Способ плавно-ступенчатого регулирования выходного параметра параллельно работающих генераторов электроэнергии

)731424 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Республик(51) М.1 х,явки М Государственный комите СССР по делам изобретений и открытии(53) 5) Дата опубликования опцсання 30.04.8 72) Авторы изобретени Д. Г. Белов, С. В. Медведников и И,екопски(54) СПОСОБ ПЛАВНО-СТУПЕНЧАТОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫХОДНОГО ПАРА)ЧЕТР АРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИХ ГЕНЕРАТОРО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИИзобретение относится к электротехнике, касается автоматического управления и регулирования и может быть использовано проч регулировании выходного параметра, например, мощности, параллельно работающих генераторов электроэнергин в условн.ях непостоянства их производительности.В существующих способах регулирования выходных параметров параллельно работающих генераторов уменьшение мощности, рассеиваемой в процессе регулирова. ния, достигается совместным применением плавного и ступенчатого изменения выходных параметров генераторов в определенных пропорциях, при этом ступенчатым нзменением осутцествляют грубое регулцровд. ние выходного параметра, а плазнь)м изме. пением - точное 11.Из известных способоз на:)оолее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ плавноступенчатого регулирования выходной мощности параллельно работающих солнечных батарей 21.Сущность этого способа заключается в 25 плавном изменении выходной мощности путем изменения степени шунтирования одной некоммутируемой солнечноц батареи (плавно регулируемый генератор) и ступенчатом изменении выходной мощности остальных З 0 солнечнь)х бдтаре (дискретно регул чуемые генераторы) путем цх коммутдцц) и оо)цсй цсп;) з те х)о)енты време;)н, когда степень шунтирования плавно регулируемой солнечной батареи достигнет наперед заданной зел)н)нны. Для определенна моментоз сгупенчдтого ецзменення выход"ои мощности дискретно регулируемых сол:)очных батарей измеряют величину силы тока в цеп:) ш, нтнрозанця ц сравнивают сс с наперед здданнымн фнксированнымн грдц 1)- ными значениям:,) (верхняя ц нижняя границы), Если в процессе регулировацн величина с.)лы тока в цепи шунтирования находится внутри диапазона, ограниченного ф:)ксирозаннымн граничными значениями, то ступенчатое изменение мощности д):скретно регулируемых солнечнь)х батарей не производится, так кдк в этом случае регулрозанне зыходной мощности в обшей цепи достигается только путем плавного изменения сгепен:) шунтирования плавно регулируемой солнечной батареи, В те мох)енты врез)енц. когда величина силы тока в цепи шунтнрозаьн)я достигнет илп превь)си г верхнюю фиксированную границу, производят ступенчатое уменьшение выходной мощности дискретно регулируемых солнечных батарей путех нх поочередного отключения от оощей цепи. а з те моменты времени,когда Величина силы тока 3 цепи шунтнОВан 1 я достигнет или будет меньше нижней фиксированной границы, производят ступенчатое увеличение выходной мощности дискретно регулируемых солнечных оата .рей путем их поочередного подключения к общей цети. При этом в гмоменты отключения или подключения дискретно регглруемых солнечных батарей (в моменты изме. пения их выходной мощност 1) Выходнуо 10 мощность плавно регулируемой солнечной батареи для обеспечения плавности регулирования выходной мощности в обшей цепи соответственно увеличивают или уменьшают пу 1 ем изменения степени ее шунтнро вания на величину ступенчатого изменения выходной, мощности дискретно р гулируемых солнечных батарей. Следовательно, В известных способах измеряют Величину парамегра в цепи шунтирования плавно регу лируемых генераторов, сравнивают се с фксрованными напеоед заданнымн граничными значениями, и производят соответствующее ступенча 1 ое изменение выходного параметра дискретно, регулируемых генера торов в те РОменты Вреен 1, ког;а нзеренная величина будет равна одной из фиксированных граничных величРн.Известные способы регулирования прн изменяющихся производительностях генера- Зо торов не позволяюг существенно уменьшать мощность, рассеиваемую в процессе плавного регулирования выходного параметра без сРИженя качества рег лирОВЯН 1 я.Зго обусловлено тем, что ступенчатое З 5 уменьшение выходной мощности дис;(ретно регулируемых генераторов производят в те моменты времени, когда мощность, рассеиваемая при шунтировании, достигнет макс 61 л 131 ьОй Величины, т. е. когда онЯ тока 40 в цепи шунтирования достигнет верхней фиксированной границы. Значение этой гра. ннцы с целью ооеспечения устойчивости процесса регулирования, выбирают, с одной стороны, из условия ее дост:жнмостн прн 45 лобой, в том числе и мРНнмально возможной Входной мощности (произ водитсл 1. ности) шунтируемсй солнечной батареи, а с другой - из условия, при котором нзменснпс степени шунтирования солн чной оа тареп в пределах изменения сиы тоха 3 цепи шунтирования от верхней фикснрованной границы до нижней увеличивало оы мощность, отдаваемую шунтируемой сол нечной батареей в общую цепь,Ра величину, 55 достаточную для компенсации измеения выходной мощности, вызванного лОбым, в том числе и максимально возможным, ступенчатым уменьшением выходной мощности дискретно регулируемых солнечных ба гарей. Ьс;едствие этого даже при минимальном ступенчатом уменьшении мощнос ти дискретно регулируемых солнечны.: батарей, шунтирование продолжают производить до момента достижения силы тока в 55 цепи ш нпиануе:1 О солнеНОЙ батяреР Верхней фиксирова 1 тной границы. При этом Вы. ходная мощность, отдаваемая в общую цепь шунтируемой солнечной батареи, будст уменьшена до величины, соответствующей максимально возможному ступенчатому измененгию выходной мощности коммутируемых солнеч;ых батарей, что при изменявшейся производительности генераторов будет существенно превышать вепичину производимого ступенчатого изменения. Следовательно, выполнение этаких условий предопределяет необходимость выбора в качестве шунтируемой такой батареи, для которой В процессе изменения степени ее шунтирования верхяя фиксированная граница будет доспнгаться и прн нанмеьше 1 возможной величине ее Выходной мощности, т.:. мин 1;- мально возможная мошгность (производительность) плавно регулируемой батареи должна быть Оольше максимально Возможной мощности люоой дискретно регулируемон Оатарен, А так ка( при.1 Обых Возможных производительностях дискретно регулируемых солнечньх батарей шунтирование необходимо производить до достпРкенРя верхней фиксированной границы, то соответственно будет ограничена снизу величина мощности, которую необходимо рассеивать в процессе плавного регулирования.СНРРкение мощности, рассеиваемой при плавном регулировании п тем уменьшения каждого ступенчатого изменения выходного параметра дискретно регулируемых солнечных батарей ,путем увеличения количества коммутируемьх солнечных батарей си соответствующим уменьшением их мощности), приводит к ухудшению качества регулирования, так ка( при меньшем ступенчатом изменении необходичо большее количество переклОчений батарей для достии(ения того же уровня зыходного параметра в общей цепи, а это экзивалентно увеличеншо длительности переходного процесса.Цельо изобретения является уменьшение мощности, рассеиваемой в процессе плавного регулирования выходного параметра генератороз з условиях непостоянстВа их производ 1 тельности, и упрощение ,роцесса регулироза 1 пя Оез сниткения его к а несГВ я. Зто достигается тем, что при регулироВании выходного параметра параллельно работающих генераторов электроэнергии в отличие от известных способов измеряют на какую величину уменьшается выходной параметр плавно регулируемых генераторов и на какуо величину уменьшится выходной параметр дискретно регулируемых генераторов прР ео очередном ступенчатом изменении, определяот разность между измеренными величинами и в те моменты вре.мени, когда она будет равна нулю, произ- ВОДЯТ СТУПЕНЧЯТОС ГМЕНЬШЕНИР дыхпчдпгопараметра дискретно регулируемых генера. торов.Так как в этом способе регулирования уменьшение выходного параметра плазцо регулируемых генераторов производится только на величину, равную очередному ст,- пенчатому уменьшению, то,при величина ступенчатых изменений, меньших, чем максимально возможные, соотвзтствечно меньше мощность, рассеиваемая при плаз О ном регулированиги (из-за меньшей глуоины регулирования). Качество регулирования при этом не уудшается, так как любое ступенчатое уменьшение выходного параметра дискретно регулируемых генерато ров полностью компенсируется соответствуощим увеличением выходного параметрз плавно регулируемых генераторов, благолдря чему обеспечивается плавность регул:- рования выодного параметра в общей це пи. Кроме того, лля уменьшения мошностц рассеиваемой в процессе плавного регулирования, произволРтельность плавно регулируемых генераторов выбирают )ПР- мально возмо)кной, исходя из условия Лос тижения минРмяльнОР положите.1 ьцэй разности, между величиной их выолноо параметра и величиной наибольшего ступенчатого изменения выходного параметра дискретно регулируемых генераторов. В этом 30 случае уменьшение рассеиваемой монности следует из того, что, чем меньше абсолютная величина регулируемого параметра (например, тока, регулируемого последователь- НЫМ рЕГуЛРТОрОМ), тСМ МЕНЬШЕ ОцгНОСТЬ, 35 расеиваемая в процессе его регулирования.11 а чертеже изображено устройство регулироваця выходного тока параллельно работающих генераторов элеетроэс. гци, реализующее предлагаемый способ. 40 Устройство состоит:з коммутатора 1, прц помощи которого дискретно регулцрус - мые генераторы 2 через управляемый ко):- .",гутатором 1 измеритель ) и выхолногэ 45 ПДРЯ МЕТРД (НЯПРИЫЕРг ДЯТЧРЕ ТОНЯ Р Я ОЯЗЕ магнитного шунта, последовательно полк.тючаемого коммутатором к выодным цепям дискретцо регулируемых гснерато"лв) соепцеы с общей цепью (с нагрузкой), 50 цуцтолОГО регулятора 4, включеного чс):з из)срцтегц. 5 тока параллельно плавно ре,лцрусмым генераторам б, э.темснта сраз ецця 7, зыхолы которОГО поле.Очены ;ыхолам измерителей 3 ц 5, а выол - че рсз Гуль-оргяц 8 к управляющему послелоздтельцым отключением вхолу коммутатора 1, )прдвляюшцй послслозатс 1-цы.". пол:люченРем, вход которого через нуль- орган 9 соелинегн с измерцтел гм тгея 5, -, . 60 лат 1 цея 10 т,)ебуемой величицьг ;ьхслг.".э тока 10 и измерителя 11 его фяетичсс.;ой величины, выходы которых через элемент 12 сравнешя подключены к управ.зяошему вхолм шнтового )еглятог)я 4 65 Устройство, реализующее предложенный способ регулирозя)пя, работает следующим образом.Требуемое изменение (уменьшсцие или увеличение) выхолцого тока, задаваемого здлдтчцеом 1), сравнивается, элементом 12 сравнения с его фактическав значением, измеояемым з обц,ей цепи измерителем 11. С:,ГРал рассогласования (отклоне)гия), поступая на управляющий вод шунтового рсг ля ора - ., изменяет его проводимость, зслелсгзце чего соответствующим образом цз)сцяется ве;чцця тоня, ОтлдваемОГО в общую цепь плавно регулцруе)мыми генератэ; дмц б (чяс)ь тока ответлястся на шуцто. вой регулятор 4), и тем самым компенсируется отклонение сравниваемых величин (12) ;г в ,-.в ., гс-яцдя сцс - с)д) В и")э Гсглцрозяцяя измерителем 5 измеряется вел:ч. тэея 1 в испи цнтэвогэ регг ля то 2 л (змерястся величина уменьшений зьхолно:о пярамегра плавно регулируемы генеоато; Оз; 1=И=1- 1,тле 1 /, - тое, выэаоятывяемый ц отлаваемый в общую спь п:явно рогулирусмыми гече:)яторамл соответственно), а измерителем 8 :)меряется зелич; д тока:) цепи одно 0 цз л скретно регулируемых генераторов 2, кото;)ый б лет о)елючдться лля ступенчатого умсньц .Ня зыолного параметра, наприме,х з цсяи генератора, полключснного е Об:цей испи послслнцм (измеряется велич;- 2 очередного ступенчатого уменьшения зыхэлцого парамст 1 а лисеретцо регулцрус)ых Гснс;.)ЯТ 01)оз 1.ВЫг ОЛНЫЕ СгтцаЛЫ ИЗ)срцтс.С 8 ц 5 сразнцваются элементом 7 (опрелслястся разность между измеренными велцчццдмц 1, а ну,ть-органы 8 и 9 контролируют величи,и сигналя зя;ыолс элемента 7 сря:шсция и на зыоле измерителя 5 тока соответственно.В тот момент времени, еогля разно; ь тоеэз, цзмерснны измерителями 3 и 5 (вс- ЛПЧИНЯ СгГН 2.12 Ня ЗЫОЛС ЭЛЕМЕНТ 2 7), Ст",- цет равной нулю, нуль-орган 8 выдает сигнал цд п;)являющий послеловдтельцым отелогене) Вхо еомм стдт 01)Я г, котэ)ы: произвол ГГ отелючс ние очсрелцого дискретно регулерус.,ОГО сраторя (з игпи которого про:ззолц.)ос. Пзмсргнцс зыхо:ного ТОЕ 2 ЦЗЕРЦТЕЛС) г) г ЦЕРССТ)0 йг ЦЗ)С:):. теля 8 (напрцмер, перелогегяце магнит;о. ГО шунт 2 датчика тэеяПО лелу 0 нему дискретно регугирус)о)у генератору). П. О. ИСХОЛИТ СТУПЕЦЧЯТЭС г, Ег.иСиС В.Г:гЦЯ ТОНЯ ПОСТ) гаоисг О гг, 001) О ЦСПЬ Ог 1ЕСЕтНО )ЕГ Лиг СМЬ ГГЧСЭДтОРОЗ . ОГЭ ро с л )хцью еутозого регслтэ)я1 гние:;: тОея, от:явяс)ОГО в ОбнесО с.гя)- нэ рег; .,"., С)ь:; Гсерторд)ц б. П: л ЭТОМ ) )СНи ЯЕТСЯ ТОЕ Гг ЦСП: ЦгНТОЗОГО глятопя - . )ц соответственно изменя;тся веГгггггГГ гг г ггг,гг гпгт лип731424 оставитель Ю. Ан Техред В. Серяко Корректоп И. Осиновская Редакто льдман Подписноей и открытий Изд. М 263 Тираж 956осударственного комитета СССР по делам изобрете 113035, Л 1 осква. Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 О,590 оиск заказ НПО п. Харьк. Фпл. пред. Патент 5, поступающего на элемент сравнения 7 и нуль-орган 9. Вследствие этого сигнал на вы.оде элемента 7 сравнения станет отличным от нуля и нуль-орган 8 прекращает выдачу сигнала на коммутатор для после дующего откл 1 очения дискретно регулируемы.; генераторов до того момента,:ока разность величин, измереннык нзмер;телямн э и 5, сгОва не станет равно нуло.В тот момент времени, ко:да величина 10 тока в цепи шгнтового регулятора 4 стане разной нулю (равен нулю выкодной параметр цзмерителя 5), нуль-орган 9 выдает сигнал на управляющий последовательным подключением вод коммутатора 1, кото рый производит подключение очередного дискретно регулируемого генератора ц соответствующую перестройку измерителя 3 (например, переключение магит, Ого гцч 1- та датчика тока к вновь подключенному ге нератору) . 11 роис.;одит ступенчатое увеличение тока на выкоде коммутатора 1, которое компенсируется соответствующ:.м уменьшением тока, отдаваемого в общую цепь плавно регулируемыми генераторами 25 (за счет увеличения тока в цепи шунтового регулятора 4). Формула изобретения30Способ пгав 1 о-ступенчатого регулирова. ния выкодного параметра параллельно работающик генераторов электроэнерг:и, например, солнечнык батарей, путем плазного изменения выкодного параметра плавно регулируемык генераторов, н ступенчатого изменения выкодного параметра дискретно регулируемык гснераторов з те моменты времени, когда величина выкод:ого параметра плавно регулируемык генсраторо; уменьшится до заданного фнксирозанного значения, отлича юшийся тем, что, с целью уменьшения рассеизаемой мощности без снигкения качества регулирования, дополнительно измеряют велчину уменьшения вы.лдного параметра плавно регулируемык генераторов и величину очередного ступенчатого уменьшения в,одного параметра дискретно регулируемык генераторов, определяют разность мегкду измеренными величинами и в те моменты времени, когда она будет равна нулю, производят ступенчатое уменьшение выкодного параметра дискретно регулирусмык генераторов,Источники информации, принятые во знцмание прц экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР Л 300945, Ы Оа Г 100, 1971.2, КгпЫе Ь. С., %1 еве 1. Г., 11 едга 1 ед е 1 ес 1 гопсз зоаг аггау соп 1 го 1 цпт. Ровег Сопс 1 Зрес 1 а 11 вЬ Соп 1. Кес., Равадепа, СаИ, 1971, сг Ъог 1, 1971, с. 77 - 85 прототип).