Способ управления режимом электропередачи постоянного тока

6 ., о ), и о 1 : в ,т Б . Союз Советских Социалистических Республик(51)М. К.2 с присоединением заявки )Чо 2589103/07 Н 02 У 1/00Н 02 Р 13/18 Государстаеииый комитет СССР оо делам изобретеиий и открытий(71) Заявитель 54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКАИзобретение относится к автоматическому управлению протяженнойэлектропередачей постоянного токавысокого напряжения,Известен способ управления линиями электропередач постоянного тока,основанный на том, что одну преобразовательную подстанцию регулируют на постоянство выпрямленного напряжения, а другую - на постоянствотока 1управление перетоком мощности при этом осуществляют изменением уставки тока подстанции, регулирующей ток, При нормальной работе электропередачи преобразовательные подстанции работают в зарегулированном режиме, при котором углы включения вентильных преобразователей значительно больше минимально воз можных. Поэтому способ является не оптимальным с энергетической точки зрения, так как приводит к недоиспользованию оборудования, увеличению потерь, и применяется при передаче небольших величин мощности,Известен также способ управления линиями передачи постоянного тока, который состоит в том, что выпрямительную и инверторную подстанции регулируют на постоянство заданноготока передачи, причем при отклонении тока передачи в сторону увеличения от установленной величиныуменьшают напряжение отправного конца передачи путем увеличения угловзапаздывания с( мостов выпрямителя,а при отклонении тока в сторонууменьшения от установленного значения уменьшают напряжение приемногоконца передачи путем увеличения углов опережениямостов инвертора2 .15Данный способ позволяет стабилизировать переток мощности в условиях работы подстанций с минимальнымиуглами включения и обеспечивает оптимальный энергетический режим передачи и примыкающих систем, Однакодля управленияперетоком мощностиспособ требует наличия телесвязимежду подстанциями для согласован.25 ного изменения уставок тока регуляторов тока выпрямителя и инвертора,При значительной протяженностипередачи постоянного тока (ППТ)Зо простая, надежная и точная телесвязьстановится неразрешимой технической проблемой, что приводит к необходимости сооружения линий дальней связи специалько для обслуживания ППТ, которые существенно повышают суммарные затраты на строительство и эксплуатацию объекта.Бель изобретения - упрощениесистемы режимного управления ППТ иповышение надежности управления,Бель достигается тем что приОсуществлении способа управлениярежимов электропередачи постоянного тока, содержащей выпряжтельнуюи инверторную подстанции, путемизмерения режимных параме.сров ирегулирования напряжения одной преобразовательной подстанции на годдержание заданного значения тока,измеряют режимные параметры навторой преобразовательной подстанции и посредством регулиронанкя еенапряжения поддерживают эксГремаль -ное значение контролируемой вели"чины, Формируемой по измереннымпараметрам.При этом напряженке преобразовательной подстанции, на которой поддерживают экстремальное значениеконтролируемой величинь, регулирукт путем изменения устанки регулятора тока этой подстанции, Экстремальное значение контролируемой величины при осуществлении способаоно поддерживать на инверторнойподстанцииНа Фиг, 1 показаны статическиехарактеристики ППТ, выпрямительнаяподстанция которой регулируетсяна поддержание заданного значениятока; на Фиг, 2 а- внешняя характеристика выпрямителя с отнесеннойк нему линией при некотором произвольном значении уставки регуляо-.ра тока, имеющего конечный коэФФН"циент усиления, с нанесенными наплоскость линиями равных значениймощности и границами области ;Опустимых режимов работы ППТ при экстре.мизации мощности инвертора; наФиг, 2 б - аналогичная характеристика при осуществлении регулировалияВ сООтВетствии с предлагаемым способом, показывающая, как деФОрмируются границы области допустимыхрежимон при использовании цет,евойФункции, Формируемой по мощностяи напряжению инвертора; на Фи.,За,внешняя характеристика выпрямителяи лкнии целевой Функции, Формируемой н ниде линейной комбинации тока и напряжения инвертора, в этомслучае область допустимых режимовраспространяется на нсю плоскостьприведекной внешней характеристикиФиг, Зб - принцип Формирования целевой Функции по току иннертора ивнутреннему параметру управляющегоустройства инвертора,Справа от оси ординат показаны статические внешние характеркстики выпрямительной подстанции регулируемой на постоянство тока 1(характеристики 1, 2, 3). Сопрстив5ление линии постоянному току отнесено к выпрямителю, поэтому оов= Обо Участок хаРактеРистик, ОЯРеделяемый регулятором тока, принятчкс О вертикальным. Этс может ссот 1 Оветствовать случаю астатическОГО регулирования,Слева от оси Ординат построеныхарактеристики инвертируемой ".Ощностк н Функции напряжения инвертораРдо(ОГ 3 и . 3 величины отло еныв относительных единицах, За баискые единицы приняты параметры номинального режима,Зависимость Р,-, ,о описываетсяуравнениямиВ ОО 1 ВР =О. 1 (11 р О,вв-оф,с 1 о до О .где 1 - уставка тока выпрямителя;11 оо - ЭДС выпрямителя;выходное сопроти зле н невыгрямителя постоянномуто уПервое уравнение соотнетст"-ует работе выпрямителя н режиме источника тока, когда ток 10, поддерживается ранным устаьке тока ныпря;.лтеля 1,.Второе уравнение соответствует работе выпрямителя н режиме источника напряжения, когда исчерпаны РЕГУЛКРОВОЧНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ РЕгУЛЯтсра тока и угол включения преобразователей постоянен и равен установленному минимальному значению, Линии, соотнетствующие уравнениям (1) и (2), начинаясь на оси ординат н точках Од = О; Поп= Есь пересекаются, когда напряженке иннертора становится таким, что выполняется УСЛОВИЕКак видно из граФика, характерис"- тики МОщности ПП 1 носят экстремальный хсрактер при различЫх услоВиях на выпрямителе, отличающихся нели = чикой заданного значения тока и величиной распалагаемой ЭпС характе"ристики , 2, 3).,С точки зрения предлагаемого спосОба Важным Является тот Фактр что максимум инвертируемой мощностивсякий раз достигается при токе передачи равным заданному на Выпрями-.теле в режиме работы последнего с минимальным углом включения к то ЕСТЬ ПРИ НаИВЫОВЕМ ВоэможНОМ НаПРгкоэф- конт- унимо- выА - 7 Ь (16) 1 ч в=К 1 -К2) т бо 60 где значения Ке Ки беру ся по выражениям 4, 5, максимум суммы достигается в точке излома приведеннойвнешней характеристики выпрямителянезависимо от режима по уставкетока и ЭДС выпрямителя, В контролируемую величину по выражению (10)входит напряжение постоянного тока, измерение которого представляет определенные трудности и требует наличия высоковольтного датчиканапряжения постоянного тока,С целью дальнейшего упрощениясистемы за счет отказа от измерениянапряжения постоянного тока инвертора предлагается поддерживать на иннерторе экстремальное значение такойконтролируемой величины, положениеэкстремума которой совпадает с положением экстремума суммы напряженияи тока инвертора, а саму контролируемую величину формировать по параметрам, косвенно характеризующимрежим иннертора по напряжению илипо напряжению и току,Указанная контролируемая величина может быть записана н виде следующей функции где Ч - параметр, характеризующий режим работы инвертора;К ,Ку - коэффициенты пропорциональности одновременнопереводящие величины1 со н сигнал одной раз -мерностиПараметром Ч , характеризующимрежим работы иннертора, в выражении (12) может быть угол опережения зажигания З), угол погасания(О), управляющее воздействие наугол включения инвертора, то естьустанка р или О, уставка тока инвертора 1, величина рассогласованиярегулятора тока (1 бо -Тч) и т.д. Идейная сторона формирования конт- ролируемой неличины по. выражению(12) заключается в том, что приращение тока ППТ при изменении управляющего воздействия на угол включения инвертора на одну и ту же величину различно на разных участках внешней характеристики выпрямителя; на естественном участке оно больше, на искусственном меньше, и градиент .контролируемой величины по параметру, который имеет следующий вид при не которых соотношен иях несовых коэффициентов Кг, К изменяли знак при переходе с одного на другой участок внешней характеристики выпрямителя,Реальные внешние характеристики ныпрямительной подстанции имеют весьма небольшую переходную зону между естественным и искусственным участками, по углу включения составляющую (0-10) эл,град,Если предположить .что для естественного участка не менее некоторой величины А: а для искусственного участка не более величины В: го соотношение между весовыми фициент ами К г, К , при котором 20 Ролируемая величина становитсядальной фу нкцией соответ ствует раже нию; Рассмотрим следующий конкретный пример, Пусть управление углами включения преобразовательных подстанций производится по арккосинусному закону, На инверторе установлены регулятор тока и регулятор угла погасания компенсирующего типа, взаимодействующие между собой по принципу суммирования сигналов, Экстремальный регулятор воздействует на напряжение иннертора посредством регулятора тока инвертора, уставку которого он вырабатывает, При принятых допущениях все участи статических ннешних характеристик выпрямителя и инвертора в области нормальных режимов линейны и имеют вид, как показано на фиг. Зб, где 1 - приведенная внешняя харакверистика выпрямителя;б - внешняя характеристика инвертора при фиксированномуставке тока инвертора),Если построить зависимость тока передачи Тс 1 от управляющего воздействия экстремального регулятора уставки Ту, то для принятых на фиг, Зб соотношений предельных напряжений подстанций зависимость имеет вид, показанный ломанной 7. Причем точка излома зависимостиТд(1) соответствует такому значению уставки тока иннертора, при котором точкой пересечения внешних характеристик подстанций является точка излома характеристики выпрямителя, Если из зависимости 7 вычесть величину, прямо пропорциональную значению устанки тока инвертора (управ.=К (1 -1 ) (19)Формула из обретения Га ляющему воздействию экстремальногорегулятора), показанную лучом 8такую, что где К в .коэффициент пропорциональУности, то получим статическую уномодальную зависимость 9, максимум которой совпадает с точкой излома характеристики 7, Поскольку для наличия экстремума ФункцииФ=(1.,-К,(,) необходимы только градиентные соотношения (17), соответствие максимума Функции точке излома. внешней характеристики выпрямителя имеет место при произвольных значениях уставки тока и ЗДС выпрямителя, по" ка приведенная внешняя характеристика выпрямителя (точнее точка ее излома) находится ниже участка характеристики инвертора, определяемого регулятором угла погасания, то есть в зоне работы экстремального регулятора,Таким образом в качестве контролируемой величины на инверторе может быть взята величина4 ч чц ) где Ку - коэффициент, удовлетворяющий соотношению (17),Как видно из (18), структураэтого выражения соответствует общему виду контролируемой величиныв соответствии с выражением (12),Развивая данный пример покажем что в качестве параметра чхарактеризующего режим инвертора, может быть взято управляющее воздействие регулятора тока на угол включения инвертора, которое вырабатывается всоответствии с законом 1 Способ управления режимомэлектропередачи постоянного тока,содержащей выпрямительную и инверторную подстанции путем измерениярежимных параметров и регулированиянапряжений одной преобразовательной подстанции на поддержание задан -ного значения тока, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности управ(5 ления, измеряют режимные параметрына второй преобразовательной подстанции и посредством регулированияее напряжения поддерживают экстремальное значение контролируемой вео личины, формируемой по измереннымпараметрам,2, Способ по и, 1, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что напряжение преобразовательной подстанции, на которой поддерживают экстремальное1,4значение контролируемой величины,регулируют путем изменения уставкирегулятора тока этой подстанции3. Способ по пп, 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что экстремальное значение контролируемой величины поддерживают на инверторной подстанции,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Акцептованная заявка Японки9 35734/72, кл, 56 С 2, 1972,2, Основные технические проблемы передачи электроэнергии постоянным током высокого напряжения.4 О Ред, Стукачев А,В, Серия Электротехника и энергетика, М 1971,736262 05 05 ьаз 1 Составитель Л, ДементьевМ. Ликович Техред Ж,Кастелеевич Коррект Ред ницк писное илиал ППП Патент, г. ужгород, ул . Проектная Заказ 2283/10 Тираж 783 Под 11 ИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5