Способ обеспечения статической устойчивости при аварийном ослаблении связи электростанции с энергосистемой Советский патент 1983 года по МПК H02J3/24 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическому управлению мощности в энергосистемах с целью повышения устойчивости. Известен способ обеспечения статической устойчивости электропередачи, необходимость разгрузки в котором определяют по возникновению асинхронного хода: Для определения необходимой глубины разгрузки электропередачи фиксируют значение передаваемой мощности в исходном режиме, уравнивают его с пределом мощности по линии при асинхронном ходе и определяют глубину разгрузки как разность этих значений 1. Недостатком этого технического рещения является отсутствие критериев, по которым определяется достижение максимума передаваемой мощности. Наиболее близким техническим рещением к предлагаемому является способ 2 обеспечения статической устойчивости электростанции, согласно которому измеряют скорость изменения угла (скольжение) S и текущее значение активной мощности по линии Рп , запоминают значение активной мощности по линии в исходном режиме Рло , вычисляют текущее значение производной мощности по линии , фиксируют предел мощности по линии Р/ в переходном процессе и по величинам РЛО и мам., ..формируют управляющий сигнал на разгрузку электростации. Критерием достижения предела передаваемой мощности по линии служит смена знака синхронизирующей мощности, определяемой косвенным путем по факту одновременного выполнения неравенства dP.g, „ d3j, -g.. -( и ., где G и Gj - малые величины, определяем мые чувствительностью измеряемых органов. В момент выполнения указанных неравенств фиксируют мгновенное значение подаваемой мощности, которое и принимают за фактический предел передаваемой по линии мощности Р.монс. Сигнал разгрузки формируется как разность значений перетоком мощности в исходном режиме Р и фиксируемого предела в переходном процессе .моис , если результат разности по модулю будет меньще или равен установленной величины (Р- -Р.моис. J г. g,Недостатком известного способа является то, что используемый критерий определения фактического предела передаваемой мощности будет одинаково выполняться при асинхронном ходе в момент ресинхронизации генераторов электростанций при наличии глубоких качаний. Однако при втягивании генераторов в синхронизм существенно определить момент йачала ресинхронизации, и в период ресинхронизации зафиксировать последний максимум мощности перед режимом синхронных колебаний, который будет наибо лее точно соответствовать действительному пределу мощности и, следовательно, позволит точнее определить величину необходимой разгрузки. Максимум мощности по линии ,при асинхронном ходе отличается от действительного предела ,мощности на величину асинхронной мощности. Кроме того, условие формирования управляющего воздействия, указанное в известном способе, не охватывает аварийные режимы, которые характеризуются значительным понижением предела передаваемой мощности, уровень которого может быть значительно ниже доаварийного значения мощности. При этом может сказаться, что в результате управляющее воздействие сформировано не будет. Целью изобретения является повыщение точности определения необходимой глубины разгрузки электростанции и надежности противоаварийного управления. Поставленная цель достигается тем, что. в способе обеспечения статической устойчивости при аварийном ослаблении связи электростанции с энергосистемой, согласно которому измеряют скольжение S .и текущее значение активной мощности по линии 1, запоминают значение активной мощности в исходном режиме Рло , вычисляют текущее значение прЬизводной мощности по линии АРа /dt, фиксируют предел мощности по линии Рл.мйис. в переходном процессе и по величинам Рло и Рл.,мокс. формируют управляющий сигнал на разгрузку электростанции, дополнительно фиксируют момент втягивания генераторов в синхронизм, в указанный момент времени фиксируют предел мощности по линии, а управляющий сигнал на разгрузку электростанции формируют, если значение активной мощности в исходном режиме больще предела мощности, уменьшенного на коэффициент запаса статической устойчивости Kj, пвичем глубину разгрузки АР устанавливают равной АР РЛО-(1-Кз} РЛ.МОКС . Кроме того, момент втягивания генераторов в синхронизм фиксируют при одновременном выполнении условий dPj,/dt 0 и При тяжелом возмущении в энергосистеме, сопровождающемся последующим ослаблением связи электростанции ц .а ргосистемой, может произойти нарущ ние устойчивости и начаться асинхронный ход. Результирующая устойчивость электростан- ции может быть обеспечена путем форсированной кратковременной разгрузки ее турбин. Фиксируемое в момент втягивания генераторов в синхронизм значение максимума мощности по линии РЛ.МОКС. характеры 3yet новый режим работы энергосистемы обусловленной изменившимся составом электротехнического оборудования в приемной и передающей частях энергосистемы или изменившейся конфигурацией системообразующей сети. Значение предела передаваемой мощности преобразуют с учетом коэффициента запаса статической устойчивости Кз и сравнивают с величиной перетока мощности исходного режима. Если выполняется условие: Рло (1-К,) Рл. , то формируют управляющее воздействие Uynp, предназначенное для длительного огранинения мощности турбин ге-. нераторов передающей электростанции по условию обеспечения статической устойчивости послеаварийного режима: UynF К Pjo - (1-Kj) Рл. мчкс К- А Р, где К - коэффициент пропорциональности. После снятия сигнала глубокой кратковременной разгрузки мощность турбин восстанавливается до уровня, соответствующего требуемой глубине длительного ограниНа .фиг. 1 представлена осциллограмма переходного процесса в момент ресинхронизации; на фиг. 2 - блок-схема устройства, реализующего предложенный способ. Моменту втягивания генераторов в синхронизм (фиг. 1) соответствует характерная «двухгорбая характеристика мощности генератора, обусловленная глубокими качаниями ротора. В характеристике наблюдается два максимума, когда выполняется условие dpif/dt 0. Однако при прохождении обоих максимумов изменение скольжения различно. Это обстоятельство используется в предложенном способе для определения момента ресинхронвзации и фиксации предельного значения. |1ррвый максимум характеристики мощности можно зафиксировать при одновременном выполнении условий dli, и . Это условие используется в известном способе, однако оно одинаково будет выполняться как при асинхронном режиме, так и при ресинхронизации, и, следовательно, не позволит определить нужный момент для фиксации максимума мощности. Второй максимум характеристики мощности появляется при смене знака скольжения и фиксируется при одновременном выполнении условий dPiT/dt 0 и S40, .что является отличительным признаком от режима асинхронного хода с положительнымСкольжением и определяет момент ресинхронизации. Устройство, реализующее предложенный способ, содержит датчик 1 скорости вращения турбогенераторов электростанции, блок 2 сравнения, блок 3 дифференцирова-. Иия, блок 4 измерений, служащий для определения значения перетока мощности .по линии и его дифференцирования, блок 5 запоминания, блоки 6 и 7 сравнения, реагирующие на знаки входных сигналов, блок 8 логики И, ключ 9, блок 10 памяти, блок И преобразования, сумматор 12, звукочувствительный компаратор 13, ключ 14, блок 15 формирования управляющего сигнала, подаваемого на вход системы регулирсЗвания турбины 16. Выход датчика 1 скорости через последовательно соединенные блоки 2 и 3 связан с входом блока 7 сравнения. Первый выход блока 4 измерения мощности и ее производной связан с входом блока 6 сравнения, а второй выход блока 4 - с входом блока 5 запоминания, а также через ключ 9 и последовательно соединенные блоки 10 и 11 - с входом сумматора 12, к второму входу которого подключен выход блока 5 запоминания. Выход блока 8 логики И, к входу которого подключены выходы блоков 6 и 7 сравнения, подключены к управляюЩ У входу ключа 9. Выход сумматора 12 соединен с входом компаратора 13, выход которого подключен к управляющему входу ключа 14, а также через ключ 14 - с входом блока 15 формирования управляющего сигнала. Устройство работает следующим обраВ блоке 1 измеряют скорость вращения Uf турбогенератора. Результат сравнения сигнала, пропорционального скорости вращения Ш турбогенераторов, и опорного сигнала Uon, пропорционального скорости вращения генераторов в исходном режиме, получают в выходе блока 2. Из этого сигнала пропорционального скольжению S генераторов, в блоке 3 отфильтровывают постоянную составляющую, появление которой вызывается отклонением частоты сети в исходном режиме, В- блоке 7 контроля знака скольжения сигнала, пропорциональный переменной составляющей скольжения , сравнивается с малым значением и при сигнал поступает на один из входов блока 8 логики И. Сигнал, пропорциональный производной мощности по линии , поступает на вход блока 6, где он сравнивается с малым значением 6-,. При этом dPn/dt 5i сигнал поступает на вход блока 8 логики И. При наличии обоих сигналов на входе блока 8 ключ 9 замыкается, при этом сигнал Рл;мйкс. поступает в блок 10, где запоминается. Затем этот сигнал после преобразователя в блоке 11 (1-К%) Рл.монс, поступает в сумматор 12, куда поступает также сигнал с блока 5, пропорциональный мощности по линии в исходном режиме Рло;. Знак разности этих сигналов Р Р.по-(1Кз) Рл.маис , полученный в сумматоре 12, контролируется компаратором 13. При

компаратор переводит ключ 14 в замкнутое положение. В результате сигнал ДР поступает в блок 15, где формируется управляющее воздействие Uynp КД Р на ограничение мощности электростанции, реализуемое через системы регулирования турбины 16.

Предложенный способ обеспечения статической устойчивости благодаря фиксации максимума мощности в момент ресинхронизации позволяет более точно определить необходимую глубину разгрузки электростанции, что повыщает надежность и эффективность противоаварийной автоматики.

1. СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПРИ АВАРИЙНОМ ОСЛАБЛЕНИИ СВЯЗИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ С ЭНЕРГОСИСТЕМОЙ, согласно которому измеряют скольжение и теку1Це.е значение активной мощности по линии Рл, запоминают значение активности мощности b исходном режиме Вю, вычисляют текущее значение производной мощности по линии dRA/dt, фиксируют предел мощности по линии Рл. кокс. в переходном процессе и по величинам P« и Р.макс. формируют управляющий сигнал на разгрузку электростанции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения необходимой глубины разгрузки электростанции и надежности противоаварийного управления, фиксируют момент втягивания генераторов в синхронизм, в указанный момент времени фиксируют предел мощности по линии, а управляющий сигнал на разгрузку электростанции формируют, если значение активной мощности в исходном режиме больше предела мощности, уменьшенного на коэффициент запаса статической устойчивости Кз, причем глубину загрузки ЛР устанавливают равной ДР Рло-

-0

Фиг. г