Система централизованного автоматического управления электроэнергетической системой

Союз Советскик Социалистических Республик(23) Приоритет Н 02 3 13/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СИСТЕМА ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙИзобретение относится к техническим средствам системной автоматизации автономных электроэнергетических систем(ЭЭС), в частности судовых, состоящих из нескольких электростанций, содержащих несколько источников электроэнергии.Изобретение решает задачу автоматизации управления автономной ЭЭС, например судовой ЭЭС. С наибольшим эффектом изобретение может использоваться при создании систем централизованного автоматического управления ЭЭС судов с динамическими принципами поддержания, для кото рых характерна частая смена режимов. Первостепенное значение имеют масса и габариты аппаратуры, быстродействие и надежность управления ЭЭС.Известна схема автоматического 20 управления, диагностического и прогнозирующего контроля технического состояния судовой ЭЭС с применением ЭВМ, содержащая устройство представления и регистрации инфор мации о событиях и техническом состоянии ЭЭС, устройство обобщенной аварийно-предупредительной сигнализации, управляющую вычислительную машину, устройство ввода команд, . 30 устройство дистанционного управления, датчики информации, исполнительные органы, устройство формирования обобщенных сигналов встроенного функционального контроля; локальные системы автоматического регулирования и управления 13 .Известна система централизованного автоматического управления электроэнергетической системой, содержащая пульт управления, комплекс устройств локальной автоматики и управляющее логическое устройство, обеспечивающая автоматический перевод ЭЭС в любое допустимое коммутационное состояние, задаваемое оператором с пульта управления (2 .На основе диагностического анализа текущего состояния ЭЭС оператор с пульта управления при помощи органов управления набирает оптимальный вариант коммутационного состояния, в которое необходимо перевести ЭЭС и включает программное управляющее логическое устройство, которое автоматически проверяет правильно ли оператор набрал состояние и возможно ли такое состояние для ЭЭС на основе запретов, предусмотренных в управляющем логическом устройстве.При неправильно набранной схемепрограмма перестроения коммутацион.ного состояния ЭЭС не выполняетсяи об этом информируется оператор. Такое построение системы автоматического управления значительно уменьшаетвлияние ошибок оператора и существенно повышает надежность перестроениякоммутационного состояния ЭЭС,Оператору за пультом управления,снабженным полнодоступным коммутатором, даже н спокойной обстановкепредставляется затруднительным выбрать иэ 2" коммутационных состояний оптимальный вариант коммутацион.ного состояния ЭЭС и безошибочно набрать его при помощи полнодоступногокоммутатора с первой попытки. К томуже в случае отказа автоматическихвыключателей или источников электроэнергии время на обдумывание и повторный набор, естественно, сокращается в целях предупреждения развития аварии, а фактически время пребывания ЭЭС н аварийном состоянииувеличивается за счет ошибочных действий оператора и последующих повторных или даже многократных переборов вариантов,Основным недостатком системы является зависимость надежности и быстродействия системы управления от надежностных и временных характеристик оператора при выполнейии неантоматиэированных операций выбора оптимальных вариантов перестроения ЭЭС,а также от квалификации оператора.Общее количество вариантов перестроения ЭЭС зависит от количества возможных текущих коммутационных состояний и количества коммутационных состояний, н которые возможно перенести ЭЭС. В общем случае количество вариантов перестроения ЭЭС может быть определено по формуле И=2где и - коли 2чество источников электроэнергии и коммутационных аппаратов в цепи главного тока ЭЭС.Одной из главных задач построе-. ния любой автоматической системы управления ЭЭС является наиболее рациональное разделение функций управления между человеком-оператором и средствами автоматики.Современные средстваавтоматизации позволяют создать автоматические ЭЭС, работающие без участия оператора в управлении. Однако нысская степень автоматизации приводит к чрезмерному усложнению системы управления, увеличению ее массы и габаритов и, в конечном счете, яе исключает возможности отказа системы автоматического управления в ответственных режимахЕсли в автоматическое устройство заложить возможность распознавать все состояния ЭЭС и осуществлять ее 45 50 55 60 65 автоматическое перестроение, этоприводит к чрезмерному усложнениюсистемы управления, а также к ухудшению массогабаритных характеристик и к снижению надежности, чтонеприемлемо для судов с динамическими принципами поддержания, К тому же опыт эксплуатации и статисти:;а показывают, что наиболее вероятными состояниями ЭЭС являются состояния, полностью работоспособной ЭЭСи состояния с отказом одного источника электроэнергии или одного коммутационного аппарата,Вероятность отказа одновременнодвух и более источников электроэнергии или коммутационных аппаратов сравнительно мала. Поэтому закладывать н автоматическое управляющее устройство возможности управленияЭЭС в состояниях с одновременным отказом большого количества элементовЭЭС нецелесообразно.Наиболее близкой по техническойсущности к изобретению является система централизованного автоматического управления электроэнергетической системой, содержащая пультуправления, устройства локальнойавтоматики, управляющее логическоеустройство, включающее в себя дешифратор коммутационных состоянийи блоки памяти. Кроме того, эта истема содержит логическую машину,бЛоки анализа нормальных и аварийных ситуаций, блоки питания и управления 3,Недостатком указанной системыявляется ее сложность и недостаточная надежность,Цель изобретения - повышение надежности электроэнергетической систе.мы и системы управления.Указанная цель достигается тем, что в системе централизованного автоматического управления электроэнергетической системой, состоящей из нескольких электростанций, содержащей пульт управления, устройства локальной автоматики и управляющее логическое устройство, включающее в себя дешифратор коммутационных состояний и блок памяти, в логическое управляющее устройство введены блок выбора эксплуатационных режимов, входной преобразователь, формирователь сигнала нызова оператора, логический преобразователь, блок временного контроля выполнения команд, причем вход блока ныбора эксплуатационных режимов соединен с выходом пульта управления, вход входного преобразонателя соединен с выходами блока выбора эксплуатационных режимов, блока допускового контроля параметров электроэнергии и с цепями обратной связи, определяющими коммутацион ное состояние электрознергетическойсистемы, а его выход соедийен с входом блока памяти.На чертеже представлена блок-схема системы управления, Система содержит пульт 1 управления, обеспечивающий задание требуемого эксплуатационного режима ЭЭС, адекватного эксплуатационному режиму судна, управляющее логическое устройство 2, обеспечивающее распознавание текущего состояния ЭЭС автоматическое форми рование и выдачу командных сигналов управления в необходимой последовательности для каждого варианта перевода ЭЭС в новое коммутационное состояние, блок 3 выбора эксплуатационных режимов, обеспечивающий15 формирование сигналов в функции заданного оператором с пульта управления эксплуатационного режима ЭЭС, например количества задействованных источников электроэнергии, обеспечи вающих эксплуатационный режим судна, входной преобразователь 4, обеспечивающий формирование обобщенных и унифицированных сигналов "0" или "1", дешифратор 5 коммутационных сос тояний, обеспечивающий автоматическое распознавание коммутационных состояний ЭЭС и формирование сигналон о ее текущем состоянии, блрк б памяти, обеспечивающий хранение и 30 выдачу информации об отказах в ЭЭС, формирователь 7 сигнала вызова оператора, обеспечивающий формирование сигнала оператору о необходимости перехода на дистанционное управление ЭЭС, логический преобразователь 8, обеспечивающий формирование командных сигналов н зависимости от текущего коммутационного состояния, заданного эксплуатационного режима, текущих значений параметрон ЭЭС и работоспособности элементов ЭЭС, блок 9 временного контроля исполнения команд, обеспечивающий контроль исполнения команд по временным уставкам и формирование сигналов об отказах, в цепях 45 системы управления и элементов ЭЭС, устройста 10 локальной автоматики, обеспечивающие автоматическую синхронизацию, распределение нагрузок, отключение источников с аварийными па раметрами, устройство 11 допускового контроля параметров электроэнергии, обеспечивающее контроль качества электроэнергии и генерируемой мощности по заданным уставкам, электро энергетическую систему 12.Вход блока 3 выбора эксплуатационных режимон соединен с выходом пульта 1 управления. Вход преобразователя 4 соединен с выходами блока 3 вы- б 0 бора эксплуатационных режимов, бло-. ка 11 допусконого контроля параметров электроэнергии и с цепями обратной связи, определяющими коммутационное состояние электроэнергетической 65 системы, а его выход соединен с входами дешифратора 5 коммутационных состояний, логического преобразователя 8 и входом формирователя 7 сигнала вызова оператора, Вход логического преобразователя 8 соединен с выходами блока б памяти и дешифратора 5 коммутационных состояний, а его выход соединен с входами устройств 10 локальной автоматики, блока 9 временного контроля исполнения команд и входом формиронателя 7 сигнала вызова оператора, Выход формирователя 7 сигнала вызова оператора соединен с входом пульта 1 управления. Вход блока 9 временного контроля соединен с цепями обратной связи, определяющими состояние электроэнергетической системы, а его выход соединен с входом блока б памяти. Выходы устройств 10 локальной автоматики соединены с электроэнергетической системой 12, выходы которой соединены с входом блока 11 допускового контроля и цепями обратной связи, определяющими коммутационное состояние электро- энергетической системы.Система работает следующим образом.По команде оператора из пульта 1 управления сигналы о заданном эксплуатационном режиме судна поступают на блок 3, который формирует сигналы, определяющие экс луатационный режим ЭЭС (количество работающих источников электроэнергии) и подает их на входной преобразователь 4, который преобразует сигналы с блока 3, сигналы обратных связей, определяющих коммутационное состояние и сигналы об отклонениях параметрон электроэнергии с блока 11 и выдает нормированные сигналы (логические "1" и "О"), характеризующие коммутационное состояние ЭЭС на блок 5 и обобщенные сигналы, характеризующие отношение параметров электроэнергии на блоки 7 и 8.Дешифратор 5 распознает коммутационное состояние элементов и выдает обобщенный сигнал о текущем коммутационном состоянии ЭЭС на логический преобразователь 8. Логический преобразователь 8 на основе логических переменных, характеризующих текущее коммутационное состояние отклонения параметров электроэнергии и наличие отказов в ЭЭС, формирует командные сигналы на перестроение коммутационного состояния ЭЭС с изменения числа работающих источников и выдает этисигналы на устройства 10 локальной автоматики, в блок 9 временного контроля исполнения команд и в формирователь сигнала вызова оператора.Блок 9 осуществляет контроль п 15 о хождения команд по временным устав744847 Формула изобретения ЦНИИПИ Заказ 3829/20 Тираж 783 ПодписноеФилиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 кам и формирует сигнал "Отказ" при наличии на входе командного сигнала и отсутствии сигнала с цепей обратной связи об исполнении команды в течение заданного времени. Сигнал "Отказ" поступает в блок б памяти,Формирователь 7 сигналов вызова оператора решает логическую задачу передачи управления оператору и выдает сигнал в пульт 1 управления, при наличии на его входе сигналов с преобразователя 4, определяющих необходимость перестроения коммутационного состояния ЭЭС и отсутствии командных сигналов с выхода логического преобразователя 8 на изменение коммутационного состояния ЭЭС.Изобретение позволяет создать высокоэффективные автоматизированные электроэнергетические системы обеспечивающие улучшение технических характеристик судов и не предъявляющие высоких требований к квалиФикации оператора системы. Система, централизованного автоматического управления электроэнергетической системой, состоящей из нескольких электростанций, содержащая пульт управления, устройства локальной автоматики и уйравляющее логическое устройство, включающее в себя дешифратор коммутационных состояний и блок памяти, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности электроэнергетической системы и системы управления, в управляющее логическое устройство введены блок выбора эксплуатационных режимов, входной преобразователь,формирователь сигнала вызова оператора, логический преобразователь,блок временного контроля выполнениякоманд, причем вход блока выбораэксплуатационных режимов соединен свыходом пульта управления, вход входЙого преобразователя соединен с выходами блока выбора эксплуатационныхрежимов, устройства допускового контроля параметров электроэнергии и сцепями обратной связи, определяющими коммутационное состояние электроэнергетической системы, а еговыход соединен с входами дешифратора коммутационных состояний, логического преобразователя и формирователя сигнала вызова оператора, входлогического преобразователя соединен с выходами блока памяти и дешифратора коммутационных состояний, аего выход соединен с входами устройств 2 О локальной автоматики, блока временного контроля выполнения команд ивходом формирователя сигнала вызоваоператора, выход формирователя сигнала вызова оператора соединен с 25 входом пульта управления, вход блока временного контроля выполнениякоманд соединен с цепями обратнойсвязи, определяющими коммутационноесостояние электроэнергетической сис- ЗО,темы, а его выход соединен с входомблока памяти. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеу 1, Ж. "Судостроение", Р 8, 1976,с. Зб,2. Авторское свидетельство СССРР 513449, кл. Н 02 3 13/00, 1974.3, Авторское свидетельство СССР4 О по заявке Р 2413121/07,кл, Н 0213/00, 197 б,