Автоматический регулятор перетока активной мощности между двумя энергосистемами Советский патент 1984 года по МПК H02J3/06 

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к автоматике регулирования нормальных режимов энергосистем по частоте и перетокам активной мощности (АРЧМ).. 5

Известны многочисленные устройства регулирования мощности по линиям межсистемной связи, которые в зависимости от величийы отклонения перетока изменяют мощности регулирующих станций по 10 пропорционально-интегральному и более сложным законам IJ и 23. В случаях, когда регулируется переток между двумя энергосистемами существенно различной мощности подобные устройства уста-- fS навливаются на станциях меныйей энергосистемы, а когда мощности систем соизмеримы - в обе системы C2i).

Недостаток указанных устройств заключается в том, что при их установ- 20 ке на станциях большей системы существенно возрастают, по сравнению со случаем регулирования меньшей системой, требуемые для заданных изменений перетока приращения мощностей регули- 25 рующих электростанций.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для автоматического регулирования перетока активной мощности между дву- зо мя энергосистемами, содержащее блок измерения перетока активной мощности, блок задания перетока активной мощности по линии, блок сравнения, блок лдифференцирования, блок формирования j модуля производной отклонения перетока мощности, блок перемножения, блок пропорционально-интегрального регулирования, блок суммирования.

Выход объекта управления подключается к блоку измерения перетока активной мощности, выход которого подключен на первый вход блока сравнения. На второй вход блока сравнения вклю- j чен выход блока задания перетока активной мощности. Выход блока сравнения подключен на вход блока пропорционально-интегрального регулирования, на вход блока дифференцирования и на пер-„ вый вход блока перемножения, на второй вход которого включен выход блока формирования модуля производной отклонения перетока мощности, вход которого, в свою очередь, подключен к вькоду блока дифференцирования. Первый вход блока суммирования соединен с выходом блока перемножения, второй вход соединен с выходом пропорционально-интегрального регулятора. Суммарный сигнал подается на исполнительное устройство регулирующих станций. Управляющее воздействие, формируемое автоматическим регулятором перетока активной мощности, имеет вид.

P(,S Mp4PJ, (Я

где 4Рд - отклонение перетока активной МОЩНОСТИ;

коэффициенты регулирования пропорционально-интегрального регулятора;

Kj - коэффициент передачи нелинейного блока, образованного блоками дифференцирования, модуля производной и перемножения.

Введение нелинейной добавки АP/p4 в закон управления обеспечивает демфирование системы регулирования в зависимости от величины возмущения, и, следовательно, высокое качество регулирования i3 J.

Недостатком устройства является то, что его нельзя использовать для регулирования перетока станциями большей системы, так как это приводит к существенному увеличению требуемых для заданного изменения мощности перетока внеплановых заданий на регулирующих электростанциях, вызванных отрицательным влиянием регулирующего эффекта нагрузки энергосистемы по частоте. Например, инъекция активной мощности регулирующих переток станции приводит к увеличению частоты, а следовательно, потребляемой активной мощности.

При этом большая часть приращения генерирующей мощности, направленного на изменение перетока, расходуется бесполезно собственной нагрузкой.

Цель изобретения - экономия топлино-энергетических ресурсов путем снижения требуемых для регулирования перетока внеплановых заданий, регулирующих со стороны большей энергосистемы электростанций.

Поставленная цель достигается тем, что в автоматический регулятор перетока активной,мощности между двумя энергосистемами, содержащий блок измерения перетока активной мощности блок задания перетока мощности, выходы которых соединены с входами

Э1101

блока сравнения, блок дифференцирования, блок пepeм :oжeния, блок формирования модуля производной, вход которого соединен с выходом блока дифференцирования, а выход - с вторым входом блока перемножения, блок пропорционально-интегрального регулирования, блок суммирования, на первый вход которого подключен выход блока перемножения, а на второй вход - выход блока пропорционально-интегральг ного регулирования, выход блока суммирования включен на исполнительное устройство регулирующих станций, введены блок разделения сигнала, вход которого подключен к выходу блока сранения, первый выход блока разделения сигнала соединен с входом блока пропорционально-интегрального регулирования, входом блока дифферен1щрования и первым входом блока перемножения, блок инвертирования, блок запрета, входы которых соединены с. -вторым выходом блока разделения сигнала, выход блока запрета предназначен для подклю чения к автоматическим регуляторам стабилизации напряжения подстанций, блок пропорционального регулирования, вход которого соединен с выходом блока инвертирования, а выход предназначен для подключения к исполнительным устройствам регулирования напряжений подстанций.

На чертеже приведена блок-схема автоматического регулирования перетока мощности.

Автоматический регулятор перетока мощности содержит блок 1 измерения перетока активной мощности, блок 2 за Дания перетока активной мощности по линии, выходы которых соединены с входом блока 3 сравнения, блок А разделения, вход которого соединен с выходом блока 3 сравнения, блок 5 диференцирования, блок 6 перемножения, блок 7 пропорционально-интегрального регулирования, входы которых соединен с первым выходом блока разделения, блок 8 формирования модуля производной, вход которого соединен с выходом блока 5, а выход - с входом блока 6, блок 9 суммирования, вход которого соединен с выходами блоков б и 7, а выход - с исполнительным устройством регулирующих станций 10, блок 11 инвертирования, блок 12 запрета, входы которых соединены с ВТОРЫМ выходом блока 4 разделения.

блок 13 пропорционального регулировання, вход которого соединен с выходом блока 11 инвертирования, а выход с первым входом исполнительного устройства регулирования напряжений подстанций, 14, выход блока 12 соединен .с входом регуляторов стабилизации Напряжения подстанций 15, выход которых соединен с вторым входом исполнительного устройства регулирования напряжений 14,

Процесс регулирования перетока активной мощности между двумя знергосистемами автоматическим peryjiHTopoM осуществляется следукнцим образом.

Выход объекта управления подключается к блоку 1 измерения перетока активной мощности, сигнал с выхода блока 1 подают на первый вход блока 3 сравнения, на второй вход которого подается сигнал заданного (с выхода блока 2) значения перетока активной мощности, сигнал отклонения перетока мощности, формируемый в блоке 3, подают в блок 4 разделения сигнала, с первого выхода которого сигнал подают на вход блока 7 пропорционально-интегрального регулирования, на вход блока 5 дифференцирования и на первый вход блока 6 перемножения, на второй вход блока перемножения подается сигнал с выхода блока 8 формирования модуля производной, вход блока 8 соединен с выходом блока 5, на вход блока 9 суммирования подаются сигналы от блока 6 перемножения и блока 7 пропорционально-интегрального регулирования, суммарный сигнал с выхода блока 9 поступает на исполнительное устройство регулирующих станций 10. Сигнал с второго выхода блока 4 разделения поступает на вход блока 11 инвертирования и на вход блока 12 запрета. С выхода блока 11 инвертирования сигнал подается на блок 13 пропорционального регулирования, с выхода которого сигнал поступает на первый вход исполнительного устройства регулирования напряжений подстанций 14, с выхода блока 12 запрета вьщается запрет на вход регулятора стабилизации напряжений подстанций 15, выход которых подключен к второму входу исполнительного устройства регулирования напряжений подстанций 14.

Таким образом, автоматический регулятор перетока активной мощности между двумя энергосистемами формируе два управляющих воздействия. Первое воздействие подается на исполнительное устройство регулирующих станций и имеет вид ) второе воздействие подается на испол нительное устройство регулирования напряжений подстанций и имеет вид v., (i-b) , U) где Ъ - коэффициент разделения по к налам регулирования станциями и подстанциями;k - коэффициент регулирования пропорционального регулятора напряжений . Предлагаемый автоматический регулятор реализует тот же нелинейный закон управления электростанциями, что и известный автоматический регулятор, и, кроме того, реализует управление напряжением подстанций по пропорциональному закону встречно текущему изменению мощности регулирующих электростанций (встречно изменению частоты), т.е. в случае когда мощность электростанций увеличи.вается по закону (2) и, следовательно, увеличивается частота, напряжения подстанций снижаются по закону (3) и наоборот. В итоге осуществляется компенсация естественного регулирующего эффекта нагрузки большей энергосистемы по частоте принудительным . регулирующим эффектом по напряжению, что позволяет существенно снизить требуемый диапазон изменения мощности регулирующих электростанций. Технико-экономическая эффективность предлагаемого регулятора обеспечивается экономией топливно-энергетических ресурсов электростанций за счет снижения требуемых для регулирования перетока внеплановых заданий (приращений мощности) электростанций, а в условиях дефицита активной мощности - также снижением ограничений и повьпиением надежности плановых поставок электроэнергии по линиям межсистемной связи.

АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕТОКА АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ МЕЖДУ ДВУМЯ ЭНЕРГОСИСТЕМАМИ, содержащий блок измерения перетока активной мощ.ности, блок задания перетока активной мощности, выходы которых соединены с входами блока сравнения блок дифференцирования, блок перемножения, блок формирования модуля производной, вход которого соед|ИМ€И с выходом блока дифференцирования-, а вьсход - с вторым входом блока перемножения, блок пропорциональноинтегрального регулирования, блок суммирования, на первый вход которого подключен выход блока перемножения, а на второй - выход блока пропорционально-интегрального регулирования, выход блока суммирования включен на исполнительное устройство регулирующих станций, отличающийся тем, что, с целью экономии топливно-энергетических ресурсов путем снижения требуемых для регулирования перетока внеплановых заданий, регулирующих со стороны большей энергосистемы электto ростанций, в регулятор введены блок разделения сигнала, вход которого подключен к выходу блока сравнения, а первый выход соединен с входом блока пропорционально-интегрального регулирования, входом блока дифференцирования и первым входом блока перемножения,блок инвертирования и блок запрета,входы которых соединены с вторым выходом блока разделесо ния сигнала,выход блока запрета предо: назначен для подключения к автоматичес4 ким регуляторам стабилизации напряжения подстанций,5лок пропорционального регулирования,вход которого соединен с выходом блока инвертирования,а выход предназначен для подключения к устройствам регулирования напряжений подстанций.

6

в

fff

га

13

ц