Способ регулирования источника реактивной мощности Советский патент 1985 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на линиях электропередачи, оснащенных источниками реактивной мощности (ИРМ), например статическими тиристориыми компенсаторами (СТК), для управления режимом электропередачи.

Известен способ регулирования СТК, при котором измеряется напряжение в узле подключения, сравнивается с напряжением установки, а затем сигнал рассогласования после усиления преобразуется в определенный угол зажигания тиристора, который включен последовательно в цепь индуктивности СТК.

При изменении угла зажигания эквивалентная проводимость СТК может изменяться от максимального значения до нуля. Поскольку СТК содержит параллельно включенные регулируемую индуктивность и емкость, то в зависимости от угла зажигания тиристора регулитирующая проводимость может быть как индуктивной, так и емкостной. Таким образом, в зависимости от величины измеренного напряжения в узле может изменяться потребление или выдача реактивной мощности СТК с целью регулирования этого напряжения 1.

Однако поддержание неизменного напряжения в конце линии не является оптимальным, так как оно при изменении режима работы линии приводит к транзитным перетокам реактивной мощности и дополнительным потерям.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ регулирования ИРМ на базе СТК, в котором помимо измерения напряжения и сравнения его с уставкой, дополнительно измеряется величина реактивной мощности по линии, сравнивается с величиной заданной уставки реактивной мощности, и сигнал, пропорциональный разности величин, суммируется с уставкой по напряжению 2.

Однако оптимальное значение реактивной мощности в конце линии зависит от величины перетока активной мощности. Так как при известном способе величина уставки по реактивной мощности не зависит от величины перетока активной мощности, то неизбежны транзитные перетоки реактивной мощности по линии и, следовательно, потери электроэнергии.

Для оптимизации режима электропередачи необходимо изменять уставку напряжения, регулируемого в конце линии, в зависимости от двух независимых факторов: передаваемой по линии активной мощности и уровня напряжения в начале линии. В общем случае, когда электропередача включает несколько последовательновключенных участков линии, оптимизация режима на каждом участке производится регулированием напряжения в конце этого участка.

Цель изобретения - снижение потерь электроэнергии по электропередаче путем исключения транзитного перетока реактивной мощности по линии.

Поставленная цель достигается тем, 5 что согласно способу регулирования ИРМ, подключенного к электропередаче, на которой измеряют напряжение в месте -подключения источника реактивной мощности, поступающие с линии активную и реактивную

Q МОЩНОСТИ, состоящий в том, что определяют отклонение измеренной реактивной мощности от уставки, пропорционально полученному отклонению изменяют уставку реактивной мощности по напряжению и по разности полученной уставки и измеренного

5 напряжения регулируют реактивную мощность источника, дополнительно определяют натуральную мощность линии при измеренном напряжении и изменяют уставку по реактивной мощности в зависимости от отнощения поступающей активной мощности

к натуральной, при этом при увеличении этого отношения уставку по реактивной мощности уменьщают, и наоборот.

Транзитный переток реактивной мощности отсутствует, если перетоки реактивной мощности по концам линии равны по величине и противоположно направлены QH QKИсходя из этого условия определяется уставка по реактивной мощности

30 Ql(4)(l+ctg X)-(-)Ри (i; -ctg,

где PU - переток активной мощности по линии в месте подключения СТК; Ujt- напряжение на линии в месте подключения СТК;

Pjr - натуральная мощность линии, соответствующая напряжению Un

и/

Не

UHOW - номинальное напряжение линии Zc - волновое сопротивление линии; Я,- волновая длина линии;

Q у - величина уставки реактивной мощности в относительных единицах

О- --Si.2c UK

Измеренную величину реактивной мощности в конце линии QK , т. е. в месте подключения СТК, записывают в относительных единицах

Q1 QK 2t , --

сравнивают с уставкой Qyи в соответствии с полученным отклонением изменяют уставку по напряжению Uy

Uy Uo+K(Qk- Q}), , (2) где К - коэффициент усиления;

Uo исходное напряжение уставки

ио(1-М,05)инол,

Измеренное напряжение линии Ул в месте подключения ИРМ, например СТК, сравнивают с уставкой Uy, пропорционально разности Uj,-Uy изменяют угол зажигания тиристоров и соответственно реактивную мощность, потребляемую или генерируемую СТК.

Если в исходном режиме передается мощность Pji, реактивная мощность по линии QK и напряжение в месте подключения СТК UA равны соответствующим величинам уставок QK Qy;Uji Uv Uo, то отсутствует транзитный переток реактивной мощности и режим по линии оптимальной с точки зрения снижения потерь. Увеличение передаваемой по линии активной мощности до Pi приводит к уменьшению величины X (РК). Однако при неизменном напряжении реактивная мощность течет к началу линии и Qi согласно свойства линий уменьшается еще в больщей степени, поэтому разность Qji-QI оказывается отрицательной и напряжение уставки Ууснижается: U,. Соответственно СТК уменьшает напряжение на линии до ,возрастает величина Qk до значения,близкого к QjJ и устанавливается режим, близкий к оптимальному. Если при неизменной мощности Р увеличивается напряжение в начале линии, то реактивная мощность потечет от начала к концу линии. Соответственно увеличивается QK при практически неизменном значении Qy, поэтому разность оказывается положи.тельной и напряжение уставки возрастает (). Соответственно СТК увеличивает напряжение на линии ,снижает величину Q1 и приближает режим по линии к оптимальному. Таким образом, регулирование напряжения с изменением уставок по реактивной мощности и напряжению согласно выражениям (1) и (2) позволяет установить вдоль линии естественный перепад напряжения, обусловленный ее активным сопротивлением, при котором отсутствует транзитный переток реактивной мощности, т. е. реактивная мощность, генерируемая или потребляемая линией, распределяется поровну по обойм концам QK -Qw.

При таком регулировании напряжения на линии большая часть (80-96%) реактивной мощности, генерируемой или потребляемой линией, всопринимается СТК или другими управляемыми ИРМ, расположенными по концам линии 1150 кВ. При этом, если электропередача разделена на несколько участков и напряжение по концам участков регулируестя по предлагаемому закону с помощью СТК, все СТК действуют взаимосвязано, обеспечивая естественный перепад напряжения вдоль всей электропередачи, а преждевременная перегрузка отдельных СТК и выход их на ограничения практически исключается.

5На чертеже приведена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит датчик 1 измерения напряжения, датчик 2 измерения реQ активной мощности, датчик 3 измерения активной мощности, функциональный преобразователь 4, реализующий зависимость (1), выполненный на базе стандартных аналоговых сумматоров и нелинейностей.

В устройство входят блоки 5 и 6 сравнения, усилители 7 и 8, сумматор 9. В узле подключения измерительные датчики 1-3 подсоединены к фазам линии посредством измерительных трансформаторов. Выход датчика 3 активной мощности связан с входом функционального преобразователя 4, выход которого подсоединен к одному из входов блока 5 сравнения, второй вход которого связан с выходом измерительного датчика 2 реактивной мощности, выход блока 5 связан с входом усилителя 7, а его выход -

5 с входом сумматора 9, выход которого связан с одним из входов блока 6 сравнения, второй вход которого связан с выходом измерительного датчика 1 напряжения, а выход - с входом усилителя 8, выход которого связан с управляющим входом ти0 ристора СТК.

При изменении перетока активной мощности по линии изменяется переток реактивной мощности, а вместе с ним и напряжение в узле. При этом изменяются выходные сигналы с измерительных датчиков

5 1-3.

Измеренная величина активной мощности с датчика 3 поступает на вход функционального преобразователя 4, в результате работы которого определяется величина

д натуральной мощности линии и формируется уставка по реактивной мощности согласно выражению (1). Сформированная величина поступает на вход блока 5 сравнения, на второй вход которого поступает величина реактивной мощности QK с выхода

5 измерительного датчика 2. Разностная величина согласно выражению (2) усиливается в блоке 7 и поступает на вход сумматора 9, где складывается с уставкой по напряжению DO, которая выбирается равной напряжению в начале линии при холостом

0 ходе электропередачи Uo(l,0-1,05)1/ном . Величина суммарного сигнала поступает на вход блока б сравнения, на второй вход которого поступает величина напряжения с выхода измерительного датчика 1.

Разностной сигнал усиливается в блоке 8 и поступает на управляющий вход тиристора СТК, изменяя его угол зажигания. Аналогично способ может быть испольS6

зован с синхронными компенсаторами и приемном и передающем концах равны по другими источниками реактивной мощно- величине и противоположны по направлести.нию. В середине линии переток реактивной

Реализация предлагаемого способа регу- жению потерь электроэнергии. Способ может лирования ИРМ позволяет установить в 5 быть реализован на стандартных элементах узле подключения такое напряжение, при ко- и не требует дополнительной аппаратурной тором перетоки реактивной мощности на разработки.

1149348

мощности равен нулю. Это приводит к сни

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИСТОЧНИКА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ, подключенного к электропередаче, на которой измеряют напряжение в месте подключения источника реактивной мощности, поступающие с линии активную и реактивную мощности, состоящий в том, что определяют отклонение измеренной реактивной мощности от уставки, пропорционально полученному отклонению изменяют уставку источника реактивной мощности по напряжению и по разности полученной уставки и измеренного напряжения регулируют реактивную мощность источника, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь электроэнергии путем исключения транзитного перетока реактивной мощности по линии, дополнительно определяют натуральную мощность линии при измеренном напряжении и изменяют уставку по реактивной мощности в зависимости от отношения поступающей активной мощности к натуральной, при этом при увеличении этого отношения уставку (Л по реактивной мощности уменьшают, и наоборот. ;о со 4 СХ)