Устройство для автоматического регулирования электрической нагрузки

(51)4 Н 02 ) 13 ЕТ СССРОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К вля ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ(71) Белорусский филиал Государственного научно-исследовательского энергетического института им. Г.М.Кржижановского(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙНАГРУЗКИ, содержащее первичные дат"чики расхода электроэнергии, подключенные к блоку приема информации,управляющий вход которого соединенс одним из выходов блока управления,а первые выходы подключены к блокуопределения возможной мощности,управляющий вход которого подключенк блоку управления, а выходы подключены к блоку определения необходимой регулируемой мощности, вторыевходы которого подключе)1 ы к блокуприема информации, а управляющийвход подключен к блоку управления,информационные выходы блока определения необходимой регулируемой мощности вместа с выходом знаковогоразряда подключены к блоку рассогласования, выход которого подсоединенк первым входам схемы сравнения,блок выбора объектов регулирования,содержащий соответственно числууправляемых нагрузок М триггеровнагрузок, установка в нулевое состояние которых подключена к уирающему выходу пульта управления,выход задания значения заявленноймощности которого связан с блокомопределения возможной мощности, выход задания значения порога чувствительности подключен к вторым входам схемы сравнения, а блок управления содержит таймер и схему синхронизации, один из управляющих выходов таймера соединен с входомсхемы синхронизации, выходы которойпредназначены для работы блоковустройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения области использования и повышения точности регулирования, в блок управления введены счетчик адреса нагрузок, пульт задания уставок, триггерзапуска, причем один из выходовсхемы синхронизации соединен со счетным входом счетчика адреса нагрузки,установочные входы которого подключены к пульту задания устава, выходпереноса счетчика адреса нагрузокподсоединен к единичному установочному входу триггера запуска, нулевойустановочный вход которого и входустановки в нулевое состояние счетчика адреса нагрузок подключены куправляющему выходу пульта управления, в блок выбора объектов регулирования введены схемы И и мультиплексор, входы которого подключены к единичным выходам триггеров нагрузок,единичные и нулевые входы которыхподключены к соответствуницим выходамсхем И, при этом устройство снабженоблоком лимитов времени, содержащимзапоминающее устройство для хранения уставок на ограничение нагуузок,1181059 10 оперативное запоминающее устройстводля хранения времени отключениянагрузок, схему сравнения, счетчиквремени, схему И, причем адресныевходы обоих запоминающих устройствсоединены с выходом счетчика адресанагрузок блока управления, выходыоперативного запоминающеГо устройства для хранения времени, отключениянагрузок подключены к установочнымвходам счетчика времени и к первымвходам схемы сравнения, к вторым входам которой подключены выходы запоминающего устройства для хранения уставок на ограничение отключения нагрузок, цифровые входы и управляющийвход записью которого подключен куправляющим входам пульта задания уставок соответственно, единичныйвыход триггера запуска блока управления соединен с входом установкив ну.:евое состояние счетчика времени,счетный вход которого соединен свыходом схемы И, инверсный вход которой подключен к выходу мультиплексора блока выбора объекта регулирования, а второй вход схемы И и входуправления занесения в счетчик времени - к соответствующим выходамсхемы синхрОнйзации. блокауправления,блоком определения отключаемой мощности, содержащим дешифратор нагрузок, шифратор, сумматор, схемы И,.ИПИ, причем входы дешифратора подключчены к выходу счетчика адреса нагрузок блока управления, а выхбды,Изобретение относится к автоматизации управления электропотреблением промьппленных предприятий в часы 1 максимума нагрузки энергосистемы и может быть использовано в любой отрасли для ограничения электропотребления на заданном уровне.Цель изобретения - расширение области использования и.повьппение точности регулирования.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. определяющие выбранную нагрузку,подключены к соответствующим входамсхемы И блока выбора объектов регулирования и к входам шифратора, выходыкоторого подключены к входамсумматора, выходы которого подключены квходам блока рассогласования, первыйвход первой схемы И подключен квыходу мультиплексора, блока выбора объектов регулирования, знаковый выход схемы рассогласованияподсоединен к второму входу первойсхемы И и к инверсному первому входу второй схемы И, третьи, входы первой, второй и третьей схем И подключены к соответствующему выходусхемы синхронизацииблока управления, четвертый инверсный вход первой схемы И и второй вход третьейсхемы И подключены к выходу схемысравнения блока лимитов времени,четвертый инверсный вход второй схемы Ии первый инверсный вход третьей схемы И подключены к выходу мультиплексора блока выбора объектов регулирования, второй вход второй схемы Иподключен к выходу блока сравнениявыходы второй и третьей схемы Иподключены к входам схемы ИЛИ, выход,которой и выход первой схемыИ подключены к управляющим входамсумматора и к вторым входам соответствукщих схем И блока выбора объектов регулировании,причемадресный вхо)мультиплексора подключенк выходусчетчика адресанагрузок блокауправления. Устройство содержит блок 1 выбора объектов регулирования, куда входят триггера нагрузок 2.1-2 Я, схемы И 3.1-3 В, 4.1-4 Б, мультиплексор 5, блок 6 определения отключаемой нагрузки, куда входят схема И 7, дешифратор 8 нагрузки, шифратор 9, сумматор 10, схема ИЛИ 11, схемы И 12 и 13, блок 14 рассогласования, блок 15 определения необходимой регулируемой мощности, блок 16 определения возможной мощности, блок 17 прие1181059 Рн Ртек 0 5 Р Эек 0,5-с 50 3ма информации, датчики 18 расхода электроэнергии, блок 19 сравнения, блок 20 управления, куда входят таймер 21, схема 22 синхронизации, триггер 23 запуска, счетчик 24 адреса нагрузок, пульт 25 задания уставок, управляющий выход 26, синхрониэирующие выходы 27-30, выход 31 адреса нагрузки, управляющий выход 32, выход 33 значения уставки, блок 34 лимитов времени, куда входят схема 35 сравнения, запоминающее устройство 36 для хранения уставок на ограничение отключения нагрузок, схема И 37, счетчик 38 времени, опе ративное запоминающее устройство 39 для хранения времени отключения нагрузок, пульт 40 управления.Устройство работает следующим образом. 20 Информация о расходах электроэнергии поступает от датчиков 18 на вход блока 17 приема информации.Блок 17 приема информации (БПИ) производит последовательный опрос дат 25 чиков 18, выделяет на фоне помехи, полезные сигналы, которые затем со своим весовым коэффициентом для перевода в именованные единицы измерения поступают на вход блока 16 определе- З 0 ния возможной нагрузки Ра . Одновременно блок 17 определяет текущую мощность Р , усредненную за выбранный отрезок времени, например 1-5 мин. 35Блок 16 определения возможной мощности по информации, поступающей из блока 17; и значения заявленной мощности Р с пульта 40 управления, производит по временным меткам, при ходящим с таймера 21, вычисление возможной мощности Р, которую потребитель может использовать до конца контролируемого отрезка времени, например полчаса, в часы максимума иагрузки энергосистемы, не рискуя превысить заданный лимит мощности. Вычисление Рь производят по формуле где Э 1- потребление электроэнергиис начала контролируемогополучаса в часы максимумовнагрузки энергосистемы, 55Сщ, - время, прошедшее с началаполучаса;0,5- 30 - минутный отрезок времени. Блок 15 определения необходимойрегулируемой мощности Рч по сигналус таймера 21 определяет разностьмежду значениями текущей мощности,поступающей с блока 17, и возможноймощности, поступающей с блока 16,Значение. необходимой регулируемой мощности Р со своим знаком поступает на первые входы блока 14 рассогласования, на вторые входы которого посгупает значение величины отключенной мощности Рс сумматора 10 блока 6, Блок 14 рассогласования представляет собой обычный комбинационный сумматор, выполняющий функции определения разности АР,др = Рн - Р 01 к,Если разность ЬР имеет положительный знак, то необходимо произвести отключение части нагрузок, участвующих в регулировании. Если разность отрицательна, то нужно ееабсолютное значение сравнить с по-.рогом, П значение которого задаетсяс пульта 40 управления, а самосравнение производится блоком 19сравнения. Если знак Р отрицательный и абсолютное значение АРП,то можно производить включение регулирующих нагрузок, а если д Р с Пто изменений в величине отключенныхнагрузок не производится. ВеличинаП выбирается из условия, что значение порога П болыае любой из нагрузок-регуляторов.Блок 20 управления осуществляетуправление и синхронизацию работыблоков устройства. Он содержит таймер 21, который вырабатывает значение текущего времени (с), меткивремени усреднения для определениятекущей мощности Р д в бчоке 17 ивозможной мощности Р в блоке 16, атакже метку времени, когда проиэвоцится сравнение Рте с Рв в блоке15 с одновременным сбросом сумматора 1 О блока 6; Один из выходов гаймера соединен с входом схемы 22синхронизацич,Схема 22 синхронизации представляет собой счетчик с дешифратором.Она обеспечивает получение четырехсинхрониэирующих сигналов 27-30; Выход 36 схемы 22 соединен со счетнымвходом счетчика 24 адреса нагрузок, 1181059Разрядность счетчика 24 определяется числом нагрузок, участвующих врегулировании. Частота поступающихс таймера сигналов на вход схемысинхронизации выбирается из условиячтобы за выбранный отрезок времени,например 20-60 с, была обеспеченавоэможность со счетчика 24 адресанагрузок опросить все управляемые 10нагрузки, причем каждому адресувыбранной нагрузки соответствуетполный набор синхрониэирующих сигналов со схемы 22 синхронизации.С пульта 25 задания уставок производится по каждой нагрузке занесение в запоминающее устройство 36значений отрезков времени, на которое возможно отключение данной нагрузки. Одновременно, адрес выбранной нагрузки заносится в счетчик 24адресов нагрузок,Триггер 23 запуска служит дляобнуления ячеек памяти заПоминающего устройства 39, С приходом метки 25"Сброс" с пульта 40 управления триггер 23 запуска устанавливается внулевое состояние, сбрасывая счетчик38 времени в ноль, счетчик адреса исхема синхронизации также, будут на- З 0ходиться в исходном состоянии. Послеокончания сигнала "Сброс" схема 22синхронизации и счетчик 24 адресовнагрузок начинают работать и производится обнуление всех ячеек 39 памяти, пока сигналом переполнения ссчетчика 24 триггер запуска не установится в единичное состояние.Блок 34 лимитов времени содержит два запоминающих устройства 36 и 39.40 Устройство 36 служит для хранения временных уставок на ограничение отключения нагрузок, которое заносится в него с пульта 25 задания уставок, а устройство 39 для хранения45 времени отключения нагрузки. При работе производится одновременный выбор одноименных ячеек обоих устройств 36 и 39 памяти, адрес кото" рых определяется счетчиком 24 адреса нагрузок. Содержимое ячеек обоих устройств памяти поступает на схему 35 сравнения, одновременно по сигналу 27 с схемы 22 синхронизации содержимое выбранной ячейки памяти 39 55 для хранения времени отключения наг- рузок заносится в счетчик 38 времени. По сигналу 28 с блока 20 управления к содержимому счетчика 38 времени, если выбранная нагрузка отключена, через схему И 37, инверсный вход которой подключен к выходу мультиплексора 5 блока 1, добавляется единица,По сигналу 29 анализируется состоя. ние схемы 35 сравнения посредством схемы И 13, Если содержимое выбранной ячейки 39 памяти больше или равно содержимому выбранной ячейки памя- ти для хранения уставок на ограничения отключений данной нагрузки, единичный потенциал выхода схемы 35 сравнения поступает на вход схемы И 13. В этом случае, если выбранная нагрузка отключена, то на инверснЫй вход схемы И 13 поступает нулевой уровень с выхода мультиплексора. 5 и по сигналу 29 с блока 20 управления через схему ИЛИ 11 подается сигнал в блок 1 выбора объектов регулирования на включение данной нагрузки. Одновременно данный сигнал поступает в блок 6 определения отключаемой нагрузки, чтобы мощность включенной данной нагрузки была вычтена из суммы отключенных нагрузок.Блок 6 определения отключений нагрузок работает следующим образом.Как было указано, блок 14 рассогласования вычитает из значения необходимой мощности отключения,поступающие со своим знаком с блока15, значение уже отключенной мощности, поступающей со своим знакомс сумматора 10 блока 6, Если разностьАР положительная, то единичный потенциал с выхода знакового разрядаблока 14 поступает на вход схемыИ 7, на инверсный вход которой поступает сигнал со схемы 35 сравненияблока 34, а на остальные входы схемы И 7 - синхронизирующий сигнал 30с блока 26 управления и сигнал с выхода мультиплексора 5 блока 1. Вэтом случае, если схема 35 сравненияимеет на выходе нулевой уровень,соответствующий тому, что суммарноевремя отключения данной нагрузкименьше допустимой, а сигнал мультиплексора 5 имеет единичный уровень,соответствующий тому, что даннаянагрузка на момент ее опроса блоком26 управления включена, то по сигналу 30 сигнал с выхода схемы И 7производит ее отключение и в сумма7 11 гор 10 добавляется значение мощности данной нагрузки. Если разность ЬР отрицательна, т.е. отключенная мощность нагрузки больше, чем нужно, то блок 19 сравнения производит сравнение АР с порогом чувствительности П, задаваемым с пульта управления. Порог чувствительности П задается, чтобы избежать колебаний в отключении и включении нагрузок. Если АР ) П, то в этом случае воз-. можно включение ранее отключенных нагрузок.,Это производится через схему И 12 на входы которой поступает единичный сигнал, что ь РП, нулевой уровень знака с блока 14 рассогласования и сигнал,с выхода мультиплексора 5. Если выход мультиплексора нулевой, то это значит, что данная нагрузка отключена,и, так как АРП,. ее нужно включить. Это производится сигналом с выхода схемы И 12, которая через схему ИЛИ 11 производит ее включение с одновременным вычитанием из сумма-. тора 10 значенйя мощности данной нагрузки.Когда блок 20 управления выбирает данную нагрузку, то ее адрес 3 1.с блока 20 управления поступает на вход дешифратора 8 и на вход мультиплексора 5. Выходы дешифратора 8 подключены к входам шифратора 9,81059 8который каждой выбранной нагрузкеопределяет значение ее мощности,которое поступает на входы сумматора 10, а мультиплексор 5 выдаетсигнал, характеризующий состояниенагрузки, т.е. включена она или нет.Блок 1 выбора объектов регулирования работает следующим образом,Каждой нагрузке поставлен в соот 1 О ветствие триггер 2 нагрузки, установочные входы триггера управляютсясхемами И 3 и 4.По адресу 31 с блока 20 управлениядешифратор 8 блока 6 выбирает соответствующие схемы И 3 и 4 адреснойнагрузки, а мультиплексор 5 - выходединичного плечаадресуемой нагрузки подключает к управляющим входамблока 34 лимитов времени и блока бопределения отключаемой нагрузки.Ответной реакцией этих блоков, какбыло ранее изложено, будет появлениена входах схем И 3 и 4 сигналов наотключение (выход схем И 4) и включение (выход схем 3) выбранной нагрузки. Пульт управления позволяет вызывать на индикацию значения АР теку щего времени, производить запусквсего устройства, а также задавать необходимые уставки порога чувстви тельности и заявленной мощности./5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж НИИПИ Госуд по делам 35, Москваственно обретен -35, Ра Подписноекомитета СССи открытийская наб., д.