Устройство для оптимального управления распределением мощности электроэнергетической системы

.Сахаров,ленко8)ельство,СС появления сигнамоде блока ус" работу включа-" нагрузки ла в том тавок на следст или другом нараллельн Сигнал 4. 1-4. суммат нераторо тся опт мальное чистабл. СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИИАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ИОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕИЦ(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение точности распределения мощности. Устройство содержит регуляторы мощности 1.1-1.Я генераторов 2. 1-2.М, подключенных к шинам 9 нагрузки 11 через коммутационные аппараты 3. 1-3.И,с выходов датчиков мощностиМ генераторов подается на входы ора 7. Информационные сигналы с вторых выходов коммутационных аппаратов поступают на входы дешифротора 5. Сигналы с выхода сумматоранесущие информацию о мощности нагрузки, и сигналы с дешифратора 5 о числеи номере включенных генераторов поступают на входы блока .6 оптимизации.Блок оптимизации содержит элементылогики и блоки нелинейности, в которых заложены зависимости оптимальноймощности длякаждого генератораот суммарной мощности нагрузки для разных со-четаний включенных генераторов. С выхо"дов блокаоптимизации 6 сигналы,пропорциональаюе оптимальныммощностям гене;раторов,подаются навходы регуляторовмощности 1.1-1.И. Точность повышаетсяв результате того, что введен блок 8уставок, сигналы на выходахкоторогопоявляются в зависимости от мощностиИзобретение относится к электронике, а именно к техническим средствам автоматизации многоагрегатныхэлектроэнергетических систем (ЭЭС),в частности судовых, содержащих несколько источников электроэнергии, иявляется усовершенствованием устройства по авт.св. Н 1 1396210,Изобретение решает задачу антоматизации управления ЭЭС, напримерсудовой, путем использования генеральных агрегатов, в том числе дизельгенераторов, паро- и газотурбогенераторов, валогенераторов, навесных генераторов, аккумуляторных батарей и т,д в автономном или параллельном режимах работы по критериюминимума стоимости заданного (требуемого) значения генерируемой ЭЭСмощности, С наибольшим эффектом изобретение может использоваться присоздании систем управления для многоагрегатных ЭЭС, для которых характерны частая смена режимов использования 25и величины включенной мощности.Цель изобретения - повышение точности распределения мощности.На фиг, 1 приведена блок-схема устройства для оптимального управленияраспределением мощности электроэнергетической системы; на фиг, 2 - коммутационный аппарат; на фиг. 3 - блокоптимизации; на фиг, 4 - двухвходовыйлогический элемент блока оптимизации;на фиг. 5 - блок оптимизации для слу-чая использования трех генераторныхагрегатов в электроэнергетической системе; на фиг, 6 - блок уставок.Устройство (фиг. 1) содержит Ирегуляторов 1 мощности, генераторныхагрегатов 2, коммутационных аппаратов3, датчиков 4 мощности, а также дешифратор 5, блок 6 оптимизации, сумматор 7, блок 8 уставок и сеть 9,при этом 1-выход (=1,И) блока 6 оптимизации соединен с входом -го регулятора мощности 1,1, выход регулятора мощности 1. подключен к входугенераторного агрегата 2.х, выходкоторого соединен с первым входом50коммутационного аппарата 3 квторому входу которого подключенашина "Пуск" 10.1, а к третьему обобщенному входу - соответствующий обобщенный выход блока 8 уставок, пер 55вый выход коммутационного аппарата3.1 соединен с входом датчика 4мощности, а второй выход - с 1-и входом дешифратора 5, первый выход датчика мощности подключен к 1.-му входу сумматора 7, второй - к сети 9, к которой подключена нагрузка 11, выход сумматора 7 соединен с входом блока 8 уставок и первым входом блока б оптимизации, второй обобщенный выход которого соединен с обобщенным выходом дешифратора 5.Коммутационный аппарат 3 (фиг. 2) содержит шину "Земля" 12, одновибратор 13, элемент ИЛИ 14, усилитель 15, обмотку реле 16 с двумя замь 1 кающими контактами 17 (силовой) и 18 (информационный), источник 19 постоянного напряжения, при этом выход одновибратора 13 соединен с первым входом элемента ИЛИ 14, выход которого через последовательно соединенные усилитель 15 и обмотку реле 16 подключен в шине "Земля" 12, первый вход коммутационного аппарата 3 через замыкающий контакт 17 соединен с первым выходом, выход источника постоянногс напряжения 19 через замыкающий контакт 18 - с вторым выходом коммутационного аппарата 3, вторым входом которого является вход одцовибратора 13, а третьим обобщенным входом - совокупность вторых входов элемента ИЛИ 14.Блок 6 оптимизации (фиг. 3) содержит Ь элементов ИЛИ 21 (2 -1) ключевых элементов 22, (2 -1-Н) логических элементов 20, Логические элементы 20 соединены в виде пирамидальной иерархической структуры из (И) уровней, Первый уровень содержит один одновходовый логический элемент 20,Каящыйю-И1-й уровень (1=2, И - 1) содержит Сдвухвходовых и (С " "-С") одновходных логических элементов 20, первый выход логического элемента 20 -го ( 4 = 1, И) уровня соединен с одним из входов двухвходового логического элемента 20 (+1)-го уровня, вторые входы двухвходовых логических элементов 20 и входы одновходовых логических элементов 20 соединены с выходами соответствующих ключевых элементов 22, вторые выходы логических элементов 20 -го (.1 = 1,Б), два выхода каждого логического элемента 20 (И)-го уровня, а также выходы Б ключевых элементов 22 соединены с соответствующими входами соответствующих элементов ИЛИ 21, первым входом блока 6 оптимизацииявляется обобщенные информационные входы ключевых элементов 22, вторым обобщенным входом - совокупность управляющих входов ключевых элементов 22, а выходами - выходы элементов ИЛИ 21.Двухвходовый логический элемент 20 (фиг, 4) содержит двухвходовый элемент ИЛИ 23, блок 24 нелинейности, элемент 25 задержки и сумматор 26, . при этом выход элемента ИЛИ 23 соединен с входом блока 24 нелинейности и входом элемента 25 задержки, выход которого соединен с суммирующим входом сумматора 26, к вычитающему входу последнего подключен выход блока 24 нелинейности, входами логического элемента 20 являются входы элемента ИЛИ 23, а входами - выход сумматора 26 и выход блока 24 нелинейности.Одновходовый логический элемент 20 не содержит элемента ИЛИ 23. Его, входом является объединенные входы блока 24 нелинейности и элемента 25эадержки,Блок 6 оптимизации для трех генераторных агрегатов 2 (фиг. 5) содержит семь ключевых элементов 22-22четыре логических элемента 20, в т.ч.один двухвходовый 20 и три одновходовых 20 з, 20, , 20, три элемента ИЛИ 211 213Блок 8 уставок (фиг. 7) содержит Мэлементов 27 уставок, входы которыхобъединены и соединены с выходом сумматора 7 совокупность выходов элементов 27 уставок, образует обобщенныйвыход блока 8 уставок. Выход каждогоэлемента 27 уставки соединен с соответствующим входом третьего обобщенного входа соответствующего коммутационного аппарата 3. Элемент 27 уставки, 1(1=1,И) вырабатывает сигнал,равный логической единице, если входной сигнал 11 , лежит в определенныхпределах, т.евыполняется условие (1):где 11 и 11 - соответственнамаксминимальное имаксимальноепороговые напряжения уставки.Если условие (1) не выполняется, то сигнал на выходе 3-й уставки равен нулю.10 15 20 25 30 35 40 50 55 дешифратора 5.Выходные сигналы дешифратора 5 подаются на управляющие входы соответствующих ключевых элементов 22 блока 6 оптимизации (фиг, 3).Токи с выходов генераторцых агрегатов 2 через коммутационный апцд;: 3 и датчик 4 мощности подаются , сет, 9, а затем к нагрузке 11.Датчики 4 мощности вырабатывают сигнал, пропорциональный мощности Блок 24 нелинейности лог:, ,аэлементе 20 аз реализует оптимальцуюзависимость мощности Ь,з, вырабатываемой тремя гецераторцьгп агрегатами2.1, 2,1, 2.3, от мощности Р, вырабц к,ваемой генераторцым агрегатом 2,3, ;ки 24 нелинейности логических элемсц . ц20 20, и 20 регулируют оптимальные зависимости соответственно1 и (Р ) 1 з(Рз) и 1 з(Р, Р ) соответственно,Устройство работает следующимобразом,Оператор на шине "Пуск" подаетсигнал на второй вход коммутаццоццыхаппаратов 3 (при этом гецерат рцагрегаты 2 предварительно включ.и работают на холостом ходу, Возмоьс,случай, когда сигнал "Пуск" подаетсяна соответствующие входы генераторцихагрегатов 2 для пуска их в работу.(фиг. 2) сигнал шине 10 подаетсяца вход одновибратора 13, которыйначинает вырабатывать сигнал длцтельностью , Выходной сигнал одцовибратора 13 через элемент ИЛИ 14, усиливтель 15; обмотку реле 16 подается цашину "Земля" 12,При прохождении данного сигнала через обмотку реле 16 реле срабаты- вает и замыкает силовой замыкл лщцй контакт 17 и информационный замыкающий контакт 18.Напряжение с выхода генераторного агрегата 2 подается через силовой контакт 17 на вход датчика 4 мощности. Одновременно сигнал с выходаисточника 19 постоянного напряжения, равный логической единице, через ццформационный замыкающий контакт 8 подается на соответствующий вход32661 6 регата 2,М, который подается на соответствующий вход элемента ИЛИ 2 1 ивычитающий вход сумматора 26. Навыходе сумматора 26 появляется сигнал Б1 ( -), которыйподается на соответствующий вход со"ответствующего логического элемента20. (Для обеспечения появления выходного сигнала на вьжоде сумматора26 при одновременном появлении сигналов на его входах перед суммирующимвходом сумматора 26 стоит элемент 25задержки, Длительность задержки данного элемента 25 задержки равна интер Бвалу времени между поступлением сигнала на вход блока 24 нелинейности ипоявлением сигнала на его выходе).Выходной сигнал сумматора 26 подается на второй вход соответствующего элемента ИЛИ 2 1. Выходные сигналы элементов ИЛИ 2 1 появляются навходы регуляторов 1 мощности (фиг. 1).Выходные сигналы регуляторов 1 мощ Б ности устанавливаются такими, чтобыгенераторный агрегат 2 обеспечивалвыработку необходимой (оптимальной)мощности.При изменении мощности нагрузки ЗО 11 устройство работает аналогично. Взависимости от мощности нагрузкиизменяются сигналы на выходе элементов 2 уставок, включаются в автономный или параллельный режим работыгенераторные агрегаты 2, При этомкаждый генераторный агрегат вырабатывает оптимальную мощность.В таблице дано подключение трехгенераторных агрегатов (ГА) к нагруз ке, где 1 - подключение ГА к нагрузке; 0отключение от нагрузки. Номера выходовДБ 5 БО 1 2 3 4 5 6 7 ББ 5 4генераторного агрегата 2, и подаетего на соответствующий вход сумматора 7.Выходной сигнал сумматора1. , подается на информационныевходы ключевых элементов 22 блока 6оптимизации и на вход блока 8 уставок, в котором (фиг. 7) каждая уставка 27 проверяет выполнение условия (1) . Если условие (1) выполняется для какого-либо элемента 27уставки, то на его выходе появляетсясигнал, который подается йа третьиобобщенные входы соответствующихкоммутационных аппаратов 3. В коммутационном аппарате 3 (фиг. 2) данный сигнал подается на соответствующий вход элемента ИЛИ 14. (Длительность выходного сигнала одновибратора 13 выбирается равной появлениюпервого сигнала с выхода элемента27 уставки после начала работы устройства). Выходной сигнал элементаИЛИ 14 через усилитель 15 и обмоткуреле 16 подается на шину "Земля" 12.Контакты 17 и 18 коммутационных аппаратов 3, на вторые управляющие входыкоторых подан сигнал с соответствующего элемента 27 уставки, замкнуты,Контакты 1 и 18 коммутационных аппаратов 3, на входы которых не подансигнал с выхода элемента 27 уставки,разомкнуты. Соответственно, отсутствуют единичные сигналы на вторыхвыходах коммутационных аппаратов 3.При изменении выходных сигналовдешифратора 5 изменяются соответственно сигналы на управляющих входахключевьж элементов 22 (фиг. 3). Выходной сигнал сумматора 7 .через открытый ключевой элемент 22блока 6 оптимизации подается на со ответствующие входы соответствующегологического элемента 20,Сигналподается на входлогического элемента 20 первого уровня, в котором данный сигнал череззлемент ИЛИ 23 (если элемента ИЛИ 23нет, то непосредственно) подается навходы блока 24 нелинейности и элемента 25 задержки. Входной сигнал элемента 25 задержки подается на суммирующий вход сумматора 26.В зависимости от значения входного сигналана выходе блока 24нелинейности появляется сигнал, пропорциональный оптимальному значениюмощности Б-го (Р) генераторного агГА О 1 0 1 0 1 0 1 ГА 10 0 1 1 0 0 1 1 ГА 10 0 0 0 1 1 1 1+Номера выходов ДП 5, на которых сигнал не равен нулю при соответствующей комбинации включенных ГАФормула изобретенияУстройство для оптимального управления распределением мощности электроэнергетической системы по авт,св. 15 В результате использования предлагаемого устройства повышается точность распределения мощности за счет введения обратной связи по нагрузке. При этом повышается эффективность5 (экономичность) использования устройства за счет оптимального генерирования по стоимости требуемой мощности1 О к 1396210, отличающееся тем, что, с целью повышения точности распределения мощности, оно снабжено блоком уставок, вход которого соединен с выходом сумматора, каждый коммутиционньш аппарат снабжен одновибратором и элементом ИЛИ, входы которого подключены к соответствующим выходам блока уставок, причем одно- вибратор включен между первым управляющим входом коммутационного аппара- Мта и другим входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к элементу управления коммутационным аппаратом.Составитель К. Техред М,дидык окина ктор С, Чер н НИИ го коми по делам изобретении и отк113035, Москва, Ж, Раушская н едактор Н, Лааказ 5455/49 Тираж 65осударстве Подписита СССРтийб., д. 4/