Способ регулирования возбуждения синхронного генератора

(56с.6 ч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный электротехнический институт им.В.И,Ленина(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА(57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к автоматическому управлению энергетическими системами. Целью изобретения является повышение статической и динамической устойчивости, улучшение качества электроэнергии. Для этого используются разныезаконы адаптации коэффициентов усиления по первой и второй производной стабилизирующего параметра, которые формируют путем измерения периода колебаний переходного процесса, вызванного естественными возмущениями на шинах генератора, запоминания текущего и предыдущего значений коэффициентов усиления по первой производной стабилизирующего параметра и коэффициента демпфирования, запоминания текущего зна-, ение коэффициента усиления по второй производной стабилизирующего параметра, определения произведенияразности текущего и предыдущего значений коэффициента демпфирования иразности текущего и предыдущего значений коэффициента усиления по первой производной стабилизирующего параметра. При этом в случае положительного знака указанного произведения последующие значения коэффициента усиления по первой производнойстабилизирующего параметра определяют по приращению, пропорциональномуразности между текущим и предыдущимзначениями коэффициента демпфирования, путем его суммирования с текущим значением коэффициента усиленияпо первой производной стабилизирующего параметра. В случае отрицательного знака указанного произведения последующие значения коэффициента усиления по первой производной получаютвычитанием из текущего значения коэффициента усиления по первой производной указанного приращения. Последующие значения коэффициента усиления по второй производной стабилизирующего параметра определяют по приращению, пропорциональному разностимежду текущим значением периода колебаний переходного процесса и эталонным, путем его суммирования с текущим значением коэффициента усиления по второй производной стабилизирующего параметра. 5 ил.О129382Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическому управлению энергетическими системами.Целью изобретения является повышение статической и динамической устой" чивости при широком диапазоне изменения режима и параметров энергосистемы и улучшение показателей качества электроэнергии в процессе адаптации. 1 ОНа фиг, показана область устойчивости с нанесенными линиями разных частот колебаний; на фиг.2 - зависимость частоты колебаний от коэффициента К, ; на фиг.З - зависимость коэффициента демпфирования от изменения КЬГ; на фиг.ч - алгоритм, иллюстрирующий пример реализации способа с применением вычислительной техники; на фиг.5 - схема устройства, реализующего предлагаемый способ.В качестве стабилизирующих параметров используются коэффициенты по отклонению и первой производной частоты Кдй и К,Г соответственно, пропорциональные первой и второй произ-. водным (ро и р О) угла генератора со. ответственно.Для обеспечения протекания адаптации в темпе переходного процесса каждый из коэффициентов Кдй и КК настраивается для поддержания параметра, с которым он непосредственно свя". зан. Так коэффициент К 1 Е изменяется в зависимости от рассогласования меж . 35 ду текущей частотой переходного процесса и эталонной, (фиг.2).Коэффициент Кдй настраивается в зависимости от изменения коэффициента демпфирования для обеспечения мак- ф симума кривой (фиг.З).Минимальное рассогласование между текущей частотой и эталонной обеспечивается в случае настройки коэффи" циента К,Й в соответствии с выражениемК 1 с+, Кс+Тс Тэт зР(Тс Фт) где Ъ - коэффициент, используемый для определения приращения на каждом шаге настройки;Т - значение измеренного периодаколебаний переходного процесса;Т - период эталонной частоты ко-.лебаний.Изменение коэффициента Кдй, обеспечивающего изменение коэффициента демпфированияв сторону максимальных значений, обеспечивается при настройке коэффициента КдГ в соответствии с выражениемКдс. "Кьс + Рсс- с.1 з 18 п(фс Реализация данного способа с применением вычислительной техники может быть осуществлена в соответствии с алгоритмом, приведенным на Фиг.4.С помощью операции 1 выявляется достижение отклонением частоты д Гсех 6 своего экстремального значения дЕ и запоминание предшествующего эначеехьння дйс., Расчет коэффициентов КдГ и К 2 осушествляется только в момент достижения своего очередногоех экстремального значения Ь ЙсПри этом происходит определение (операция 2) временного интервала Тс между моментами достижения текущего и предыдущего экстремальных значений дйс. Операция 3 определяет разность ЬТс между текущим значением полупериода Тс и эталонным Т , а операция 4 определяет величину приращения 5 дТс, используемую для настройки коэффициента К 11 (этап 5), используемого для обеспечения эталонной частоты колебаний. Далее производится настройка коэффициента КЬГ, для чего этап 6 определяет значение коэффициента демпфирования М, с помощью вычисления разности между соседними экстремальными значениями и получением масштабированного значения фС за счет деления полученной разности на.ехЬзначение ЬГ , . Операция 7 определяет значение изменения коэффициента демпфирования ЬК; =Мс -Ы;., под воздействием предыдущего изменения коэфФициента КдГ - Кд 1Операция 8 определяет приращение до для коэфФициента Кдй . В случае, если величина Ьц является положительной, что определяется операцией 9, дальнейшее определение действия а приращениемдК; производится операцией 10, которой осуществляют определение знака предшествующего изменения КдЕ - Кдйпод воздействием которого фиксируется операцией 9 знак изменения коэффициента демпфирования. В случае, если разность Кдй - Кд 1 окажется положительной, значение коэффициента Кдйопределяется суммой Кдй + дос (этап 11). Если же293820 3разность КЬЙ - КьГ , отрицательна,значение коэффициента КЬГ , определяется разностью КдГ -йс, (этап12),В случае, если разность К - сопределенная операцией 9, отрицательна, определение значения коэффициента Кййс, производится с помощью операции 13, которая в случае, если разность К 6 Гс - КЬГс 1 положительна, оп -ределяет коэффициент КЬГ , с помощью этапа 11 и, если разчость КбйсКЬГ , отрицательна, - с помощью этапа 12 для обеспечения максимальногозначения коэффициента затухания М,Второй пример реализации данногоспособа приведен на фиг.5.Устройство содержит дифференцирующее устройство 14, подключенноек блоку 15 памяти через нуль-орган16, вырабатывающий короткие импульсыпри переходе через нуль кривой с выхода блока 14,1Один из выходов блока 15 подключен на один из входов делительного блока 17 через блок 18 вычитания, а другой выход 15 непосредственно соединен с блоком 17, выход которого подключен к блоку 9 памяти. Выходы блока 19 подключены к блоку вычитания 20, выход которого соединен с одним из входов множительного блока 21, другой вход которого соединен с блоком 22, задающим величину. Выход блока 21 подключен к соответствующим входам суммирующего блока 23 и блока 24 вычитания, на другие входы которых подаются инверсные выходы множительного блока 25, один из входов которого подключен к выходу блока 21, а другой вход связан с выходом блока 26 вычитания, входы которого подключены к выходам блока 27 памяти, вход которого связан с выходами блоков 23 и 24. Выход генератора 28 .высокой частоты подключен к счетчику 29 импульсов, на выходе которого стоит цифроаналоговый преобразователь, Выход этого блока связан с одним из входов блока 30 вычитания, а другой вход связан с выходом блока 31 эталонного задания периода. Выход блока 30 связан с одним из входов множительного блока 32, другой вход которого соединен с блоком 33, задающим величину 3, Выход блока 32 подключен к одному из входов суммирующего блока 34, другой вход которого соединен с выходом блока 35 памяти, вход которого соединенс выходом блока 34.Устройство работает следующим образом.5 На вход дифференцирующего блока14 подается отклонение частоты ь Гкоторое используется в дальнейшем дляопределения коэффициента затухания ипериода (частоты) колебаний в переходном процессе. При переходе кривойна выходе блока 14 через нуль срабатывает нуль-орган, содержащийся вблоке 1, с выдачей коротких синхронизирующих импульсов СИ. Работа всехблоков происходит только в момент существования синхронизирующих импульсов. Под воздействием СИ в блоке 1происходит запоминание текущего значения ЬГ , которое в этот момент равеИно экстремальному значению ГсПредыдущее экстремальное значениезаносится в ячейку с обозначениемБГ , и эти значения подаются вразностный блок 18, где происходитехС ех 1операция вычитания Ь Г с, - й Г споследующей подачей вычисленного значения на блок 17 деления для определения смасштабированного коэффициента затухания Осс , для чего разность, 30 вычисленная блоком 18, делится на вегхличину 6 Г , имеющуюся на одномиз выходов блока 15. Вычисленное значение сСс заносится в блок 19 памяти,где предыдущее значение заносится в 35 ячейку с обозначением Ыс, . В блоке20 происходит вычитание предыдущегозначения коэффициента затухания изтекущего значения Кс . Вычисленноезначение разности Ь Ыс подается на 40 вход 21, где происходит умножение6 на положительную величинус последующим использованием полученногозначения для определения изменениякоэффициента КЬГ. Вычисленное значе ниедМ, перемножается в множительномблоке 25 с другой разностной величиной КЬК - Кайс вычисленной блоком 26.150 В случае, если результатом перем -ножения является положительная величина, то на выходе 25 устанавливается разрешающий сигнал Сложить", всоответствии с которым блок 23 произ-водит сложение запомненного значенияКайс блоком 27 с величиной 6 к, Вслучае, если результат перемноженияблоком 25 - величина отрицательная,то на другом выходе 25 устанавливает1293820 5гт 11 ся разрешающий сигнал Вычесть , в соответствии с которым блок 24 производит вычитание величиныаМ, из запомненного блоком 27 значения КьГ, Блок 27, аналогично как и блок 15 с записью каждого из приходящих новых значений Кдй , переносит значение КьГ в ячейку с обозначением КьГ.,сБлок 26 вычисляет разность, КаГ КьГ , , используемую блоком 25 уи- О ножения для определения установки своих разрешающих выходов. В общем случае адаптация коэффициента КЬЕ, обеспечивающего изменение коэффициента демпфирования М, по направлению 5 к максимуму, определяется выражением К,Г, = К + РЬ,-К,)зйп(Кьс. - Къс- ) с -фс6 Полученное таким образом значение коэффициента КЬГ +, используется в законе регулирования возбуждением.Генератор 28 тактовых импульсов заполняет промежутки между синхронизирую шими импульсами СИ с последующим их преобразованием в аналоговую форму с помощью ЦАП, расположенного в блоке 29. В блоке 30 происходит выделение отклонения измеряемого текущего зна р чения периода колебаний от эталонного значения, задаваемого блоком 3.Блок 32 перемножает значение дТс с положительной величиной 9 , задаваемой "локом 33, и полученная величина ЪТ используется для изменения коэффициента по первой производной частоты за счет суммирования в блоке 34 этой величины с запомненным в блоке 35 значением К 1 . Таким образом, щ адаптация коэффициента К 2 стремящегося обеспечить протекание переходного процесса с эталонной частотой, определяется выражениемК,Г, -К,й%Т,-Т 1 зр Л 1,) 5 Предлагаемый способ позволяетулучшить показатели качества вырабатываемой электроэнергии в процессе адаптации настраиваемых коэффициентов5 О по стабилизирующим параметрам, увеличить пределы статической и динамической устойчивости, предотвратить самораскачивание и нарушение устойчивой работы за счет осуществления адаптации в темпе переходного процесса.55 Формула изобретенияСпособ регулирования возбуждения синхронного генератора с испольэовакием первой и второй производных стабилизирующего параметра, путем контроля коэффициентов усиления по указанным производным и изменения коэффициента усиления по первой производной в зависимости от коэффициентадемпфирования, определяемого в результате измерения соседних амплитуд параметра, характеризующего протекание переходного процесса, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения статической и динамической устойчивости энергосистемыи улучшения качества электроэнергии,запоминают предыдущее и текущее значения коэффициентов усиления по первой производной стабилизирующего параметра и коэффициентов демпфирования, соответствующие моментам достижения параметром, характеризующимпротекание переходного процесса соседних экстремальных значений и текущее значение коэффициента усиления повторой производной стабилизирующегопараметра, измеряют период колебанийпереходного процесса, определяют произведение разности текущего и предыдущего значений коэффициента демпфирования, и разности текущего и предыдущего значений коэФФИциента усиления по первой производной стабилизирующего параметра, причем в случаеположительного знака указанного произведения последующие значения коэффициента усиления по первой производной стабилизирующего параметраопределяют по приращению, пропорциональному разности между текущим и предыдущим значениями коэффициента демпЭ фирования, путем его суммирования с текущим значением коэффициента усиления по первой производной стабилизирующего параметра, а в случае отрицательного знака указанного произведения последующие значения коэффициента усиления по первой производной получают вычитанием из текущего значения коэффициента усиления по первой производной вышеуказанного при-ращения; последующие значения коэфФициента усиления по второй производной стабилизирующего параметра определяют по приращению, пропорциональному разности между текущим значенисм периода колебаний переходного процесса и эталонным, путем его суммирования с текущим значением коэффициента усиления по второй производной стабилизирующего параметра..Тяск аз 394/5 Производственно-полиграФическое предприятие,г.ужгород,ул,Проектн 8 Тираж 661 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Подписнокомитета СССРи открытийушская наб., д,4