Способ автоматической частотной разгрузки энергосистем Советский патент 1984 года по МПК H02J3/24 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам ликвидации тяжелых аварийных ситуаций с дефицитом активной мощности и глубо ким снижением частоты в энергосисте ме. Известны способы автоматической частотной разгрузки энергосистем путем измерения частоты или частоты и ее производной, сравнения замеряе мых величин с заданными уставками и отключения потребителей при дости жении уставок срабатывания (Ij и 2. Недостатком указанных способов я ляется неучет степени ответственнос потребителей и размера ущерба, при и отключении, Известен также способ автоматиче кой частотной разгрузки энергосисте путем отключения потребителей при снижении частоты на время, мень шее времени возникновения необратим технологических процессов, но доста точное для восстановления частоты в энергосистеме 3. Недостатком этого способа являет ся его низкая эффективность в авари ных режимах, в которых требуется длительное отключение значительной мощности потребителей. Наиболее близким по технической .сущности к предлагаемому является способ автоматической частотной раз грузки энергосистем путем измерения частоты, сравнения ее с заданными уставками и при достижении уставки отключения потребителей в узлах нагрузки с фиксированными выдержками времени. В этом способе требование снижения ущерба вследствие отключения потребителей обеспечивается за счет подключения к очередям с более высокими уставками по частоте менее ответственных потребителей. Вьвдержка времени принимается для вс очередей равной и независящей от характера потребителей 4. Недостатком указанного способа является невозможность минимизации ущерба при наличии потребителей одной категории. Не учитывается то, что потребители примерно равной степени ответственности (категории) могут иметь существенно различную крутизну зависимости активной мощности от частоты (регулирующего эффекта по частоте). В этом случае последовательность отключения потре бителей при снижении частоты не безразлична. Для обеспечения поддержания одного и того же уровня частоты потребовалось бы отключить меньшую суммарную мощность потребителей , если отключить сначала потребителей с меньшим значением регулирутацего эффекта по частоте. Цель изобретения - уменьшение суммарного объема разгрузки при действии на отключение потребителей одной и той же категории. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматической частотной разгрузки энергосистем путем измерения частоты, сравнения ее с заданной уставкой и при достижении уставки отключения потребителей в узлах нагрузки с выдержками времени дополнительно измеряют активную модность в узлах нагрузки, скорость изменения частоты и активной мощности, по-измеренным параметрам определяют в узлах нагрузки значения регулирующего эффекта нагрузки по частоте и выдержку времени на отключение потребителей в каждом узле формируют пропорциональной значению регулирующего эффекта. При снижении частоты в энергосистеме уменьшаете и мощность потребителей. При этом глубина снижения активной мощности для неидентичных потребителей различная. Величина, характеризующая изменение нагрузки при изменении частоты, называется регулирующим эффектом наг рузки по частоте. Значения регулирующих эффектов нагрузки по частоте отдельных узлов энергосистемы значительно отличаются и находятся в диапазоне 0,5.-4. Поэтому потребляемая мощность нагрузки при снижении частоты может существенно отличаться от мощности при номинальных значениях частоты. Использование предлагаемого способа разгрузки позволяет производить отключение потребителей, начиная от узла с самым малым регулирую-, щим эффектом активной мощности по частоте и дальше в порядке его возрастания. Тем самым необходимый объем отключаемой мощности нагрузки для предотвращения снижения частоты ниже послеаварийного уровня в энергосистеме обеспечивается меньшим количеством отключаемых потребителей . На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - функциональная характеристика реле времени с зависимой выдержкой времени. Устройство состоит из датчика 1 частоты в энергосистеме, датчика 2 активной мощности потребителей узла нагрузки, дифференциаторов 3 и 4, блоков 5 и 6 умножения, блока 7 деления, блоков 8 и 9 сравнения, блока 10 памяти и реле 11 времени с зависимой выдержкой времени от сигнала на входе. Блоки 1, 3 и 5, а также 2, 4 и 6 и 7, 10 и 11 соединены последовательно. Входы блока 7 соединены с выходами блоков 5 и 6. Выход блока 1 подключен также к входам блоков б 8 и 9. Выход блока 2 подключен к вх ду блока 5. Выход блока 8 соединен входом блока 11, а выход блока 9 входом блока 10. Устройство, реализующее предлага емый способ, работает следующим образом. С помощью датчика 1 измеряется частота энергосистемы и преобразует ся в сигналы, которые подаются на входы блоков 8 и 9 сравнения, диффе ренциатора 3 и блока умножения 6. Датчиком 2 измеряется активная мощность потребителей узла нагрузки, подключенных к устройству разгрузки, и преобразуется в сигналы, кото рле подаются на входы дифференциатора 4 и блока 5 умножения. Выходной сигнал дифференциатора 3, пропорциональный производной частоты, в блоке 5 умножается на сигнал от датчика 2, пропорциональный активной мощности потребителей ЕЬаходной сигнал дифференциатора 4, пропорциональный производной активной мощности потребителей, в блоке 6 умножается на сигнал от датчика 1 , пропорциональный частоте энергосистемы. Сигнал с выхода блока 5 делится в блоке 7 на сигнал с выхода блока 6. На выходе блока 7 деления получается величина, пропор циональная текущему регулирующему эффекту активной мощности потребителей по частота k,. В блоке 7 величина kfj запоминается и подается на вход реле 11 времени. Если частота в энергосистеме меньше соответ ствующей уставки f S , то на выходе блока 8 сравнения появляется сигнал , запускающий реле 11 времени, срабатывающего с вьадержкой времени согласно функциональной характеристике (фиг.2). Таким образом, при снижении частоты ниже допустимого послеаварийного уровня в узлах нагрузки, где установлены устройст,ва разгрузки, происходит пуск их реле времени. При этом величина выдержки времени пропорциональна регулирующему эффекту активной мощности потребителей по частоте, подключенных к устройству разгрузки. Поэтому в первую очередь сраб&тываю те устройства разгрузки, где потребители имеют малый регулирующий эффект, причем в последовательности, начиная от узла с наименьшим его зн чением. Это позволяет по местным па раметрам узла нагрузки без средств телемеханики и связи обеспечить необходимую последовательность в работе автоматики разгрузки. Если час тота в энергосистеме восстановилась выше допустимого уровня, то блок 8 сравнения снимает управляющий сигнал с реле 11 времени, и устройство возвргицается в исходное положвнив. Определение регулирующего эффекта активной мощности по частоте в динамических режимах со значительным снижением частоты может приводить к существенным погрешностям. Поэтому при отклонении частоты ниже уровня нормального режима f. блок 9 сравнения подает команду блоку 10 на запоминание величины регулирующего эффекта в послеаварийном режиме, по которой реле 11 времени в аварийном режиме и определяет требуемую выдержку времени на срабатывание. Критерий оптимальности частотной разгрузки энергосистемы при действии на отключение потребителей одной категории с равными удельными ушербами можно записать р.ХлР,,. при выполнении ограничений йР.хЛРн, t де Л Р - величина отключаемой активной мощности i-ro потребителя, соответ- ствующая номинальному уровню частоты в энергосистеме (,2, . , . ,п) ; Д Р - величина отключаемой активной мощности i-го потребителя, соответствующая установившемуся послеаварийному уровню частоты в энергосистеме; йРц,-. - предельно допустимая величина отключаемой .. тивной мощности в i-M узле нагрузки; АРц - необходимый объем отключаемой активной мощности потребителей для обеспечения допустимого послеаварийного уровня частоты в энергосистеме. Таким образом, з.адача обеспечеия необходимого объема ограничений отребления активной мощности в нергосистеме в минимальном колиестве отключаемых потребителей водится к выработке оптимальной поледовательности работы устройств азгрузочной автоматики. В общем виде величина отключаемой ктивной мощности 1-го потребителя ри частоте f в аварийном режиме .Р;.Р„.и ) (,, V НОЛА / де KHI - коэффициент, учитывающий регулирующий эффект активной мощности по частоте в i-M узле нагрузки.

Следовательно, чем меньше величина , тем меньше и снижение активной мощности потребителей в узле нагрузки. Поэтому минимум отключаеьих потребителей при выполнении условия (2) всегда в том случае, если на- , грузка отключается последовательно от узла с caMbw малым регулирующим I

эффектом активной мощности нагрузки по частоте,

Таким образом, предлагаемый способ , благодаря оптимальной последовательности отключения потребителей с учетом их частотных характеристик , обеспечивает минимум суммарного объема отключаемой нагрузки одной категории.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТНОЙ РАЗГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМ путем измерения частоты, сравнения ее с Зсщанной уставкой и при достижении уставки отключения потребителей в узлах нагрузки с вьвдержками времени, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения суммарного объема разгрузки при действии на отключение потребителей одной категории, дополнительно измеряют активную мощность в узлах нагрузки, скорость изменения частоты и активной мощности, по измеренным параметрам определяют в узлах нагрузки значения регулирующего эффекта нагрузки по частоте и выдержку времени на отключение потребителей в каждом узле формируют пропорциональной значению регулирующего эффекта. 1У1 00 о ел

иг2