Устройство для автоматического регулирования перетока мощности между двумя частями энергосистемы Советский патент 1984 года по МПК H02J3/06 

вующего умножителя диапазона на загрузку, третьим входом соответствующего умножителя диапазона на загрузку и вторым входом соответствующего умножителя диапазона на разрузку, вторым входом соответствующего умножителя на загрузку, выходы умножителей диапазона на загрузку подключены к входам сумматора дипазона на 9 загрузку выходы умножителей диапазона на разгрузку соединены с входами сумматора диапазона на разгрузку, выходы сумматоров диапазонов через коммутатор диапазонов, связанный с задатчиком режима коммутации, подключены к выходу блока формирования текущего динамического диапазона регулирования гидроэлектростанции.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКО-ГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕТОКА МОЩНОСТИ МЕЖДУ ДВУМЯ ЧАСТЯМИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ, содержащее последовательно включенные задатчик установки перетока мощности, блок коррекции установки перетока мощности, элемент сравнения,свя занный-также с датчиком перетока мощности, пропорционально-интегральнодифференциальный регулятор и распределитель задания нагрузки электрических станций, каждый- выход которого, связанный с системой регулирования мощности тепловой электростанции, через последовательно включенные формирователь экспоненциальной составляющей закона изменения текущего динамического диапазона регулирования тепловой электростанции, сумматор, связанный также с задатчиком величины разрешенного динамического диапат зона регулирования тепловой электростанции, и умножитель подключен к входу блока коррекции уставки перетока мощности, отличающееся тем, что, с целью повьшения пропускной способности линии электропередачи и повыщения надежности использования линии электропередачи в энергосистеме, содержащей регулирующие гидроэлектростанции,в устройство введены датчики мощности гидроагрегатов гидроэлектростанции, датчики подклю чения гидроагрегатов к регулированию и датчи си положения высоковольтных выключателей, входы которых служат для подключения к системам регулирования мощности гидроэлектростанции, а выходы подключены соответственно к первому, второму и третьему входам дополнительно введенного блока формирования текущего динаьмческого диапазона регулирования электростанции, выход которого через дополнительный умножитель подключен, к входу блока коррекции уставки перетока мощности, блок формирования текущего динамического диапазона регулирования гидроэлектростанции выполнен с числом упомянутых входов по числу гидроагрегатов ГЭС и содержит по числу гидроагрегатов ГЭС элементы вычитания, . связанные с соответствующими задатчиIsS ками номинальной мощности гидроагреО 4 4; О гатов, умножители диапазона на загрузку, умножители диапазона на разгрузку, а также сумматор диапазона на загрузку, сумматор диапазона на разгрузку, коммутатор с задатчиком ,... режима комумтации, каждый первый, второй и третьий входы блока формирования текущего динамического диапазона регулирования гидроэлектростанции связаны через соответствующий элемент вычитания с первьм входом соответствующего умножителя диапазона на загрузку и первым входом соответствующего уютожителя диапазона на разгрузку, вторымвходом соответст

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического регулирования (ограничения) перетока мощности по линии электропередачи между двумя частями энергосистемы.

Известно устройство для автоматического регулирования перетока мощности мейдзу двумя частями энергосис-; темы,содержащее последовательно включенные задатчик уставки перетока мощтности, блок коррекции уставки перетока мощности, элемент сравнения, связанный также с датчиком перетока мощности, пропорционально-.интегральнодифференциальный регулятор и распределитель задания нагрузки электрических станций, каждый выход которого, связанный с системой регулирования мощности тепловой электростанции,через последовательно включенные, формирователь экспоненциальной составляющей закона изменения текущего динамического диапазона регулирования тепловой электростанции, сумматор,связанный также с задатчиком величины разрешенного динамического диапазона регулирования тепловой электростанции, и умножитель подключен к входу блока коррекции уставки перетока ij .

Недостаток этого устройства, заключается в следующем,

В устройстве осуществляется коррекция уставки регулирования (ограничения) перетока мощности по линии элект ропередачи только в функции текущих динамических диапазонов регулирования тепловых электростанций (ТЭС).

На практике наиболее широкое участие в регулировании (ограничении)

перетоков обменной мощности принимают гидроэлектростанции (ГЭС).

Имеюпщйся опыт участия ГЭС в регулировании системных параметров показывает, что для ГЭС также является характерным Изменение динамических хаарктеристик в сторону увеличения мощности электростанции. Указанное изменение динамических характеристик ГЭС определяется предшествукщим режимом работы гидроагрегатов, на которых производят набор нагрузки по заданию регулятора перетока. Это явление вызвано тем, что время набора мощности на остановленных гидроагрегатах и на гидроагрегатах, включенных в сеть, йущест зенно отличается за счет дополнительных потерь времени на разворот и синхронизацию остановленного гидроагрегата. Так, например, время набора мощности от нагрузки холостого хода до номинальной на гидроагрегате, предварительно синхронизированном с частотой сети или работающем в режиме синхронного компенсатора (СК) , примерно в 6-9 раз меньше времени набора мощности на остановленном гидроагрегате. При этом необходимо учитывать возможную неуспешную .синхронизацию гидроагрегата с частотой сети, В этом случае даже при успешном автоматическом ,замещании очереди (т.е пуска следующего остановленного гидроагрегата)время набора мощности существенно возрастает.

Применяемые в настоящее время устройства для автоматического управления мощности ГЭС (автооператоры, групповые регуляторы мощности), как 31 правило, при поступлении задания от регулятора (ограничителя) перетока на увеличение мощности ГЭС в первую очередь увеличение мощности ГЭС осуществляют на гидроагрегатах, работающих в режиме синхронного генератора (СГ) с нагрузкой,меньшей номинальной или на агрегатах, работающих в режиме СК, путем их предварительного перевода в режим СГ. В последнюю очередь изменение мощности ГЭС осуществляется на остановленных гидроагрегатах путем их предварительного перевода в режим СГ. Таким образом, при наличии на ГЭС гидроагрегатов, работающих в режиме СГ с нагрузкой, меньшей номинальной и гидроагрегатов, работающих в режиме СК, изменение мощности ГэС в сторону : увеличения будет происходить с наперед заданными и известныъш наилучшими динамическими характеристиками. Причем эти динамические характеристики будут выдержаны только в диапазоне, который имеется на гидроагрегатах, работающих в режимах СГ и СК. В диапазоне регулирования, в котором требуется предварительная операция пуска остановленного гидроаг регата и его. последующая синхронизация с частотой сети, изменение МО1ЦНОСТИ ГЭС в сторону увеличения нагрузки будет происходить при наличии временного запаздывания, длительность которого определяется временем, необходимым на операции пуска и синхронизацию гидроагрегата. Время запаздывания изменяется в достаточно широких пределах от десятков сикунд до нескольких минут. Рассмотренное изменение динамичес ких характеристик регулирующих ГЭС позволяет ввести понятие текущего ди намического диапазона регулирования и для ГЭС. Текущий динамический диапазон регулирования (ТДД) ГЭС есть фактический текущий да1апазон регулировани раздельно на загрузку и на разгрузку только на гидроагрегатах, вращающихся синхронно с частотой сети (подклю ченных к шинам ГЭС) и подключенных к системе автоматического регулирования мощности гидроэлектростанции (автооператору, ГРАМу). Величина ТДД определяется по формулеtl.EN itl-Tcfj(t) t ..a)) ,.)%ААЗ;М ТДД на разгрузку соответственно; (t) - текущая фактическая мощность i -го гидроагрегата j-ой ГЭС} (t) - коэффициент (телесигнал) , отражакиций подклю- :. ченное или отключенное состояние i-ro гидроагрегата к системе автоматического регулирования мощности .-ой ион i Nr- (t)- номинальная мощ ность i-ro гидроагрегата j -ой ГЭС; (ti - коэффициент (телесигнал), отражакицнй режим работы i-ro гид-т роагрегата ГЭС; I- гидроагрегат подключен к ши-t нам ГЭС и работает в режиме СГ или СК,0 -гидроагрегат остановлен ;nj - общее количество агрегатов j -ой ГЭС. учет ГЭС в известном ) дит к снижению уставки регулиия (ограничения) перетока обменощности и, как следствие, к неданному недоиспользованию проой способности линии электропеи, в тех случаях, когда «на регуицих ГЭС существует ТДД в необом направлении. Кроме того,при ии в регулировании (ограничении) ока мопщости одних только ГЭС; сйое устройство не обеспечивает нительного расширения использопропускной способности линии ропередачи. $1 Целью изобретения является повышение пропускной способности линии электропередач и повьшение надежности использования линии электропередачи в энергосистеме, содержащей регулирующие гйдроэлектростангщи. Поставленная цель достигается тем что в устройство для автоматического регулирования перетока мощности между двумя частями энергосистемы, соде жащее последовательно включеннные задатчик уставки перетока мощности, блок коррекции уставки перетока мощности, элемент сравнения, связанный также с датчиком перетока мощности, пропорционально-интегрально-дифферен циальный регулятор и распределитель j задания нагрузки электрических станций, каждый выход которого, связанный с системой регулирования мощности тепловой электростанции, через последовательно включенные формирователь экспоненциальной закона изменения текущего динамического диапа зона регулирования тепловой электрос танции, .сумматор, связанный так же с задатчи«®м величины разрешенного динамиче с1а гю диапазона регулирования тешювлйаэлектростанции и умножитель подключен к входу блока коррекции уставки перетока мощности, введены дополнительно датчики мощности гидроа фйгатов гидроэлектростанции, датчикиоподключения гидроагр гатов к регулированию и датчики поло жения высоковольтных выключателей входы которых служая. для подключения к системам регулирования мощности выходы подклю гидроэлектростанции, i чены соответственно к. первому,второму и третьему tвxoдa дополнительно введенного блока формирования текуще го динамического диап193рна регулирования гидроэлектростанции, выход которого через дополнитедьиь1й умножитель подключен к входу &ряка коррекции уставки перетока мощно9ти,блок формирования текущего динамического диапазона регулирования гидроэлектро танции выполнен с числом упомянутых входов по числу гидроагрегатов ГЭС и содержит по числу гидроагрегатов ГЭС элементы вычитания, связанные с соответствукяцими задатчиками номинальной мощности гидроагрегатов,умно жителя диапазона на загрузку, умнож теля диапазона на разгрузку, а также сумматор диапазона на загрузку, сум9матор диапазона на разгрузку, коммутатор с задатчиком режима коммутации, каждый первый, второй и третий входы блока формирования текущего динамического диапазона регулирования гидроэлектростанции связаны через соответствукйций элемент вычитания с первым входом соответствующего умножителя диапазона на загрузку и первым входом соответствующего умножителя диапазона на разгрузку, вторым входом соответствующего умножителя диапазона на загрузку, третьим входом соответствующего умножителя диапазона на загрузку и вторым входом сбответствующего умножителя диапазона на разгрузку, вторым входом соответствующего умножителя на загрузку, выходы умножителей диапазона на загрузку подключены к входам сумматора диапазона на загрузку, выходы умножителей диап;азона на разгрузку соединены с входами сумматора диапазона на разгрузку, выходы сумматоров диапазонов через коммутатор диапазонов, связанный с задатчиком режима коммутации,подключены к выходу блока формирования текущего динамического диапазона регулирования гидроэлектростанции. На чертеже представлена схема предлагаемого устроства. Устройство содержит задатчик I уставки перетока мощности, блок 2 коррекции уставки перетока мощности, элемент 3 сравнения, датчик 4 перетока мощности, пропорционально-интегрально-дифференхщальный регулятор 5, распределитель 6 задания нагрузки электрических станций, систему 7 регулирования мощностей тепловой электростанции, формирователь 8 экспоненциальной составляющей закона изменения ТДД регулирования тепловой электростанции, сумматор 9, задатчик 10 величины разрешенного динамического диапазона регулирования тепловой электростанции, умножитель 1I, датчики 12 мощности гидроагрегата гидроэлектростанции, датчики 13 подклю-г чещя гидроа.грегата к регулированию, датчики I4 положения высоковольтного выключателя гидроагрегата, систему 15 регулирования мощности гидроэлектростанции , блок 16 формирования ТДЦ гидроэлектростанции, элементы 17 вычитания, задатчики 18 номииальной мощности гидроагрегата,умножители 19. диапазона иа загрузку. 1120 сумматор 20 диапазона на загрузку, , коммутатор 21 диапазонов, задатчик 22 режима коммутаций, умножители 23 диапазона на разгрузку и сумматор 24 диапазона на разгрузку. Устройство работает следующим образом. На выходе элемента 17 существует в соответствии с выражесигналф NJ (t) i Умножитель 19 осуществляет перемножение сигнала , на двупозиционные сигналы, поступающие с выходов датчиков 13,и 14 )-Nflt)j.TC,W.) В зависимости от состояния объек та сигналы на выходе датчиков 13 и .14 могут принимать значения О или I Таким образом, если i-й гидроагрегат не подключен к регулированию или отключен с помощью высоковольтно го выключателя от шин электростанции, то на выходе умножителя 19 существует нулевой сигнал, в противном случае сигнал равен разности между заданной номинальной мощностью i-ro гидроагрегата и его фактической нагрузкой в момент времени t.Сумматор .20 осуществляет суммирование си налов, jOTOpbie поступают на его вхо ды с выходов умножителей 19 )-NTit).TcKtvTc w, IM где n - общее количество гидроагрегатов ГЭС. , Таким образом,на выходе суммато ра 20 существует сигнал, соответствуюирй ТДД гидро электростанции на загрузку в любой произвольный момен

времени

Е20 ДЦЗ (t)

Умножитель 23 осуществляет ножение сигналов, ходов датчиков 12 и 13 5

воляет по сравнению с извес:тным расширить диапазон регулирования перетока и приводит одновременно к повышению надежности и улучшению качества регулирования последнего. 49 Tcf(t) i Сумматор 24 осуществляет суммирование сигналов, которые поступают на его входы с выходов умножителей 23 24 7 2Э4 - Е7Эп ZHfitVTcja) Таким образом, на выходе сумматора 24 существует сигнал, соответствующий ТДД гидроэлектростанции на разгрузку в любой произвольный момент времени Е24 ДЦР (t) С помощью задатчика 22 задается один из двух возможных режимов работы коммутатора 21, Первь режим коммутатор 21 обеспечивает цепь прохождения сигнала Ejg на вход умножителя 11 и размыкает цепь прохождения сигнала Е 24 Второй режим-коммутатор 21 обеспечивает цепь прохождения сигнала Е,2(|. на вход умножителя 11 и размьжает цепь прохождения сигнала . С учетом электрического расположения гидроэлектростанции относительно регулируемого перетока мощности с помощью коммутатора 21 обеспечивается коррекция уставки перетока на величину ТДД регулирования на загрузт ку или разгрузку, которые в умножителе И изменяются пропорционально коэффициенту надежности (Kyj), коэффициенту влияния изменения мощности и коэффициенту долевого участия Таким образом, устройство с новой совокупностью признаков обеспечивает непрерывную коррекцию уставки перетока мощности дополнительно в функг .|,дд регулирования ГЭС.Это поз