Система управления потребителями-регуляторами мощности

(54) СИСТЕМА УП МИ в РЕГУЛЯТОРА (57) Изобретени ленной энергети относится к промыши может быть иси ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельствоУ 448434, кл. С 05 Э 9/12,Авторское свидетельствоФ 1004988, кл. О 05 Р 9/12,АВЛЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЯМОЩНОСТИ льзовано для автоматизации управния режимом электропотребления ус тановок, используемых в качествепотребителей-регуляторов мощности вчасы максимальных нагрузок энергосистемы. Изобретение позволяет решитзадачи управления потребителями-регуляторами (ПР) в условиях лимитирования электропотребления с учетомсуммарного фактического потребленияэлектроэнергии предприятием, контроля по световой индикации количествавключенных исполнительных механизмов ПР и снижения отрицательного влияни на выпуск продукции при вынужденном применении регулировочных мероприятий в часы максимальной нагрузки энергосистемы. Это достигается путем подключения импульсного датчика рас хода электроэнергии к двоично-десятичному счетчику получасового потре ления электроэнергии, двоично-десятичный код которого цифроаналоговым преобразователем превращается в напряжение, пропорциональное потребля емой энергии за предшествующий инте вал времени. Полученное напряжениесравнивается в часы утренних и ве-.черних максимумов нагрузки энергосистемы пороговым элементом с напряжением, пропорциональным предельнодопустимому значению получасовогорасхода электроэнергии. Такоетехническое решение позволяет отключать потребители-регуляторы, работающие в часы максимума нагрузки энергосистемы, только в тех случаях,когда суммарный расход электроэнергипредприятием достигает предельно, допустимого значения. 3 ил, 13322Изобретение относится к промышленной энергетике и может быть использовано для автоматизации управлениярежимом электропотребления установок,5используемых в качестве потребителейрегуляторов мощности в часы макси- .мальных нагрузок энергосистемы.Целью изобретения является повышение точности вьдерживания заданного лимита электропотребления с учетомграфика изменения суммарной мощностипредприятий и снижение отрицательного влияния регулировочных меропри"ятий на технологический процесс путем учета Фактической мощности предприятий и сравнения ее с заданнымлимитом в часы максимума нагрузкиэнергосистемы,На Фиг.1 приведена Функциональная схема системы; на фиг.2 - примерпрактической реализации пороговогоэлемента; на фиг.3 - временные диаграммы работы порогового элемента.Система содержит датчик 1 расхода 25электроэнергии, установленный наиндукционном электросчетчике суммарного потребления электроэнергии,двоично-десятичный счетчик 2, цифроаналоговый преобразователь.(ЦАП) 3, 30пороговый элемент 4, коммутатор 5,таймер 6, генератор 7 опорной частоты, формирователь 8 сигнала сброса,формирователь 9 стробирующих импульсов, логический блок 10, состоящий из З 5вычитателя 11, выход которого подключен к пороговым элементам 12 и 12 г,Первый вход вычитателя 11 соединенс выходом блока 13 датчиков и первымвходом блока 14 индикации и сигнализации, второй вход вычитателя 11с выходом коммутатора 5.Блок 15 управления содержит ключевые элементы 16,16 , реверсивный1 гдвоично-десятичйый счетчик 17, элементы 18,18 г задержки, Формирователи 19 г, 19 г стробирующих импульсовусилители 2020 ,20 20дешифратор 21 команд и репейные элементы 22 22 ",22 22 г, причем 50первые входы ключевых элементов 16и 16 г соединены с выходом формирователя 9 стробирующих импульсов, вторые - выходами соответствующих пороговых элементов 12 и 12 г, а выходподключен к входу реверсивного двоично-десятичного счетчика 17 и через элементы 1818 г задержки и фор.мирователи 1919 г стробирующих им 74пульсов соединен с вторым входомусилителей 20 20 . Вход дешифратора 21 команд соединен с выходомреверсивного двоично-десятичногосчетчика 17, а каждый выход дешифратора 21 соединен с первыми входамидвух усилителей 20 - 20 " и усилитеглей 20 - 20 выходы которых под 1 г фключены к входам релейных элементов122 - 22 соединенных своим выхогдом с вторым входом блока 14 индикации.Система управления работает следующим образом.С датчика. 1 расхода, представляющего собой устройство преобразования значений текущей совмещенноймощности предприятия в унитарныйдвоичный код, импульсы поступают насчетный вход двоично-десятичногосчетчика 2, обнуление (сброс) которого осуществляется через каждые 0,5 чсигналом сброса, сформированным формирователем 8, Код пропорциональныйвеличине потребления электроэнергииво время 30-минутного интервала, поступает на ЦАП 3, с выхода которогонапряжение Ы 9 пропорциональноевходному коду, подается на коммутатор 5 и пороговый элемент 4, вьдающий сигнал на второй вход коммутатора 5 в момент равенства напряженияЦАП 3 О, и предельно допустимогонапряжения О, пропорциональногодопустимому значению потребленияэлектроэнергии в часы максимумов нагрузки энергосистемы, Время прохож-дения максимума нагрузки в энергосистеме устанавливается на таймере 6,который управляет работой коммутатора5, подключая сигнал 11 предельногозначения мощности на все время прохождения максимума нагрузки в энергосистеме. В остальные часы сутокна вход вычитателя 11 поступает сЦАП 3 сигнал У пропорциональныйпотреблению электроэнергии за получасовой интервал. Генератор 7 опорнойчастоты вырабатывает один сигнал,который через Формирователь 8 сбросаобнуляет счетчик 2, а второй - черезформирователь 9 стробирующих импульсов управляет ключевыми элементами 16,С блока 13 датчиков сигнал в видепостоянного напряжения Уг, пропорционального по величине контролируемомупараметру, поступает на блок 14 ин 1332274дикации и первый вход вычитателя .11,где вычисляется разность(1)5 дУ=132 а результат вычисления с учетом егознака подается на два пороговых элемента 12, и 12, определяющих зонынечувствительности системы, Зона нечувствительности необходима для 10уменьшения количества пусков и остановов исполнительныхмеханизмов, Гра ницы зоны нечувствительности определяются допустимым по условиям технологии режимом работы потребителейрегуляторов перед наступлением очередного максимума нагрузки электросистемы или окончания получасовогоинтервала и задаются величиной напряжения + Б,20Если при вычислении напряжениядБ имеет место неравенствоЖ, ) + П (2),25то на выходе порогового элемента появляется сигнал, разрешающий включение исполнительных релейных элементов22. Этот сигнал поступает на входключевого элемента 16 , который от30крывается передним и закрывается зад -ним фронтом стробирующего импульсаформирователя 9. При открытом ключевом элементе сигнал, разрешающийвключение исполнительных механизмов,поступает на вход сложения реверсивного счетчика 17 и на вход формирователя 19 стробирующих импульсовчерез элемент 18, задержки.К выходу счетчика 17 подключендешифратор 21, количество выходовкоторого равно количеству исполнительных механизмов, Каждый выход дешифратора подключен к двум усилителям 20 и 20 мощности, нагрузкойкоторых являются релейные элементы22, и 22 . Стробирование усилителейнеобходимо для повышения помехозащищенности устройства и формированиякоманды на включение и отключениерелейных элементов.50Сигнал, разрешающий включениеисполнительных механизмов, поступает на первый вход усилителя 20 , При.лпоявлении на втором входе усилителястробирующего импульса срабатывает 55релейный элемент и включается первыйпотребитель-регулятор или часть егонагрузки. Вьгчисление дБ, происходит непрерывно, а стробирующие импульсы формирователя 9 появляются периодически через д 1. Если при очередном стробирующем импульсе сохраняется неравенство (2), то снова формируется сигнал, разрешающий включение релейных элементов, и в работу включается второй потребитель-регулятор или его дополнительная часть мощности. .Включение исполнительных механизмов продолжается до тех пор, пока с датчиков состояния технологического процесса не поступит напряжение - д 1;, т.е. до тех пор, пока не выполнится неравенство дП - П (3)В этом случае на выходе порогового элемента 12 появляется сигнал, разрешающий отключение исполнительных механизмов. Этот сигнал поступает на вход ключевого элемента 16, который открывается тем же стробирующим импульсом, что и элемент 16.При открытом ключевом элементе 16 сигнал, разрешающий отключение релейных элементов, поступает на вход усилителя 20 по цепи вход вычитания счетчика - дешифратор 21 - усилитель 20, Одновременно данный сигнал поступает на формирователь 19 строби 2рующего импульса через элемент 18 задержки, При появлении на втором входе усилителя 20 стробирующего импульса срабатывает релейный элемент 22и отключается первый исполнительный механизм. Если при отключенномпервом механизме продолжает сохраняться неравенство (3), то при поступлении очередного стробирующего импульса отключается второй исполнительный механизм и т.д. Одновременно в блоке 14 сигнализации включается индикация, указывающая на количество включенных исполнительных механизмов и состояние датчиков,Пороговый элемент 4 собран на базе компараторов К 521 СА 2 с соответствующей обвязкой и работает следующим образом. На один вход подается с ЦАП 3 напряжение У, пропорциональное потребленной электроэнергии за время 1 (например, 0 - 30 мин), на второй вход - напряжение Б, , пропорциональное допустимому расходу электроэнергии за контролируемый ин40 5 1332 тервал времени (принято контролировать 30 мин), Так как каждому потребитегпо устанавливают свой лимит, а потребитель имеет конкретную регули 5 ровочную способность, то диспетчер для исключения перерасхода (штрафных сапкций) выбирает 1 д на 8 - 207 меньше значения, соответствующего выделенному лимиту (Фиг.36). 10В период действия ограничений возможны два варианта электропотребления: фактический расход электроэнергии равен или превьшдает значение, выбранное диспетчером с учетом вьддетдеддддьдх тдимитов регулировочной способности пред дриятия и личной квалиФикации; Фактический расход электроэнергии не превьппает 13Каждый из режимов характеризуется величиной напряжения, пропорциональнои фактическому расходу, В зависимости от Ц и выбранного диспетчером напряжения Уна выходе порогового элемента 4 Формируется напряже ние, определяемое в общем виде напряжением ц (Фиг.2)--- П + ---- цВ Б,Б + В Р 1 + В ком 01 Х т "т,30(4)Еслдд У, ( 11 тт, то второе слагаемое выражения (4) равно0, а на выход порогового элемента поступает напРЯжение У,т пРопоРЦиональное 35 Фактическому расходу электроэнергии (Фиг.За). В момент достижения порога срабатывания (13,дд ) на выходе элемента 4 скачком увеличивается напряжение на величину, определяемую соотношением сопротивлений В и Ви выходным напряжением микросхемы 274 б К 521 СЛ 2 (Ц ), т,е. до величины Формула изобретения Система управления потребителями- регуляторами мощности, содержащая последовательно соециненные двоичнодесятичный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные генератор опорной частоты и Формирователь стробирующих импульсов, выход которого подключен к первому входу блока управления регуляторами, таймер, блок датчиков, подключенный выходом к первому входу логического блока и к первому входу блока индикации и сигнализации, второй вход которого соединен с выходом блока управления регуляторами, второй и третий входы которого подключены к соответствующим выходам логического блока, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения точности выдерживания заданного лимита электропотребления, введены датчик расхода электроэнергии, формирователь сигнала сброса, пороговый элемент и коммутатор, выход которого подключен к второму входу логического блока, выход датчика расхода электроэнергии соединен с первым входом двоично-десятичного счетчика, второй вход которого подключен к выходу формирователя сигнала сброса, соединенного входом с выходом генератора опорной частоты, выход цифро-аналогового преобразователя подключен к входу порогового элемента и к первому информационному входу коммутатора, соединенного управляющим входом с выходом таймера, а вторьдм информационным входом - с выходом порогового элемента.1332274 Ьии иг. Составитель Л.ЦаллагоРедактор И.Николайчук Техред И,Попович орректор М. Демчик 830 42 к Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 Тираж 863 Государственног елам изобретений Москва, Ж, .РаВНИИПИ по13035 Подписнокомитета СССРоткрытийская наб д,4