Способ группового регулированияактивной мощности электростанции иустройство для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 140879 (21) 2831508/24-07с присоединением заявки йо(51)М, Кл. Н 02 Р 9/04 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Производственное объединение по наладке, совершенствованию. проектно-конструкторское бюро Производственного объединения "Союзэнергоавтоматика" и Всесорзный государственный проектно- изыскательский и научно-исследовательский институт(54) СПОСОБ ГРУППОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ АКТИВНО МОГ 1 НОСТИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛ ЕГО ОСУ 111 ЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к электротехнике, а именно,к способам группового регулированя активной мощности агрегатов электростанций,используемым преимущественно нагидроэлектростанциях (ГЭС) . Оно пред.назначено для крупных многоагрегатных электростанций, играющих существенную роль в регулировании мощности энергообъединения, для ГЭС,управляемых как дистанционно спульта управления, так и телемеханически из центра системы, с отработкой сигнала задания по фактическойсуммарной моцности,Известен способ регулированиямоцности электростанции с системойгруппового регулирования путемвоздействия, в зависимости от параметров энергосистемы,. на изменениемоцности агрегатов электростанции.,Недостаток известного способазаключается в том, что не обеспечивается непрерывный автоматическийконтроль процесса регулирования изащита от самопроизвольного изменения мощности электростанциипри йеисправностях или отказах в Вэлементах реальной системы регулирования. Для небольшой или средней электростанции можно ограничиться частичными мерами (контроль напряжений питания, защита от качаний частоты и др.), Однако, длякрупной многоагрегатной электростанции такие меры недостаточны, таккак велик риск уцерба для энергосистемы при самопроизвольном изменении мощности электростанции из-занеисправности системы групповогорегулирования активной мощности(ГРАМ), Поэтому для такой категорииэлектростанций,да и для меньших электростанций, необходимы контрольправильного функционирования всего контура и защита при неисправности системы ГРАМ.Известно устройство групповогорегулирования активной мощности(ГРЖ 1) электростанции, Такая система ГРАМ содержит центральный регулятор с задающими блоками навходах, связанный с агрегатами, иизмерительные преобразователи мощности Г 1Недостатком устройства являетсято, что оно не обеспечивает непрерывного автоматического контроля 30 процесса регулирования и защитыот самопроизвольного изменения мощ- ности электростанции при неисправностях или отказах в элементах реальной системы регулирования.Цель изобретения - повышение надежности регулирования.Указанная цель достигается тем, что моделируют систему группового регулирования и электростанцию, измеряют мощность каждого агрега-. та, суммируют полученные сигналы, измеряют выходной сигнал модели электростанции, сравнивают полученные.сигналы и по результату сравнения судят о состоянии как системы группового регулирования, так и агрегатов электростанции.Устройство дополнительно снабжено дублирующим центральным регулятором, идентичным основному, моделью электростанции, анализатором, блоком суммирования Фактической мощности, причем на входы дублирующего центрального регулятора подключены выходы задающих блоков, вход дублируюцего центрального регулятора соединен с входом модели электростанции, а выход последней связан с анализатором, одновременно с анализатором сьязан выход блока . суммирования Фактической мощности.Кроме того, с целью обеспечения оперативной замены центральных регуляторов, устройство снабжено дополнительными цепями с переключаюцими контактами, включенными между основным и дублирующим регуляторами, агрегатами и моделью.На чертеже представлена функциональная схема устройства ГРАМ с непрерывным автоматическим контролем и защитой.Такая система ГРАИ содержит центральные регуляторы (ЦР) 1 (показан как основной, Работающий в реальной системе регулирования) и 2 (показан как дублирующий, дополнительный) идентичный основному, работающий с моделью ГЭС.Центральный регулятор 1 или 2 .состоит из сумматора 3 заданий, сумматора 4 фактической мощности, управляемого делителя (УД) 5, измерительного преобразователя 6 частоты (ИПЧ) , регулятора 7 частоты (РЧ) 4 или без него, промежуточного сумматора (ПС) 8, элемента 9 пропорционального воздействия (П), интегратора (И) 10, выходного сумматора (ВС) 11, ограничителя 12 пределов регулирования (ОПР), а также ряда вспомогательных узлов (не показаны).Кроме того, система регулирования содержит: управляющие устройства 13 гидроагрегатов 14, измерительные преобразователи 15 мощности (ИПМ) с сумматором 16, задающие блоки 17 (например, станционный задатчик мощности ЭИ),устройство 18 телемеханического(ТИ) управления из центра энергосистемы, измеритель 19 частоты.Система дополнительно снабжена моделью 20 электростанции, которая содержит масштабирующий множительный блок (ИИБ) 21, модель 22упраляющего устройства (ИУУ) и агрегата 23, анализатор (АН) 24 сблоком 25 компенсации мощностифактического режима (КФР) и сумматором 26 фактической мощности.Кроме указанного, система содержит блок 27 дискретного заданиясигналов (БДЗ), регистрирующий ин 15 дикатор (РИ) 28, переключающие контакты 29-40 и перекрестные цепи41 и 42.Дублирующий (дополнительный)центральный регулятор 2 специаль- .но устанавливается на электростанциях (ГЭС) для получения возможности непрерывного автоматическогоконтроля и защиты системы ГРАЛдаже в том случае, если других причин для установки дополнительногоцентрального регулятора нетНа глногоагрегатных ГЭС крупной,а иногда и средней мощности,. Устанавливается более одного центрального регулятора мощности. В30 этом случае он является групповым регулятором, Это необходимопри разделении оборудования ГЭСна несинхронно работающие части,когда требуется автоматическое35 групповое регулирование каждой изразделившихся частей; когда требуется повышенный запас надежностигруппового регулирования и необходима быстрая замена неисправно 40 го Регулятора,При наличии дополнительного центрального регулятора он иногдавключается по схеме слежения эаосновным центральным регулятором,45 но для целей непрерывного контроля и защиты дополнительный центральный (или групповой) регуляторранее не использовался,Иасштабирующий множительный5 О блок 21 учитывает количество агрегатов, работающих в составесистемы ГРАИ, его коффициент передачи можно изгленять автоматическиили вручную прямо пропорциональночислу (й) работающих в системеГРАИ агрегатов.Модель 22 управляющего устройства и модель 23 агрегата учитывают такие факторы, как нелинейность характеристики главного зо 60 лотника направляющего аппарата,инерционность следящей гидромеханической системы,нелинейность характеристики открытие направляюцего аппарата - мощность,изменение этой65 характериСтики при изменении на65 пора, гидроудар в водоводах и его зависимость от открытия направляющего аппарата и напора, динамическую характеристику, генератора. Учет всех или части из перечисленных Факторов в сочетании с подачей всех командных и управляюц 1 их сигналов одновременно на оба центральных регулятора обеспечивает достаточное для практики совпадение как в статическом, так и в динамическом режимах выходного сигнала модели 23 гидроагрегата с сум 1 марным сигналом всех измерительных преобразователей 15 мощности на выходе сумматора 26 в течение всего процесса регулирования.Блок 25 компенсации мощности Фактического режима автоматически вводит поправку на случай, если часть включенных в сеть гидроагрегатов отключена от системы группового регулирования, а сумматор 26 таким образом выявляет только моц. - ность агрегатов, подключенных к системе. группового регулирования.Центральный регулятор 1, управляющие устройства 13, агрегаты 14, измерительные преобразователи 15 моцности, сумматор 16, соединенные последовательно через соответствующие переключатели, образуют замкнутый контур реальной систе,мы регулирования моцности, а дублируюций центральный регулятор 2, модель 20 электростанции (с масштабируюцим множительным блоком 21 моделью 22 управляюцего устройства и моделью 23 гидроагрегата) соединенные последовательно через самостоятельную группу переключателей, образуют вспомогательный замкнутый контрольный контур, моделирующий реальную систему регулирования.Лнализатор 24 непрерывно анализирует текущие значения процессов регулирования реальной системы и ее модели, Если в соответствии с алгоритмом анализа, выявляется взаимное соответствие текущих значений процессов, то сигнал на выходе анализатора 24 отсутствует, в противном случае выходной сигнал блока 24 действует в схему центральной сигнализации и с необходимой выдержкой времени переводит гидроагрегаты из режима группового регулирования в режим индивидуального .регулирования, т.еосуществляет защиту системы.При включении в сеть агрегата или при аварийном сбросе нагрузки на одном из агрегатов для исключения неправильной работы анализатора 24 выходной сигнал блока 25 компенсируется.Все воздействия, в том числе по количеству работающих агрегатов . 5 10 5 20 25 ъ 30 35 40 45 50 55 60 И, по уставке ограничителей 12 пределов регулирования для обоих центральных регуляторов одинаковы; последним дополнительно обеспечивается правильная работа анализатора 24.Система контроля срабатывает при возникновении неисправности в любом из элементов двух замкнутых контуров, защищая реальную сис. - темуфи ее модель и обеспечивая постоянную готовность к работе дополнительного (дублируюцего) центрального регулятора и оперативность замены центральных регуляторов.Для этого введены перекрестные связи. 41 и 42 на выходах центральных регуляторов 1 и 2 и переключаюцие контакты 29-34 и 37-38. Для замены центральных регуляторов достаточно одновременно изменить на инверсное состояние койтактов 29-34 и 37-38 переключателя, При этом агрегаты без толчка нагрузки подключаются к центральному регулятору 2, а модель 20 подключается к центральному регулятору 1. Такая схема позволяет, осуществлять периодическую оперативную проверку дублируюцего центрального регулятора на стандартный переходный процесс. Для этого достаточно, заблокировав на время проверки выходной сигнал анализатора 24,подключить к проверяемому дублирующему центральному регулятору блок 27 дискретного задания БДЗ и регистрирующий индикатор РИ 28(например, одноканальный самопишущий миллиамперметр), произвести запись переходного процесса в замкнутой через модель 20 системе регулирования и сравнить этот процесс с эталоном. Таким образом, дополненная блоком дискретного задания 27 и регистрирующим индикатором 28 система позволяет производить стандартное тестированиемоделируемой системы с дублируюц 1 им центральным регулятором, обеспечивая стабильность, наглядность и оперативность проверки регуляторов для определения их исправности.Кроме того, система позволяет осуществить автоматический переход в режим группового регулирования двух частей электростанции при аварийном разделении станции на несинхронно работающие части, В этом случае происходит подключение дублирующего центрального регулятора к отделившейся группе агрегатов, отключение от него обратной связи по сигналу модели, подключение к дублирующему центральному регулятору обратной связи по мощности отделившейся группы агрегатов и автоматический перевод задатчиков мощности основного и дуб.лирующего регуляторов в положение, соответствующее фактической нагрузке каждой группы агрегатов.При переходе электростанции в режим астатического регулирования частоты с отключением обратной связи по мощности схема защиты системы ГРАМ осуцествляется в соответствии с известными способами.Предлагаемый способ группового регулирования позволяет решить задачу непрерывного автоматического контроля и защиты всех элементов замкнутого контура регулирования мощности.Система, содержащая основной и дублирующий центральные регуляторы, обеспечивает непрерывный автоматический контроль всех элементов одновременно двух замкнутых контуров регулирования (реальной системы и ее модели) и защиту от самопро извольного изменения мощности гидроэлектростанции из-за неполадок в системе ГРЛИ. Это определяет суцественный экономический эффект и повышает надежность работы крупных энергетических объединений.Предлагаемое устройство снижает (или почти исключает) трудозатраты высококвалифицированного персонала наладочной организации при проведении регламентных или внеочередных испытаний аппаратуры системы ГРМ 1 в условиях эксплуатации,Дублирующий (дополнительный) центральный регулятор работает во вспомогательном замкнутом контуре регулирования, моделирующем реальную систему, что обеспечивает не только непрерывный контроль состояния системы, но и постоянную готовность к работе дублирующего регулятора, оперативность замены регуляторов, исключается воэможность ввода в режим управления агрегатами регулятора, имеющего неполадки.Оба центральных регулятора равнозначны и взаимозаменяемы, что обеспечивает удобство управления ими оперативным дежурным персоналом.Предлагаемая система обеспечивает стабильность, наглядность и оперативнссть стандартного тестирования аппаратуры системы группового регулирования. Кроме того, она позволяет экономично решить задачу группового автоматического регулирования двух частей электростан 843144ции при аварийном разделении стан ции на несинхронно работающие части,Формула изобретения51. Способ группового регулирования активной мощности электростанции с системой группового регулирования путем воздействия, в зависимости от параметров энергосисте 10мы, на изменение мощности агрегатов электростанции, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, моделируютсистему группового регулирования и5 электростанцию, измеряют мощностькаждого агрегата, суммируют полученные сигналы, измеряют выходнойсигнал модели электростанции, сравнивают полученные сигналы и по результату сравнения судят о состояниикак системы группового регулированиятак и агрегатов электростанции.2. Устройство для группого регулирования активной мощности электростанции, содеркащее центральныйсрегулятор с заданцими блоками навходах, связанный с агрегатами,и измерительные преобразователиможности, о т л и ч а и щ е е с ятем, что с целью повышения надежности, устройство снабжено дублирующим центральным регулятором, идентичным основному, моделью электростанции, анализатором, блоком сум 35мирования фактической мощности приЯчем на входы дублирующего центрального регулятора подключены выходы задаюцих блоков, выход дублирующего центрального регуляторасоединен с входом модели электростан 40 ции,а выход последней связан с анализатором, одновременно с анализатором связан выход блока суммирования фактической моцности.3. Устройство по п.2, о т л и45 ч а ю ц е е с я тем, что, с цельюобеспечения оперативной заменыцентральных регуляторов, устройствоснабжено дополнительными цепями спереключающимися контактами, включенными между основным и дублирую 50щим регуляторами, агрегатами и моделью.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Киселев Г.С. и др. Системы55 группового регулирования мощностигидроэлектростанций. И., "Энергия"1974, с. 48, 113,843144 Составитель К. ФотинаЯнович Техред А,Бабинец Корректор М Ъл Ре о исное илиал ППП фПатентф, г.ужгород, Ул.Проектная,4 Заказ 5157/77 Тираж 730 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж-ЗПод го комитета ССС й и открытий Раушская наб,