний с постоянной и небольшой амплитудой и не совпадающими друг с другом частотами, Модель имеет 2 (т + 1) выходов, обозначения которых приведены на фиг, 1; по каждому параметру имеется пара выходов, на одном из которых выделяется переменная составляющая ЛР, или Л представляющая собой периодический сигнал, содержащий в виде смеси разных частот реакцию данного параметра модели на отдельные поисковые колебания, то есть производные параметра ср. по всем аргументам; на втором входе в виде постоянного (вернее медленно меняющегося) сигнала выделяется основная составляющая величины, не связаннач с поисковыми колебаниями (Ро или ,)Каналы регулирования активной мощности балансировочного узла и .каналы ограничений параметров, подключенные к выходам модели сети, осуществляют автоматический поиск величин оо и Хь , л в соответствии с решаемой системой уравнений: а именно, на входе интегратора 9 формируется разность двух значений величины Ро, одного - с выхода 3 модели 1 и другого - с выхода функционального преобразователя 8, воспроизводящего характеристику относительных приростов балансировочного узла, Величина Ь на выходе интегратора меняется до тех пор, пока эти значения не совпадут. С помощью блока перемножения 14 формируется произведение Ьо ЛРо,В каждом канале ограничения параметров (27, 28) на входе соответствующего интегратора (10 или 11) формируется разность вида ср - ср. Если эта разность отрицательна(неравенство Зб выполнено), то выходное напряжение интеграторов 10, 11 срезается до нуля ограничителями 12, 13. Если эта разность положительна (неравенство Зб нарушено), то 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6на выходе интеграторов 10, 11 появляется напряжение, изменяющееся до тех пор, пока неравенство (Зб) не выполнится либо строго (тогда выходное напряжение интеграторов будет нулевым), либо в виде равенства (тогда на выходе интеграторов установится некоторое постоянное по величине напряжение, отличное от нуля). Блоки перемножения 15 и 16 служат для формирования произведений Х Л.С помощью общего сумматора 17 составляющих градиента формируется величина: Предмет изобретения Устройство для комплексной оптимизации режима энергосистемы, содержащее модель энергосистемы, входы которой соединены с выходами каналов регулирования активной мощности и регулирования напряжений, а вы436330 оставитель Т. ЯковлевТехред 3. Тараненко едактор Б. Банки ректор Е. Рогайлин Заказ 637 Изд.1866НИИПИ Государственного комитета Совпо делам изобретений и отк Москва, Ж 35, Раушская наб Тираж 760та Министров СССытийд. 4/5 Подписно 1 ОТ, Загорский це ходы - со входами каналов регулирования активной мощности балансировочного узла и ограничения параметров, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит функциональный преобразователь в цепи обратной связи канала регулирования активной мощности балансировочного узла, ограничители в цепи обратной связи каналов ограничения параметров и сумматор составляющих: градиента, входы которого подключены к выходам каналов регулирования активной мощности балансировочного узла и ограничения Б параметров, а его выход соединен со входамиканалов регулирования активной мощности и.регулирования напряжения,