Устройство для фиксации в процессе эксплуатации опасного сечения энергосистемы Советский патент 1986 года по МПК H02J3/24 

Изобретение относится к устройствам протнвоаварийной автоматики энергосистем.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности функционирования 5 блока фиксации опасного сечения энергосистемы, состоящей из отправного, промежуточного и приемного энергоузлов.

На фиг. 1 показана схема энерго- 10 системы; на фиг.2 - структурная схема устройства для фикса ции опасного сечения энергосистемы; на фиг. 3 - структурная схема в устройактивной мощности связи энергосистемы, на два входа каждого из блоков подключены соответственно выходы элементов фиксации модулей напряжения на шинах энергоузлов 7-9, на тре- тий вход каждого из блоков подключены датчики уставок, значениях которых соответствуют значениям взаимных реактивных сопротивлений.

Выходы блоков 11-13 соответственно подключены на входы двух вычислительных блоков определения загрузки промежуточного узла в режиме энер госистемы, характеризующемся одновре

ЬтвГвьтислительных блоков определе- 15 менньм достижением предельньос загру- ICTBO вычислшси, „„„„„ or.- nr. ГТПЛ7М грчрниям энеогосистемы

кия загрузки промежуточного узла в режиме энергосистемы, характеризующемся одновременным достижением предельных загрузок по двум сечениям энергосистемы; на фиг. 4 - трехузловая эквивалентная схема; на фиг. 5 - область максимальных режимов эквивалентной трехузловой схемы (фиг. 4 и 5 используются для пояснения принципа действия устройства).

На фиг. 1 изображена схема энергосистемы с отправным 1, промежуточным 2 и приемным 3 энергоузлами, 4-6 - магистральные линии электропередачи, связывающие отдельные энергоузлы в энергосистему. Эквивалентное взаимное реактивное сопротивление связей между шинами 1-го и 3-го узлов равно х.

20

шинами 1-го и J-1 и 13 между шинами 1-го и 2-го узлов -

между шинами

2-го и 3-го узлов

Чз

35

UUI.

При нарушении параллельной работ ь с системой генераторов 1-го энергоузла асинхронный ход возникает по ВЛ

4и 5; сечение, проходящее через эти линии образует -е сечение энергосистемы. При нарушении параллельной работы с системой генераторов 2-го узла асинхронньй ход возникает по ВЛ

5и 6, сечение, проходящее через эти линии, образует 11-е сечение энергосистемы. Соответственно сечение, проходящее через ВЛ 4 И 6, образует 111-е сечение энергосистемы.

На схеме представлены также измерительные элементы 7-9 фиксации модуля напряжения на шинах 1-го, 2-го и 3-го энергоузлов и измерительный элемент 10 фиксации активной мощности исходного режима по связям промежуточного узла энергосистемы.

зок по двум сечениям энергосистемы 14, 15. Выход блока 11 подключен на первый вход первого вычислительного блока определения загрузки промежу- точного узла 14 и на третий вход вто рого блока определения загрузки промежуточного узла 15. Выход блока 12 подключен к вторым входам блоков 14 и 15, выход блока 13 подключен к 25 третьему входу блока 14 и к первому входу блока 15.

Первьш выход блока 14 подключен к первому входу компаратора 16, второй вход блока 14 подключен к первому 30 входу компаратора 17, выход блока 15 подключен к первому входу компаратора 18. На вторые входы каждого компаратора подключен выход элемента фикса ции активной мощности исходного режима промежуточного узла.

Диоды 19-24 подключены на выходах компараторов, причем на выходе каждого компаратора подключены по паре диодов разноименной полярности. Диод 20 на выходе компаратора 16 подключен к входу логической схемы И 25. На второй вход этой схемы подключен обратной полярностью по отношению к диоду 20 диод 21 на выходе компара- д5 тора 1.7. Второй диод на выходе этог компа ратора 22 подключен на вход ло гической схемы И 26. На второй вход схемы 26 подключен обратной полярностью по отношению к диоду 22 диод 5Q 23 на выходе компаратора 18.

Каждый вычислит ел ьньш блок по оп ределению загрузки промежуточного узла энергосистемы в режиме,характеризующемся одновременным достиже- 55 нием предельных загрузок по двум се чениям энергосистемы (фиг. 3), состоит из трех квадраторов 27-29, чет рех элементов 30-33 умножения и чет

40

Структурная схема устройства (фиг. 2) состоит из трех вычислительных блоков 11-13 фиксации предельной

активной мощности связи энергосистемы, на два входа каждого из блоков подключены соответственно выходы элементов фиксации модулей напряжения на шинах энергоузлов 7-9, на тре- тий вход каждого из блоков подключены датчики уставок, значениях которых соответствуют значениям взаимных реактивных сопротивлений.

Выходы блоков 11-13 соответственно подключены на входы двух вычислительных блоков определения загрузки промежуточного узла в режиме энергосистемы, характеризующемся одновременньм достижением предельньос загру- or.- nr. ГТПЛ7М грчрниям энеогосистемы

15 менньм достижением предельньос загру- or.- nr. ГТПЛ7М грчрниям энеогосистемы

20

35

о

зок по двум сечениям энергосистемы 14, 15. Выход блока 11 подключен на первый вход первого вычислительного блока определения загрузки промежу- точного узла 14 и на третий вход второго блока определения загрузки промежуточного узла 15. Выход блока 12 подключен к вторым входам блоков 14 и 15, выход блока 13 подключен к 25 третьему входу блока 14 и к первому входу блока 15.

Первьш выход блока 14 подключен к первому входу компаратора 16, второй вход блока 14 подключен к первому 30 входу компаратора 17, выход блока 15 подключен к первому входу компаратора 18. На вторые входы каждого компаратора подключен выход элемента фикса ции активной мощности исходного режима промежуточного узла.

Диоды 19-24 подключены на выходах компараторов, причем на выходе каждого компаратора подключены по паре диодов разноименной полярности. Диод 20 на выходе компаратора 16 подключен к входу логической схемы И 25. На второй вход этой схемы подключен обратной полярностью по отношению к диоду 20 диод 21 на выходе компара- д5 тора 1.7. Второй диод на выходе этого компа ратора 22 подключен на вход логической схемы И 26. На второй вход схемы 26 подключен обратной полярностью по отношению к диоду 22 диод 5Q 23 на выходе компаратора 18.

Каждый вычислит ел ьньш блок по определению загрузки промежуточного узла энергосистемы в режиме,характеризующемся одновременным достиже- 55 нием предельных загрузок по двум сечениям энергосистемы (фиг. 3), состоит из трех квадраторов 27-29, четырех элементов 30-33 умножения и четы40

рех инверторов 34 - 37, трех элементов деления 38 - 40, трех усилителей 41-43 с коэффициентом усиления равным двум, двух элементов 44 и 45 из- влечения квадратного корня, элемен- тов arccos 46 .и элементов sin 47. Первый вычислительный блок 14 содержит также семь сумматоров 48 -54, а второй блок 15 - шесть сумматоров 48 - 53.

Входы квадраторов 27 - 29 являются соответственно первым, вторым и третьим входами вычислительного блока. Выходы квадраторов 27 и 28 подсоединены к входам первого сумматора 48. Выход сумматора 48 подключен к входу первого элемента 30 умножения, на второй вход которого подсоединен выход третьего компаратора 29.

Выход элемента 30 умножения под- ключен к входу второго сумматора 49, на второй вход которого подсоединен выход второго элемента 31 умножения. На входы элемента 31 умножения подсоединены выходы квадраторов 27 и 28. Выход сумматора 49 подсоединен к входу первого элемента 44 извлечения квадратного корня, выход элемента 44 ,подключен к входу знаменателя первог элемента 38 деления, на вход числи- теля которого подключен выход первого усилителя 41. На вход усилителя 41 подключен выход элемента 31 умножения.

Выход элемента 38 деления подсое- динен к входу третьего сумматора 50, на второй.вход которого подсоединен выход сумматора 48. Выход сумматора 50 подключен к входу второго элемента 45 извлечения квадратного корня и к входу первого инвертора 34.

Выход инвертора 34 и выход первого сумматора 48 подсоединены к входам четвертого сумматора 51, выход которо го подключен к входу второго инвер- тора 35. Выход инвертора 35 подключен к входу числителя второго элемента 39 деления, на вход знаменателя которого подсоединен выход второго усилителя 42. На вход усилителя 42 подклю- чен выход третьего элемента 32 умножения, Ьходы которого соединены параллельно с входами первого и второго квадраторов 27 и 28.

Выход элемента 39 деления подклю- чен к входу элемента arccos 46. Выход элемента 46 подключен к входу элемента sin 47. Выход элемента 47 подключен к первому входу четвертого элемента 33 умножения, второй вход которого подсоединен к входу третьего квадратора 29,

Выход первого квадратора 27 подключен к входу третьего инвертора 36 выход инвертора подсоединен к одному из трех входов пятого сумматора 52, на два других входа которого подсоединены выходы второго квадратора 28 и . первого инвертора 34. Вьрсод сумматора 52 подсоединен к входу числителя третьего элемента деления, к входу знаменателя которого подключен выход третьего усилителя 43. На вход усилителя подсоединен выход второго элемента 45 извлечения квадратного корня,

Выход четвертого элемента 33 умножения подсоединён к входу четвертого инвертора, выход которого подключен к первому входу шестого сумматора 53. К второму входу сумматора 53 подсоединен выход третьего элемента 40 деления. На вход седьмого сумматора 54 подключены выходы.четвертого элемента 33 умножения и третьего элемента 40 деления.

Прямой и инверсный выходы шестого сумматора 53 являются первым выходом соответственно первого и второго вычислительных блоков определения загрузки промежуточного узла, выход седьмого сумматора 54 является вторым выходом первого вычислительного блока определения загрузки промежуточного узла.

Работа устройства поясняется фиг.4 и фиг. 5.

Для трехузловой .схемы (фиг. 4) с пропускньми способностями связей Р.-, 1} 1) выражение для активной мощности 1-го узла может быть записано в виде:

Р.м

(3-).

(1)

де Р,

1М

пг

+Р2

IS

Ч

arcsin

2 Р,,,з Р,а singti Р,м

Р., , (2) (3)

При заданном значении угла между векторами 2-го и 3-го узлов значение загрузки 1гго сечения достигает своего максимального значения (R,.) при

Ч

i/2..

(4)

Используя соотношения (1)-(4) и уравнения баланса активной мощности в схеме, можно определить систему уравнений, устанавливающих связь между

р2 р2 р2

2 Р

р2 р2 р2

± Р„ sinCarccos 1 I V ),

2Р„ РП

значением максимальной загрузки сечения (Рд, , P,t, Pjj,) и перетоком мощности по другому сечению схемы. В коор 5 динатах и Р уравнения имеют вид

2 р2 р2

1 I V ),

2Р„ РП

(5)

р2 р2 ргр2 р2 р2

. t Р,, sinCarccos % t . а ),

2 Р,

«м

Р Р Мз

ч;

РД Р|з Р|м Р о1п(ягггоч tCSL-lSlA. л 2 Р,иt i;« sinUrccos «2 ),

Р, + Р,

Уравнение (5) устанавливает зависимость между значением максимальной загрузки Т-го сечения {Р,цО и значением перетока мощности по jLl-му сечению (Pj). Уравнение (6) устанавливает зависимость между значением максимальной загрузки JJr-ro сечения (Р 1 и значением перетока мощности по сечению (Р, ). Уравнения (7 и 8) позволяют установить зависимост между значениями перетоков мощности подыму и по 11--MV сечениям (Р, ,Рд) в случае максимальной загрузки IIL-r сечения (Р,,„) i

На фиг. 5 представлена область максимальных режимов трехузловой схемы, при построении границы област использования уравнения (5)-(8). Кривая а соответствует уравнению (5), кривая S- уравнению (6), кривая Б есть решение уравнений (7) и (8) на плоскости Р , Pj. Совместное рассмотрение кривых А , S, S позволяет построить по внешним участкам этих кривых границу области максимальных режимов.

Точки пересечения кривых а , 6 , ft делят границу области максимальны режимов на секторы: граница каждого сектора характеризуется предельной загрузкой соответствукйдего сечения. Кривая а -Згое сечение, кривая Б - IT-e сечение, кривая Ь - II1-е сечение. ,

Если РJ, PJ, PJ есть величины загрузки промежуточного 2-го узла в pejKHMax, соответствуюш 1х точкам А, В, С (фиг. 5), то при PJ Рд увеличение перетока мощности узла к 3-му приведет к нарушению ус- тойчивости по ti-му сечению, т.е. в этом режиме Tt-e сечение является опасным.

),

л ),

р;

(6)

(7)

(8) указанное изменение режима приведет к асинхронному ходу по Т-му сечению, т.е. сече

ние является опасным.

С(Ц

Р, опасным является

При Р Р2

111-е сечение.

При PJ PJ увеличение генерации мощности от 1-го узла при постоянной загрузке промежуточного узла может привести к отделению от системы 2-го узла.

Дпя определения значений рД, Р , PJ воспользуемся условием, что режимы энергосистемы, соответствующие точкам А, В, С (фиг.5), характеризуются одновременным достижением пре дельных загрузок по двум сечениям энергосистемы.

Одновременное достижение предельных загрузок по ДгМУ и по tll-му сечениям энергосистемы (режим В) имеет место при выполнении условий:

1Г/2 FT/2

sinSta

.

(9)

где

4 arcsin

Ч

arcsin

1M

Ргз sin 5,1

Pj«

(10)

Из (9) и (10) следует, что

После соответствующих преобразований

Г

уравнение Y лено в виде

может быть представJb.

V

isN

Р4

-н2Р,-Р,з cosS

Проведенные исследования показали, что в качестве приближенного решения уравнения (11) может быть принято значение

.;, ««,. 02,

Подставляя (12) в (2), получаем

выражение для активной мощности в Гром

р,

tn

при этом 2-е слагаемое уравнения учи- тьшается со знаком

Р: . -.. - .I, ;.() , р, ,„(„„„, ai)i: i-;aL). (,4,

чении в режиме одновременного дости- жения предельных загрузок по 111-му . и il-му сечениям) могут быть получе-, ны из уравнения (13) перестановкой индексов в соответствующих значениях пропускных способностей связей. Для получения вь1ражения для f; необходимо взаимнопоменять местамииндексы 2иУ.

Координата Pf определяется подстановкой в уравнение (5) Р,„ Р, ,

,в

2V

%

Аналогично определяются координаты и других особых точек границы области максимальных режимов. При этом значение Р| (значение перетока мощности в режиме одновременного достижения предельных загрузок и Щ-му сечениям) и значение Р, (значение перетока мощности в 111-ем сеГ5

20

1

рд

Р2

17

Из сопоставления

что р; р,

Координата Р

(13) с (15) следует.

определяется подста ь и

новкой в уравнение (5) ° Р этом 2-е слагаемое уравнения учитываь

Соответственно, значение Р определяется из (13) взаимном перестановкий индексов 1

и

и. t

1-Г

| «

Чг

±

Pk.

|рлрл+рд(р,, i;p(,

Подстановкой в уравнение (7)Рз

ЗМ - РШ

И при учете 2-го члена уравнения со знаком - определяется абсцисса особой точки С (фиг. 5) Учитывая , симметричный характер области максимальных режимов, выражение для координаты PJ может быть записано

р , -(5Цара -Р .in(

,-.--.(

(Р/) - Р, -PgVJ

arcco

2 Р Р 13 «

(18)

Соотношения (14), (16), (18) уста-55 навливают критичные значения загрузки промежуточного узла, соответствую- щйе режимам одновременного достижения

сечении в режиме одновременного достижейия предельных загрузок по Ш -му и по се- «чениям:

(13)

tn

Г5

20

РА РЛ

.

2 +р2 (р2 +р2 )

ез « 13 25

(15)

30

35

40

4S

50

55

предельных перетоков мощности по двум сечениям энергосистемы.

В устройстве последовательно выполняются следующие операции (фиг. 2): определение пределов активной мощности по связям энергосистемы , (блоки 11 - 13); определение значений максимальных загрузок сечений в особых режимах, характеризующихся предельными перетоками мощности по двум сечениям энергосистемы Р , Р, , Р (блоки 14 и 15); определение критичных загрузок промежуточного узла I PJ , PJ , Р (блоки 14 и 15); сопоставление исходной загрузки промежуточного узла с критичными значениями (блоки 16 - 18); фиксация опасного сечения энергосистемы (блоки 19-26). Устройство работает следующим образом.

С измерительных элементов 7-9 фиксации модулей напряжения на два входа каждого блока 11-13 фиксации предельной активной мощности по связям энергосистемы поступают сигналы, пропорциональные соответствеино величинам напряжения шии узлов U, ,11, и,. Величина уставки задатчика на третьем входе блоков 11 - 13 соответствует значениям взаимных реактивных сопротивлений связей между шинами соответствующих узлов энергосистемы. Определение величины предела активной мощности связей энергосистемы осуществляется соотношения

с использованием

Р.

и

и, и,

х.;

122990010

Этот сигнал совместно с сигналом выхода блока 31 (РД поступает на входы блока 49 суммирования, на выходе блока 49 сигнал пропорцио- 5 нален вьфажению

Сигнал выхода каждого из блоков соответствует значению предела актив- ной мощности по связям для рассматриВ блоке 44 осуществляется извлече- tO ние корня квадратного из величины сигнала на его входе. На выходе 44

рг

12

Р/э

Р (рг

23 12

рд ваемых схемно-режимных условий работы энергосистемы. На выходе блока 11 сигнал пропорционален величине

РП.

на выходе блока 12 - величине

на выходе блока 13 - величине .

Сигналы Р,, з поступают на соответствующие входы двух вычисли- 15 тельных блоков определения загрузки промежуточного узла в режиме энергосистемы, характеризующемся одновременным достижением предельных загрузок по двум сечениям энергосистемы 20 14 и 15.

В вычислительном блоке 14 выполняются две основные операции: в соответствии с выражением (13) определяется значение загрузки 1-го сечения 25 энергосистемы в режиме одновременного достижения предельных перетоков мощности по Т-му и III-му сечениям (FJ ) , вьиисление Р, происходит с использованием блоков 27-31, 34, 38, 30 41, 44, 45, 48-50; в соответствии с выражениями (14) и (16) определяются два значения загрузки промежуточного узла в режиме одновр еменного достижения предельных перетоков мощности по 1-у и 11-му сечениям (Pj) и в режиме одновременного достижения предельных загрузок по Трму и 111-му сечениям (P,j), вычисление Р и Р происходит с использованием блоков 32, 33, 35-37, 39,40,42,43,46,47, 51-54.

Для вьтчисления Р на входы квадраторов 27-29 с соответствующих входных клемм блока 14 поступают сигналы , Р., Pjj. Сигналы выходов квадра- . торов, пропорциональные Р,з поступают на сумматор 48, выходной сигнал которого пропорционален выражению Р,„ + Pjx j и на блок 31 произ40

45

V ведения, сигнал на выходе которого

п опорционален выражению Р,

50

Р 2

11

сигнал пропорционален выражению

рг

17

р2

Sj

р2

гэ

(РЛ

р2 Ь

),

Блок 41 является усилителем с коэффициентом усиления К 2. При поступ лении на его вход сигнала с выхода блока 31 ( РД ) на выходе блока 41 сигнал пропорционален выражению

р2

17

р2

1iВ блоке деления 38 осуществляется операция деления величин сигналов, поступающих на его входы с выходов блоков 41 (делимое) и 44 (делитель). На выходе блока 38 сигнал пропорционален выражению

р2

fii

РЛ

В блоке 50 суммирования происходит сложение сигнала выхода блока 48 и сигнала вькода блока 38. На выходе блока жению

50 сигнал пропорционален вырар2

ia

P,l

Р2

M;t

Р

i

р2 12:

р2 J

pa

2i

(,)

В блоке 45 осуществляется опера- 1ция извлечения корня квадратного из величины входного сигнала, который поступает с выхода .блока 50. На выходе блока 45 сигнал пропорционален вьфажению

р2

и

Ц

2РА РД

Л1 а

рд

р2 )

13

Сгнаиы на входах блока 30 произведения пропорциональны величинам + Р.,) и Р , ; выходной сигнал

V

блока 30 соответствует вьфажению

Р 2)

3 -

Р

и

Р,

Р/э

Р (рг

23 12

рд сигнал пропорционален выражению

р2

Sj

р2

гэ

(РЛ

р2 Ь

Блок 41 является усилителем с коэффициентом усиления К 2. При поступлении на его вход сигнала с выхода блока 31 ( РД ) на выходе блока 41 сигнал пропорционален выражению

р2

17

р2

1iВ блоке деления 38 осуществляется операция деления величин сигналов, поступающих на его входы с выходов блоков 41 (делимое) и 44 (делитель). На выходе блока 38 сигнал пропорционален выражению

р2

fii

РЛ

В блоке 50 суммирования происходит сложение сигнала выхода блока 48 и сигнала вькода блока 38. На выходе блока жению

50 сигнал пропорционален выра

р2

ia

P,l

Р2

M;t

Р

i

р2 12:

р2 J

pa

2i

(,)

В блоке 45 осуществляется опера- 1ция извлечения корня квадратного из величины входного сигнала, который поступает с выхода .блока 50. На выходе блока 45 сигнал пропорционален вьфажению

р2

и

Ц

2РА РД

Л1 а

рд

р2 )

13

В соответствии с условием (13) сигнал выхода блока 45 пропорционален Р - значению максимальной загрузки Т-го сечения в режиме одновременного достижения предельных загрузок по Трму и ТТТ-му сечениям рассматриваемой энергосистемы.

BbiMiicjEeHHe значений Pj н Pj проводится по известным значениям пропускных способностей связей (Pyj,P,3 j) и вычисленному значению Р.

На два входа сумматора 51 посту- пают сигнал с выхода блока 48, пропорциональный выражению Р,,+ 13 и сигнал выхода инвертора 34, пропорциональный вьфажению -Р,„ . На выходе блока 51 сигнал пропорционален выра- жению

р2

1М

+i;i

ц

Выходной сигнал инвертора 35, на 5 вход которого поступает сигнал с выхода блока 51, соответствует выражению

Р2 р2 р2

1М 12 3

С использованием блока 38 произведения и блока 42, который является усилителем с коэффициентом усиления осуществляется вычисление выражения 2Р| 7 . На входы блока 39 деления поступают сигналы с выхода блока 35 (делимое) и блока 42 (делитель).Выходной сигнал блока 39 пропорционален выражению

(Р,) - РЛ - Р. Р Р

Блоки 46 и 47 последовательно осуще- ствляют операции по вычислению выражения

sin(arccos х),

где X соответствует сигналу на входе блока 46. Выходной сигнал блока 47 пропорционален выражению

(Р V р2 р2 Sin(arccos / 1 ).

17 Э

В блоке 33 произведения осуществляется перемножение величин двух сигналов, поступающих с выхода блока 47 и с третьего входа блока 14 (Р.,). Вы- ходной сигнал блока 33 пропорционале выражению

sin(arccos

)2 р2 р2

.мз )

2Р Р

Sl

С использованием блоков 36, 52, 40, 43 осуществляется вычисление 1-го слагаемого выражений (14), (16).

5 О

5

0

В сумматоре 52 происходит сложение трех величин, поступающих на его входы, с выхода блока 28 (Р,), с выхода блока 34 (-Р,„) и с выхода инвертора 36 (-Р,), на вход которого поступает сигнал Р,2 . На выходе блока 52 сигнал пропорционален вьфажению

р2 р2 р2

13 11 -)«

в блоке 43 происходит усиление в два раза величины сигнала, поступающего на его вход. При подаче на вход сигнала с выхода блока 45 на выходе блока 43 сигнал пропорционален вьфажению 2 Р,|. В блоке 40 деления осуществляется операция по определению частного от деления величины сигнала с выхода блока 52 на величину сигнала с выхода блока 43. На выходе блока 40 сигнал пропоргщонален вьфажению

р2 - р2 р2

ЧА

2 Р.

1М

Сигнал с выхода блока 40 поступает н вход сумматоров 53 и 54.

На второй вход сумматора 53 через инвертор поступает сигнал с выхода блока 33. Сигнал прямого, выхода блока 49 пропорционален вьфажению

рд -РЛ -(pf)

2 1 -.Р„, sinXarccos J Ь.

43

2 Р Р..

г ii

соответствующему значению Р.

На второй вход сумматора 54 сигнал с выхода блока 33 поступает непосредственно. Сигнал прямого выхода 54 пропорционален выражению

- Р. ь -РЛ-(Р. ) 2 Pf

Р., sin(arccos 1 ) .

гЗ

2 Р,Р.э

соответствующему значению Pj.

Таким образом, сигналы на выходах вычислительного блока 14 пропорциональны соответственно значениям загрузки промежуточного узла в режиме одновременного достижения предельных загрузок по Т-му и 11-му сечениям (PJ ) и в режиме одновременного дос- тижения предельных загрузок по и 111-му сечениям (Pj ).

Аналогичные операции осуществляются в вычислительном блоке 15. За счет перекоммутирования входных сигналов (Р - на третий вход, Р - на

13

первый вход) и при использовании блоков, идентичных операционным блокам вычислительного блока 14, в соответствии с выражением (17) осуществляется вычисление значенияР - эна-

чение перетока мощности в 111-ем сечении в режиме, характеризующемся одновременным достижением предельных загрузок по 111-му и по ТГ-му сечениям..

В соответствии с выражением (18) определяется значение координаты Pj,

при этом переход от выражения Р к выражению Pj достигается за счет использования инверсного выхода бло- ка, идентичного операционному блоку 53.вычислительного блока 14. Инверсный выход операционного блока 53 является вь ходом второго вычислитель- цого блока определения загрузки про- межуточного узла и пропорционален величине Pj

На входы компаратора 16 поступают сигналы: Pj - загрузка Ы -го сечения в исходном режиме и Р ; при Pj Р вькод компаратора отрицательный, при Pj выход компаратора положительный.

12

На входы компаратора 17 поступают

,6 . в

сигналы Р, и Р,

при Р. Р, выходной сигнал компаратора положительный, при PJ PJ сигнал на выходе компаратора отрицательный.

На вход компаратора 18 поступают сигналы PJ и PJ ; при Pj Pj сигнал выхода компаратора положительный,при PJ PJ сигнал выхода компаратора отрицательный.

Если загрузка в исходном режиме промежуточного энергоу&ла системы такова, что Pj Р , то на выходе диода 19, включенного на выходе компаратора 16, появляется сигнал. Появление сигнала свидетельствует, что опасным сечением в рассматриваемом режиме является сечение 11-ое.

Если загрузка в исходном режиме промежуточного энергоузла такова,что PJ PZ то на выходе диода 24,включенного на выходе компаратора 18, появляется сигнал. Появление этого сигнала свидетельствует, что опасным сечением в рассматриваемом режиме является сечение ТТ-ое.

Если загрузка в исходном режиме промелсуточного энергоузла такова, что PJ - PJ и PJ PJ , то на выходе диода 20, включенного на выходе компаратора 16, и на выходе диода 21,

s

15 20

29900

включенного на выходе компаратора 17, появляются сигналы. Так как эти диоды включены на входы логической схемы 25, то в этом режиме на входы схемы поступают два сигнала. Наличие двух сигналов на входах логической схемы И 25 приводит к появлению сигнала на ее выходе. Появление этого сигнала свидетельствует, что опасным сечением в рассматриваемом режиме является сечение Т-е.

Если загрузка в исходном режиме промежуточного энергоузла такова,что

10

ю -

35 045

5055

Р,:.Р

и PJ PJ ,то на выходе диода 22, . включенного на выходе компаратора 17, и на выходе диода 23, включенного на выходе компаратора 18, появляются сигналы. Выходы этих диодов соединены с входами логической схемы И 26. Наличие сигналов на выходах диодов 22 и 23 приводит к появлению сигнала на выходе логической схемы 26. Появление этого сигнала свидетельствует, что опасным сечением в рассматриваемом режиме является сечение 111-е.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в процессе эксплуатации фиксировать опасное сечение энергосистемы. Результат достигается без использования предварительных расчетов устойчивости и основьшается на переработке режимной информации (значения модулей напряжения на шинах энергоузлов и значение перетока мощности по связям, образующим ТГ-е сечение энергосистемы). В качестве заданных параметров используются значения взаимных реактивных сопротивлений между шинами энергоузлов.Каждому составу сети определенным образом соответствуют значения взаимных сопротивлений. Изменение учитывается путем изменения значений уставок на блоках фиксации пропускной способности связей по взаимньв4 реактивным сопротивлениям.

Информация об опасном сечении представляется наиболее существенной при организации противоаварийного управления в энергосистеме. Привлечение для противоаварийного управления управляющих воздействий 2-го энергоузла значительно расширяет возможности противоаварийного воздействия. Однако в этом случае необходимо представлять, по каким связям возможен асинхронный ход. Если опасным сечением является J:;-e сечение, то в качестве УВ во 2-м энергоузле необходимо применять отключение части нагрузки, при опасном сечении - III-ем - разгрузку или отключение части генераторов. Предлагаемое устройство, уста- 5 навливая опасное сечение в энергосистеме, позволяет более рационально и экономично организовать противоава- рийное управление в энергосистеме.

10 Формула изобретения

Устройство для фиксации в процессе эксплуатации опасного сечения энергосистемы, состоящей из отправного tj промежуточного и приемного энерго-г узлов, содержащее элементы фиксации модулей напряжения на шинах каждого энергоузла, элементы фиксации активной мощности исходного режима в се- 20 чении связей промежуточного энергоузла и два вычислительных блока фиксации предельной активной мощности двух связей энергосистемы, причем выходы элементов фиксации модулей напряжения 25 соответственно подключены к двум вхо- дам вычислительных блоков фиксации предельной активной мощности двух связей энергосистемы, третьи входы которых подключены к выходам соответ-j ствукицих задатчиков уставок, соответствующих значениям взаимных реактивных сопротивлений, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повьппения надежности, устройст-. во снабжено третьим вычислительным блоком фиксахфи предельной активной мощности третьей связи энергосистемы, два входа которого подключены к выходам соответствующих элементов фиксации модулей напряжения, а третий вход к дополнительно введенному задатчику уставки, соответствукнцей значению взаимных реактивных сопротивлений, кроме того, устройство снабжено тре- с мя компараторами, шестью диодами,

вумя логическими схемами И и двумя ычислительными блоками определения загрузки промежуточного узла в режие энергосистемы, характеризующемся зо одновременным достижением предельных агрузок по двум сечениям энергосисемы, каждый из которых состоит из трех квадраторов,трех элементов деения, двух элементов извлечения 55 вадратного корня, трех усилителей коэффициентом усиления, равным вум, элементов arccos и sin, четы35

40

5

10

tj20 25j . с

о 5

5

0

рех инверторов и четырех элементов умножения, при этом первый из указанных вычислительных блоков определения загрузки промежуточного узла содержит семь сумматоров, а второй - шесть сумматоров, причем выходы первого, второго и третьего вычислительных блоков фиксации предельной активной мощности подключены соответственно к входам первого, второго и третьего квадраторов на.входе первого вычислительного блока определения загрузки промежуточного узла, а также соответственно к входам третьего второго и первого квадраторов на входе второго вычислительного блока определения загрузки промежуточного узла, выходы первого и второго квадраторов подключены к входам первого сумматора, выход которого подключен к входу первого элемента умножения, на второй вход которого подключен выход третьего квадратора, выход первого элемента умножения подключен к входу второго сумматора, на второй вход которого подключен выход второго элемента умножения, на вход которого подключены выходы первого и второго квадраторов, выход второго сумматора подключен к входу элемента извлечения квадратного корня, выход которого подключен к входу знаменателя первого элемента деления, на вход вычислителя которого подключен выход первого усилителя, на вход которого подключен выход второго элемента умножения, выход первого элемента деления подключен на вход третьего сумматора, на второй вход которого подклю Ген выход первого сумматора, выход третьего сумматора подключен к входу вто- рого элемента извлечения квадратного корня и к входу первого инвертора, выход которого подключен к входу четвертого сумматора, на второй вход которого подключен выход первого- сумматора, выход четвертого сумматора под- ключен к входу второго инвертора, выход которого подключен к входу числителя второго элемента деления, на вход знаменателя которого подключен

выход второго усилителя, на вход ко- рого подключен выход третьего элемента умножения, на входы которого подключены выходы первого и второго вычислительных блоков фиксации предельной активной мощности, выход второго элемента деления подключен к входу элемента arccos, выход которого подключей к входу элемента sin, выход которого подключен к входу четвертого элемента умножения, на второй вход которого подключен выход третьего вычислительного блока фиксации пре- дельной активной мощности, выход первого квадратора подключен к третьему инвер ору выход которого подключен к входу пятого сумматора, к двум другим входам которого подключены вы- ходы первого инвертора и второго квадратора, выход пятого сумматора подклйчен к входу числителя третьего элемента деления, к входу знаменателя которого подключен выход третьего усилителя, на вход которого подключен выход второго элемента извлечения квадратного корня, выход четвертого элемента умножения подключен к входу четвертого инвертора, выход которого подключен к первому входу шестого сумматора, к второму входу которого подключен выход третьего элемента деления, причем прямой и инверсный выходы шестого сумматора являются пер- вым выходом соответственно педвого и второго вычислительных блоков определения загрузки промежуточного узла, выход третьего элемента деления и выход четвертого элемента

умножения подключены к входам седьмого сумматора, выход которого является вторым выходом первого вычислительного блока определения загрузки промежуточного узла, причем первый и второй выходы первого вычислительного блока определения загрузки промежуточного узла подключены к первым входам первого и второго компараторов, выход второго вычислительного блока определения загрузки промежуточного узла подключен к первому входу третьего компаратора, к вторым входам компараторов подключен выход элемента фиксации активной мощности исходного режима промежуточного узла, на выходе каждого из компараторов включены пары диодов разноименной полярности, один из диодов на выходе первого компаратора подключен к входу первой логической схемы И, на второй вход которой включен обратной полярностью по отношению к диоду на первом входе диод на выходе второго компаратора, второй диод на выходе которого подключен к первому входу второй логической схемы И, на второй вход которой включен обратной полярностью по отношению к диоду йа первом входе диод на выходе tpeTbero компаратора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах противоаварийной автоматики энергосистем. Устройство позволяет в процессе эксплуатации фиксировать опасное сечение энергосистемы. Результат достигается без использования предварительных расчетов устойчивости и основьшается на переработке режимной информации (значения модулей напряжения на шинах энергоузлов и значение перетока мощности по связям, образующим 11-е сечение энергосистемы) . В качестве заданных параметров используют значения взаимных реактивных сопротивлений между шинами энергоузлов. Каждому составу сети определенным образом соответствуют значения взаимных сопротивлений. Изменение схемы учитьшается путем изменения значений уставок на блоках фиксации пропускной способности связей по взаимным реактивным сопротивлениям. Информация об опасном сечении является наиболее существенной при организации противоаварийного управления в энергосистеме. Привлечение для противо- аварийного управления управляющих воздействий (УВ) 2-го знергоузла значительно расширяет возможности про- тивоварийного воздействия. Однако в этом случае необходимо представлять, по каким связям возможен асинхронный ход. Если опасным сечением является Т-е сечение, то в качестве УВ во 2-м энергоузле необходимо применять отключение части генераторов. Устройство, устанавливая опасное сечение в энергосистеме, позволяет более рационально и экономично организовывать противоаварийное управление в энергосистеме. 5 ил. (Л с ;о

Фи. /

Sсечение

1

гя

IcfvfMt/e

22

-hfl-I- ScevMi/e

S-lfH

L

фиг. 2

Редактор С. Лыжова

Составитель К. Фотина

Техред М.Ходанич Корректор И. Куска

Заказ 2456/56 Тираж 612Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. 5