Способ автоматического регулирования параметров энергосистемы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1% И сю 4 Н 023 3 ННЫЙ КОМИТЕТКИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ОСУДПО ИЗО Т С ЗОБРЕТЕНИЯ АНИ СВИДЕТЕЛЬСТ Н АВТОРСК(53) 621,316 (56) Авторск 9 556535, кл 24-0 Бюл.й 11ое диспетче е истемами зов, 1 ф.Я,Вон З,Д,Васерман вич, А.В,Сун 728(088.8)е свидетельст Н 02 Л 3/06,ССР7,СКОГО РЕГУЛИР ГОСИСТЕ%1 сится к эле использован регулированиятемы, в частносй мощности и часия - повышениевности процессалирования паратакже снижеоборудов омент вр мы и снижениеоборудования,На фиг. 1 пргообъединения;устройства, рефиг.3 - схемазнака участиястанции (РЭС) Изобре ение относится к элекет быть использованоского регулирования псистелы, например часперетоков обменной отехса регул нике и мо автоматич ров энерг напряжени ности.Цель и дежности р аметоты,а схема энерблок-схема о способ; на мирования прищей электронии отклонений схема блокащ блока фо регулиру в подавл Аиг.4 -зобретения - повышение и эффективности процес ания параметров энерго н ст лиров парам(54) СПОСОЕ АВТОМАТИЧЕ РОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭНЕ (57) Изобретение отно технике и может быть для автоматического параметров энергосис ти перетоков активно тоты. Цель изобретен надежности.и эффекти автоматического регу метров энергосистемы, ния износа регулирующе ния. Для этого в каждь ии анализируют состояние как регулируемых, так и. нерегулируемых параметров энергосистемы, т.е. тех, которые непосредственно не контролируются системными регуляторами, На основании этого анализа определяют сос"тав регулирующих электростанций, которь 1 е могут изменением своей нагрузки подавлять все сушествукщие в этотмомент отклонения параметров энергосистемы, не ухудшая состояние ниодного из них, и Формируют регулируюпим электростанциям управляющие воздействия в функции отклонений регулируемых параметров. В случае недостаточно эффективного воздействия выбранных регулирующих электростанцийна регулируемые параметры, не обеспечивающие подавления их отклонений зазаданное время, прекращают учет состояния нерегулируемых параметров иопределяют состав регулирующих электростанций, изменение нагрузки которыхне ухудшает состояние ни одного изрегулируемых параметров энергосистемы. 5 ил.формирования коэффициентов долевого участка (КДУ) РЭС; на фиг.5 - схема коммутатор а.Рассмотрим реализацию предлагаемого способа при его использовании для автоматического регулирования параметров энергообъединения, упрощенная схема которого представлена кольцевой сетью, связанной с Единой энергосистемой двумя внешними связями в узлах которой сосредоточены РЗС (фиг.1), На Фиг. показаны А,В,С,Р, Е - линии электропередачи, причем А и Е - внешние связи; РЭС, расположенные в узлах объединения, а также направления перетоков активной мощности.При таком направлении перетоков все РЭС имеют положительные коэффициенты влияния изменения мощности на перетоки полиниям Л и Е, Для всех остальных линий справедливо следую - щее правило; РЗС имеет положительный коэффициент влияния на переток по линии, находящейся слева от нее, и отрицательный - на переток по линии, находящейся справа. Для простоты считаем, что коэффициенты влияния каждой РЭС на перетоки по всем линиям больше заданного минимального значения. Б рассматриваемой системе автоматическими ограничителями перетока (АОП) оснашены линии А и Е, т,е, 35 внешние связи объединения. Для линий А и Е заданы уставки ограничения, выход за них перетоков по этим линиям вызывает работу АОП, своим управлякФ щим воздействием изменяющим нагрузку РЭС, Кроме того, для всех линий заданы уставки выбора состава, например, это могут быть уставки диспетчер ской предупредительной сигнализации.Пусть переток по линии Е возрос45 и превысил уставку ограничения, Одновременно переток по лини С превысил уставку выбора состава, Исходя из сформулированного правила определяют необходимые направления измене ния нагрузки каждой РЭС для подавления отклонений перетоков по линиям С и Е. Очевидно, что для подавления от" клонения по линии Е все РЭС должны менять свою нагрузку в направлении 55 снижения для подавления отклонения по линии С. Одни РЭС должны изменять свою нагрузку в направлении увеличения, а другие РЭС - в направленииснижения, Таким образом, только последние РЭС для подавления отклонениякак по линии С, так и по линии Едолжны изменять свою нагрузку в одноми том же направлении, Поэтому приращения управляющих воздействий будутсформированы только этими РЭС, Изменение нагрузки этих РЭС будет одновременно эффективно подавлять отклонения перетоков по линиям С и Е, Приэтом повышается надежность и эффективчость процесса регулирования, .поскольку исключается колебательный процессизменения перетоков, а также снижается износ оборудования РЭС, так какне возникает необходимость реверсивного изменения нагрузки,Устройство (фиг,2) содержит почислу регулируемых параметров последовательно соединенные измеритель 1регулируемого параметра (РП), элемент2 сравнения, второй вход которогосвязан с эадатчиком 3 уставки РП,пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор 4 и блок 5 формирования приращений управляющего воздействия РЗС,В соответствии с числом РЭС устройство содержит блоки 6 формирования результирующих управляющих воздействий РЭС, входы каждого иэ которь 1 х связаны с соответствующими выходами блоков 5, а выход соединенс регулятором 7 мощности соответствующей РЭС,Кроме того, устройство содержитпо числу РП эадатчик 8 уставки выборасостава для РП, коммутатор 9, первыйвход которого подключен к выходу задатчика 8, а второй вход соединен свыходом задатчика 3, элемент 10сравнения, первый вход которого соединен с, выходом измерителя 1, авторой вход связан с выходом коммутатора 9,Устройство содержит также по числунерегулируемых параметров (НT) измеритель 11 НП, задатчик 12 уставкивыбора состава для НП, элемент 13сравнения, первый вход которого соединен с выходом измерителя 11,а второй вход с выходом эадатчика12, управляемый выключатель 14,первый вход которого связан свыходом элемента 13 сравнения.По числу РП и НП устройство содержит размножители 15 сигналов, 5 146 причем для РП вход размножителя 15 связан с выходом элемента 10 сравнения, а для НП вход размножителя 15 соединен с выходом управляемого выключателя 14.Кроме того, устройство содержитпо числу РЭС коммутатор 16, блок 17 формирования признака участия РЭС в подавлении отклонений параметров, причем входы первого блока 17 через первый коммутатор 16 связаны с первыми выходаьзю размножителей 15, входы второго блока 17 соответственно с вторыми выходами размножителей 15 и т.д.; по числу РП блок 18 формирования коэффициентов долевого участия (КДУ) РЭС, связанный входами с выходами блоков 17, а выходами соединенный с входами соответствующего блока 5, Устройство также содержит по числу РП блок 19 анализа времени нахождения РП за уставкой регулирова - ния, выход которого связан с выходом элемента 2 сравнения, логическую схему ИЛИ 20, входы которой соединены с .выходами блоков 19, а выход подключен одновременно к третьим входам коммутаторов 9 и вторым входам управляемых выключателей 14Блок 17 (Фиг.З) содержит по числу РП и НП усилители 21, усилители 22, усилители 23, а также сумматор 24, сумматор 25, логическую схему И 26 и инвертор 27.Входы усилителей 21 являются одновременно входами блока 17, выход каждого усилителя 21 связан одновременно с входом соответствующего усилителя 22 и входом соответствующего усилителя 23, выход каждого усилителя 22 связан с соответствующим входом сумматора 24, а выход каждого усилителя 23 подключен к соответстсвующему входу сумматора 25, первый вход схемы 26 соединен с выходом сумматора 24, ее второй вход - с выходом сумматора 25, а выход подключен к входу инвертора 27, выход инвертора 27 является одновременно выходом блока 17.Блок 18 (фиг,4) содержит по числу РЭС умножители 28, делители 29, а также сумматор 30 и размножитель 31 сигналовВходы умножителей 28 являются одновременно входами блоха 18, выход каждого умножителя 28 связан одновременно с первым входом соответствующего делителя 29 и соответ 7664 6 40 51 О15 20 25 30 45 50 55 ствуюшим входом сумматора 30, выход сумматора 30 через размцожитель сигналов 31 подключен к вторым входам делителей 29, выходы делителей 29 являются одновременно выходами блока 18.Коммутатор 16 (Фиг,5) содержит задатчик 32 минимального коэффициента влияния, а также по числу РП и НП блоки 33 и управляемые выключатели 34.Выход задатчика 32 связан одновременно с входами всех блоков 33, Первые входы выключателей 34 являются одновременно входами коммутатора 6, вторые входы соединены с выходами соответствующих блоков 33, а выходы являются одновременно выходами коммутатора 16Способ осуществляется следующимобразом.С помощью задатчиков 8 задаютуставки выбора состава для РП, причем такие, что они дблжны быть меньше, чем уставки регулирования, задаваемые соответствующими задатчиками3, С помошью задатчиков 12 задаютсяуставки выбора состава для НП, Вкачестве уставок выбора состава дляРП и НП можно принять, например,уставки диспетчерской предупредительной сигнализации,В исходном состоянии, когда ниодин из РП не нарушил уставку регулирования, каждый из коммутаторов 9 замыкает цепь прохождения на входсоответствующего элемента 10 сравнения сигнала с выхода задатчика 8, аконтакты каждого из управляемых выключателей 14 находятся в замкнутомположении. При выходе каких-либо из РН или НПза уставки выбора состава, на выходахсоответствующих элементов О или 13сравнения появляются ненулевые сигна-.лы Й;, Каждый иэ этих сигналов размножается соответствующим размножителем 15 и поступает одновременно насоответствующий вход каждого иэ коммутаторов 16Коммутатор 16 пропускает на свой-й выход сигнал Е., либо обнуляетэтот сигнал, если коэффициент влияния изменения мощности 1-й РЭС на-й параметр меньше заданного минимального значения,Работа коммутатора 16 происходитследующим образом, 1467664С помощью задатчика 32 задаютминимальное значение коэффициентавлияния 1-й РЭС (К 1; ), котороепоступает одновремейно во все блоки33. В памяти -го блока 33 содержит 5ся значение коэффициента влияния3-й РЭС на д-й параметр энергосистемы (К 7 а ), В случае, если значениеК 7 ", больше минимального, на выходе 1 Облока 33 появляется управляющий сиг- .нал, по которому -й выключатель 34замыкает цепь прохождения на выходкоммутатора 16 сигнала отклонения-го параметра энергосистемы, В 15противном случае сигнал на выходе1-го блока 33 отсутствует, 1-й выключатель 34 размыкает соответствующую цепь и на -м выходе коммутатора16 появляется нулевой сигнал.20Блок 17 производит формированиепризнака участия х-й РЭС в подавлении отклонений параметров, Работа3-го блока 17 осуществляется следующим образом, 25Каждый из усилителей 21 имееткоэффициент усиления, обратно пропорциональный коэффициенту влияния изменения мощности 1-й РЭС на -й параметр (1/К 7; ). а вход усилителя 21 30поступает сигнал С;, пропорциональныйвеличине отклонения х-го параметраза уставку выбора состава. Таким образом, амплитуда сигнала на выходеусилителя 21 пропорциональна требуе"мой величине изменения нагрузки 1-йРЭС для подавления отклонения х-гопараметра, а его знак определяет направление требуемого изменения на -грузки 1-й РЭС,40Сигнал с выхода -го усилителя 21поступает одновременно на вход х-гоусилителя 22 и х-го усилителя 23.Усилитель 22 имеет коэффициентусиления 1 для положительных сигналов и коэффициент усиления О дляотрицательных сигналов. Усилитель 23имеет коэффициент усилениядля отрицательных сигналов и коэффициентусиления О для положительных сигна 50лов. Таким образом, усилитель 22пропускает на свой выход толькоположительные сигналы, а усилитель 23только отрицательные,Сигналы с выходов усилителей 2255суммируются: в сумматоре 24, а сигналы с выходов усилителей 23 - в сумматоре 25. Сигнал на выходе сумматора24 будет пропорционален требуемому для подавления отклонений параметровза уставки выбора состава изменениюмощности 1-й РЭС в сторону загрузки,а сигнал на выходе суаматора 25в сторону разгрузки. Наличие на выходах обоих сумматоров 24 и 25 .ненулевых сигналов говорит о том что сочетание отклонений РП и НП за уставкивыбора состава таково, что для подавления одних из них требуется увеличение нагрузки 1-й РЭС, а для подавления отклонений других - снижениеее нагрузки. В этом случае 1-я РЭСне может участвовать в подавленииотклонений РП и НП. Если же на выходехотя бы одного из сумматоров будетнулевой сигнал, то 1-я РЭС можетучаствовать в подавлении отклоненийРП и НП, так как для их подавлениятребуется изменение ее нагрузки только в одном направлении,Логическая схема И 26 Формирует насвоем выходе единичный сигнал тольков случае, еслина обоих ее входахбудут ненулевые сигналы. При любомдругом сочетании входных сигналовна выходе схемы 26 Формируется нулевой сигнал,Сигнал с выхода схемы 26 инвертируется инвертором 27 и, таким образом, на выходе 1-го блока 17 будетединичный сигнал, если 1-й РЭС можетбыть сформировано приращение СУВ, инулевой сигнал, если не может,Совокупность единичных сигналовна выходах всех блоков 17 (КР ) определяет состав РЭС, которым можетбыть сформировано приращение СУВСигналы с выходов каждого из блоков 17 одновременно поступают на соответствующие входы каждого из блоков18, где происходит ФормированиеКДУ РЭС в регулировании К-го РП.Работа К-го блока 18 происходитследующим образом.Перед вводом устройства в работу вкачестве коэффициентов усиления усилителей 28 вводятся КДУ соответствующих РЭС в регулировании К-го 1 П,заданные из условия участия в регулировании последнего всех РЭС (КД ),аНа вход 1-го усилителя 28 постугаетсигнал с выхода 3-го блока 17 (КР ),1который определяет, будет ли 1-йРЭС сформировано приращение СУВ.Таким образом, на выходе 1-го усилителя 28 будет нулевой сигнал, если1-й РЭС не будет сформировано прира 1467664 1 О-хбудет сформировано приращение СУВ.Сигнал с выхода 1-го усилителя 28поступает одновременно на первыйвход -го делителя 29 и на 1-й входсумматора 30. В сумматоре 30 сигналыс выходов усилителей 28 алгебраическисуммируются, выходной сигнал сумматора размножается размножителем сигналов 31 и поступает на вторые входыделителей 29,Делитель 29 производит делениесигнала, поступавшего на его первыйвход на сигнал, поступающий на еговторой вход.Сигнал на выходе 1 - го делителя 29будет пропорционален величине КДУ1-й РЭС (КДх), скорректированногоисходя из текущего состава РЭС,которые могут участвовать в регулировании, т.е. которым может бытьсформировано приращение СУВ. Формирование скорректированного значенияКДУ 1-й РЭС производится блоком 18в соответствии с выражениемКДк КРКДх)кд кр;:1где КД- заданное значение КДУ1-й РЭС в регулированииК-го параметра;КР - коэффициент, определяющий участие 1- РЭС врегулировании;КД - скорректированное эначе 1 кни е КДУ 1 - й Р Э С,Таким образом, для РЭС, которые могут участвовать в регулировании, будут рассчитаны новые значения КДУ, а для РЭС, которые не могут участвовать в регулировании, КДУ будут равны нулю.Рассчитанные текущие значения КДУ с выходов К-го блока 18 поступают на входы К-го блока 5 формирования прира щений управляющего воздействия РЭС. При выходе К-го РП за уставку регулирования регулятор 4 формирует приращение управляющего воздействия, которое разделяется в блоке 5 в соответствии с рассчитанными КДУ, алгебраически суммируется в соответствующих блоках 6 с ранее запомненными значениями СУВ 1-й РЭС и поступает вкачестве задания на регулятор 7 с щности 1 - й ГЭС.Приращения СУР будут получены только теми РЭС, которьм требуется изменение мощности в одном и том же направлени для подавления отклонений РП и П за уставки выбора соста 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 ниеБлагодаря этому, при определении состава РЭС, участвукщих в подавлении отклонения К - го РП прекращается учет состояния НП, а для РП учитыва 55 ва.Таким образом, исключается противоречивое воздействие изменения нагрузки ГЭС на различные параметры энергосистемы, которые превысили уставки выбора состава, а следовательно, устраняются колебательные процессь изменения параметров и нагрузки РЭС и уменьшается износ оборудования.Так как уменьшение количества РЭС, участвуюших в регулировании К-го РП, может привести к тому, что изменение их нагрузки вследствие конечной величины динамических характеристик и ограниченности регулировочного диапазона не будет оказывать эффективного воздействия на К-й РП в направлении снижения его отклонения за уставку регулирования необходимо в этих условиях принимать меры по расширению состава РЭС, участвуюших в регулировании.С этой целью при выходе К-го РП за уставку регулирования сигнал с выхода элемента 2 сравнения поступает на вход К-го блока 19 анализа времени нахождения РП за уставкой регулирования, Если нулевой сигнал на входе блока 19 существует больше заданного времени, блок 19 вырабатывает управляющий сигнал, который поступает на соответствующий вход логической схемы ИЛИ 20.Схема 20 при появлении хотя бы на одном из ее входов ненулевого сигнала вырабатывает на своем выходе управлякщий сигнал, который поступает одновременно на третьи входы каждого из коммутаторов 9, вызывая раэмыка - ние цепи прохождения на вход элемента 10 сравнения сигнала с выхода задатчика 8 устгвки выбора состава и замыкание цепи прохождения сигнала с выхода задатчика 3 .уставки регулирования, и на вторые входы управляемых выключателей 14, вызывая их размыка 14676642ется только наличие их отклонений за уставки регулирования. Тем самым достигается увеличение числа РЭС участвующих в регулировании и более эффективное подавление отклонения5 РП.После подавления всех отклонений РП на выходах всех элементов 2 сравнения будут нулевые сигналы, при этом 10 блоки 19 также вырабатывают на своих выходах нулевые сигналы. Схема 20 при наличии на всех ее входах нулевых/ сигналов вырабатывает нулевой сигнал на своем выходе. По этому сигналу коммутаторы 9 снова замыкают цепь прохождения сигнала от задатчика 8 на вход элемента 10 сравнения, а контакты управляемых выключателей замыкаются. Устройство переходит в 20 исходное состояние.Таким образом, использование предлагаемого способа дает возможностьрешать задачу управления энергообъединением как многомерным объектом сосвязанными переменными и позволяетвести одновременное автоматическоерегулирование нескольких параметровэнергосистемы, учитывая в процессе 30регулирования состояние всех, какрегулируемых, так и нерегулируемых,параметров и не приводя к нарушениюустойчивости и возникновению аварийных ситуаций. Поскольку при использовании предлагаемого способа производится одновременное эффективное подавление всех отклонений регулируемых параметров, исключается возникновение колебательных переходных процессов изменения параметров энергосистемы и связанное с ними многократное реверсивное изменение нагрузки регулирующих электростанций,Все это способствует повышению надежности и эффективности процесса1регулирования параметров энергосистемы и снижает износ регулирующегооборудования электростанций,50Формула изобретенияСпособ автоматического регулирования параметров энергосистемы путем измерения регулируемого параметра и изменения мощности регулирующихэлектростанций в функции текущего отклоцения регулируемого параметра отуставок регулирования, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с цепью повышения надежности и эффективностипроцесса регулирования параметровэнергосистемы и снижения износа регулирующего оборудования, дополнительноизмеряют нерегулируемые параметрыэнергосистемы, задают для регулируемых и нерегулируемых параметровэнергосистемы уставки выбора состава,отстроенные от уставок регулированиярегулируемых параметров и предельнодопустимых величин нерегулируемыхпараметров на величину, кратную амплитуде нерегулярных колебаний, характерных для каждого параметра,определяют наличие отклонений каждогоиз параметров за эти уставки длякаждой регулирующей электростанцииопределяют требуемое направление изменения ее мощности для подавлениякаждого из имеющихся отклонений,обнуляя отклонения тех параметров,коэФфициенты влияния изменения мошности данной регулирующей электростанции которых меньше заданного минимального значения, при выходе регулируемых параметров за уставки регулирования формируют приращения управляющих воздействий только тем регулирующим электростанциям, каждой из кото 1 ых для подавления всех рассмотренныхотклонений как регулируемых, так ицерегулируемых параметров за уставкивыбора состава требуется изменение еемощности в одном и том же направленииопределяют время нахождения регулируемых параметров за уставками регулирования и, в случае нахождения какого-либо из регулируемых параметров зауставкой регулирования дольше заданного времени, обнуляют отклоненияцерегулируемых параметров за уставки выбора состава и формируют приращения угравляющих воздействий тем регулирующим электростанциям, каждой изкоторых требуется изменение ее мощности в одном и том же направлениидля подавления рассмотренных отклонений только регулируемых параметровза уставки регулирования, 4676641467664 фиа Составитель К,ФотинаТехред Л.Сердюкова Коррект жо едактор Е,Пап Тираж 605 Птвенного комитета по изобрете 113035, Москвй, Ж, Раужск Заказ 1205/ одписи КНТ СС НИИПИ Государс виям и открытиямая наб., д. 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагари