Устройство для предотвращения нарушения устойчивости при аварийном дефиците активной мощности в энергосистеме Советский патент 1986 года по МПК H02J3/24 

«1 Изобретение от шсится к энергетике, а именно к области противоаварий ной автоматики энергосистеМо Цель изобретения - повышение точности фиксации величины аварийного дефицита путем автоматической перест ройки устройства в исходных нагрузоч ных режимах и уменьшения экономического ущерба от излишнего отключения нагрузки. На фиг. 1 изображена схема сети, эквивалентированная относительно слабой ветви между узлами, по которой происходит нарушение устойчивости при аварийных дефицитах в приемной энергосистеме, и структурная схе)ма устройства с основными элементами и блоками применительно для этой схемы сети; на фиг, 2 - 12 - структурные схемы отдельных блоков, входящих в основную структурную схему устройства : блока фиксации предельной активной мощности (фиг. 2); блока фиксации перетока активной мощности с заданным коэффициентом запаса по ста,тической устойчивости (фиг. 3); блок формирования уставки по углу чувствительного элемента угла (фиг.4);блока формирования уставки по углу грубого элемента угла (фиг. 5); блока фиксации предельного дефшдита по статической устойчивости (фиг. 6); блока фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости (фиг. 7); блока фиксации промежуточного дефици та (фиг. 8); подблока в составе блока фиксации скольжения, соответствующего уставкам чувствительного и грубого элементов угла при предельно дефиците по статической устойчивости предельном дефиците по динамической устойчивости и промежуточном дефи:цит (фиг. 9); блока формирования уставки по времени между моментами срабатыва ния чувствительного и грубого элемен тов угла при предельном дефиците по статической устойчивости, предельном дефиците по динамической устойчивост и промежуточном дефиците (фиг. tO); блока формирования величины управляю ш:его воздействия при аварийном дефиците,, равном и выше предельного по статической устойчивости (фиг. 11)5 блока формирования величины управляю щего воздействия при аварийном дефиците, равном и выше предельного дефи цита по динамической устойчивости, промежуточного дефицита (фиг. 12). 32 На фиг. 1 изображена эквивалентная двухмашинная схема сети с отправной 1 и приемной 2 энергосистемами при постоянных напряжениях на их шинах, обеспечиваемых автоматическими регуляторами напряжения, и направлении перетока от энергосистемы 1 к энергосистеме 2. Применительно к этой схеме сети структурная схема устройства (фиг. 1) содержит следующие основные элементы и блоки, соединенные между собой телеканалами доаварийной информации; элемент 3 фиксации активной мощности Р, исходного режима в сечении слабой ветви, элемент 4 фиксагщи угла S между напряжениями в узлах слабой ветви, элементы 5 и 6 фиксации модулей напряжения в узлах слабой ветви Ь , U , блок 7 фиксации предельной активной мощности в сечении слабой ветви, блок 8 фиксации перетока активной мощности с заданным коэффициентом запаса К по статической устойчивости в сечении слабой ветви, блок 9 фиксации предельного дефицита активной мощности по условию сохранения статической устойчивости, блок 10 фиксации предельного дефицита активной мощности по условию сохранения динамической устойчивости, блок 11 фиксации промежуточного дефицита активной мощности, величина которого является средним арифметическим между максимально возможным дефицитом и предельном дефицитом по динамической устойчивости, блок 12 формирования уставки по углу чувствительного элемента , блок 13 формирования уставки по углу грубого элемента угла 6Vy , чувствительньпд элемент б, угла 14 и грубый элемент tf угла 15 с автоматическим перестраиваемыми уставками, блок 16 фиксации скольжения, соответствующего уставкам чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по статической устойчивости, блок г/ фиксации скольжения, соответствующего уставкам чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по динамической устойчивости, блок 18 фиксации скольжени.я, соответствующего уставкам чувствительного и грубого элементов угла при промежуточном дефиците, блок 19 формирования уставки по времени между моментами срабатьшания чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефициII. на другой вход которого подается сигнал о. величине активной мощности исходного режима Р,2 в сечении вет ви 1-2 с выхода элемента 8. В блоке 9 фиксация предельного дефицита активной мощности AP соответствующей предельной перегруз ки РС по условию сохранения статической устойчивости в сечении ветв 1-2 осуществляется на основании гьф жений ..PaKfг. -PI) PtK, -Si. Р,о + ДР. РГ + Ро результирукмцие коэффи. циенты крутизны статических характеристик по частоте (обратные коэффициенты статизм отправной 1 и приемной 2 энергосистем мощностью Р, и PJ . Сигнал на выходе блока 7 о величи не Рпр , по (1) подается на вход блока 10, па другой вход которого подается сигнал о величине активной мощности исходного режима в сечении ветви 1-2 с выхода элемента 3. В блоке 10 фиксация предельного дефицита активной мощности соответствующей предельной перегрузке по условию сохранения динамической устойчивости в сечении слабой ветви 1-2 (фиг. 7) осуществляется на основании выражений PI... лр„,„ 0,75 .РЩ,Т.- Р РЪ Р Р }12 V °7 О25 Р, Сигнал на выходе блока 10 о вели чине по (5) подается на вход блока 11. В блоке 11 фиксации проме жуточного дефицита активной мощност , как среднего мезкду максималь ным и предельным дефицитом, и соответствующей перегрузки лавливающих нарушение устойчивости в сечении ветви 1-2 (фиг. 8), осуществляется на основании вьфажений др PiJit. Ч 72 32 Р. +ДР, г Р + где ДР„ максимальная величина возможного дефицита, соответствующая, например, аварийному отключению всех генераторов наиболее крупной электростанции в приемной энергосистеме 2. Сигнал на выходе блока 10 о величине (5) подается также на входы блоков 25,26 и 27. К вторым входам блоков 25 и 26 подаются сигналы с выхода блока 9 и 11 соответственно о величинах APc, по (3) и йРап12 по (7). В блоке 25 формирования величины управлякщих воздействий в виде отключения нагрузки (ОН) в приемной энергосистеме 2 при аварийном дефиците, равном и выше предельного по статической устойчивости в данном исходном режиме (фиг. 11), осуществляется по выражению (Кц - коэффициент надежности) -- Кд ( йРс1г ввиду того, что как известно, в напряженных исходных режимах Блок 25 функционирует только при ыполнении условия (10), когда разость по (9) имеет знак плюс. В блоке 26 формирование величины правляющего воздействия на отключеие нагрузки (ОН) при аварийном ефиците, равном и выше предельного о динамической устойчивости в даном исходном режиме (фиг. 12), осущетвляется по большему значению выражениях (Р 10 оид г нд Ронсг .i В блоке 27 формирование величины управляющего воздействия на ОН при аварийном дефиците, равном и выше промежуточного дефицита в данном исходном режиме (фиг. 12), осуществляется по большему значению Р выражениях Кр, (йр, -йр,,2); (12) ЛисГ К«с(М ),(12а) где в (9), (11), (11а), (12) (12а) i входит в состав Рдцгвходит в состав P(j),j . Сигналы с других выходов каждого блока 9,10 и 11 о величинах Р, по (4), (6), Рф, 2 О ( подаются соответственно на вход калдого блока 16,17 и 18, на входы которых подается также сигнал с выхода элемента 4 о величине.угла ( исходном режиме сигнал с выхода блока 7 о величине предела г по (1), сигналы с выходов блоков 12 и 13 о величине уставк по углу чувствительного (55ру) и грубого (cffy ) элементов угла. При этом в блоках 12 и 13 (фиг. 4,5) уставка &. и фиксируется на основании выражений цу п (13) &,, (5, +4( где 6, - значение угла между энергосистемами 1 и 2 в исход ном режиме; 5j - значение угла, принимаемо для отстройки от нерегулярных колебаний мощности в исходном режиме; (5j, значение угла, принимаемо для надежного функциониро вания чувствительного и грубого элементов угла 14 и 15. В каждом из подблоков (фиг. 9) блока 16 фиксация скольжения Si Sf- соответствующего уставкам чувс вительногэ и грубого элементов угла цу и cJry при предельном дефиците и перегрузке по статической устойчивости осуществляется на основании зависимости S f (сУ), для которой в рассматриваемых условиях можно принять выражение фазовой траектории - k д) о J 2W ГС( -б-) + чс 23Г V о Т- . J3-tnpi + (cos (Уцу - COS (5;,, ) (15) + (cos d,y - cos .nj 2sP-5i Г((У -(У ).2 . 7ТГ ° T. ly „ Jij3-HTipll + (cos f - COS + (costiL - cos ), (16) де SM. и SP - скольжение, Гц (1 Гц 2Т рад/с); - эквивалентная механическая постоянная инерция (с), предварительно вычисляемая по известному выражению li lIlL-. Т +Т. а . - взаимный угол между энергосистемами 1 и 2 (рад.); Оо - угловая частота. В каждом из полублоков (фиг. 9) блока 17 и 18 фиксация скольжения 5цд и SfQ, соответствзтощего уставкам чувствительного и грубого элементов угла бц,, и г при предельном дефиците и перегрузке PQ, по динамической устойчивости (блок 17) и при промежуточном дефиците и перегрузке Р. (блок 18), осуществляется на основании аналогичных с (15) и (16) вьфажений при использовании вместо сц значения РС. ( выхода блока 10) дляблока 17 и значения Рд выхода блока 11) для блока 18. Сигналы с выходспв каждого блока 16,17 и 18 о величинах S. и S. и Зц, и БГО , и SpQ подаются соответственно на входы блоков 19,20 и 21, на другие входы которых подаются сигналы с выходов блоков 12 и 13 о величинах d и . В блоке 19 (фиг.. 10) формирование уставки по времени At,., между моментами срабатьшания чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по статической устойчивости осуществляется на основании выражения f ii ::i5Vi ) i2. 5ча+ S, ..§Lt. ЧР 2 Формирование в блоке 20 (фиг. 10) уставки по времени при предельном дефиците по динамической устойчивости и в блоке 21 (фиг. 10) уставки по времени utg| при промежуточном дефиците осуществляется на основании аналогичного с (18) выражений при использовании вместо Si,g и Sj. значений Йца и (выходов блока 17) для блока 20 и значений q и roh выходов блока 18) для блока 21.

те по статической устойчивости, блок 20 формирования уставки по времени между моментами срабатывания чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по дин мической устойчивости, блок 21 форм рования уставки по времени между мо ментами срабатывания чувствительног и грубого элементов угла при промеяс точном дефиците, элемент времени 22 для фиксации аварийного дефицита, равного и вьппе предельного по стати ческой устойчивости, элемент времен 23 для фиксации аварийного дефицита равного и вьше предельного по динамической устойчивости, элемент времени .24 для.фиксации аварийного дефицита, равного и вьше промежуточно го дефицита (все элементы времени с автоматически перестраиваемыми уставками) , блок 25 формирования величины управляющих воздействий при ава рийном дефиците, равном и выше предельного по статической устойчивости, блок 26 формирования величины управляницих воздействий при аварий- ном дефиците, равном и выше предель ного по динамической устойчивости, блок 27 формирования величины управляющих воздействий при аварийном дефиците, равном и вьпие промежуточного дефицита, блок 2& подготовки управляющих воздействий при аварийI ном дефиците, равном и выше предельного по статической устойчивости, блок 29 подготовки управляющих воздействий при аварийном дефиците, - -равном и .вьше предельного по динамической устойчивости, блок 30 подготовки управляющих воздействий при аварийном дефиците, равном и вьш1е промежуточного дефицита, логические элементы И 31 - 36. К входам блока 7 фиксации предель ной активной мощности подключены выходы элементов 5 и 6 фиксации модулей напряжения в узлах слабой ветви. Выход блока 7 подключен к входу блока 8 фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости. Выход элемента 4 фикса ции угла подключен к входам блока 12 формирования уставки по углу чувствительного элемента, один из выходов которого подключен к входу блока 13 формирования уставки по углу грубого элемента. Выход элемента 3 фиксации активной мощности подключен к входам

12708324

блока 9 фиксации предельного дефицита по статической устойчивости и блока 10 фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости. Один выход блока 10 фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости подключен к входу блока 11 фиксации промежуточного дефицита. К другому входу блока 9 фиксации предельного дефицита по статической устойчивости подключен выход блока 8 фиксации перетока активной мощности с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости. Выход каждого из тр,ех блоков 9, 10 и 11 фиксации соответствукщего дефицита подключен к входам своего блока 25,26 и 27 формирования величины управлякяцего воздействия и к входу своего блока 16,17 и 18 фиксации скольжения, к другим входам каждого из которых подключен выход элемента 4 фиксации угла, вьгход блока 7 фиксации предельной активной мощности и выходы блоков 12 и 13 формирования уставки по углу чувствительного и грубого элементов угла, другие выходы которых подключены к настроечньш входам чувствительного и грубого элементов угла 14 и 15, к другим входам KOTOptix подключен выход элемента фиксации угла 4. Выход каждого блока 25,26 и 27 формирования величин управляющих воздействий подключен к входу своего блока 28, 29 и 30 подготовки .управляющих воздействий. Выходы блоков 16,17 и 18 фиксации скольжения подключены к входам блоков 19,20 и 21 формирования уставки по времени, выходы которых подключены к настроечным входам элементов времени 22,23 и 24. Выход чувствительного элемента угла 14 подключен к входу элементов времени 22,23 и 24, инвертированный выход каждого з которых включен последовательно с грубого элемента угла 15 с помощью лемента И 31,32 и 33. Выход каждого з элементов И 31,32 и 33,.являющийя выходе блока фиксации скорости зменения угла (скольжения), включен оследовательно с выходом 28,29 и 0 подготовки управляюпцпс воздейстий с помощью элемента И 34,35 и 36, ыход каждого из которых является ыходом устройства для выполнения правляющсх воздействий. }.;ic:i 7 фиксации предельной активной MOffifiOCTH (фиг. 2) состой:т из эле мента 37 умножения двух модулей напряже;ния в узлах слабой зетви и элемента 38 деления на значение реактив кого сопротивления этой ветви, к вхо ду числителя которого подключен выход элемента 37 умножения, 8 фиксации перетока активной мощности с заданн:ым коэ(Ьфициентон запаса по статической устойчивости (фиг. ;} сос:)онт из эленентв 39 деле ния ,,ubHoii активной мощности на заданный постоянный коэффи Д1 ент, Блок 12 формкрования уставки по углу чунствитального элемента угла (фиг,; 4) состоит из элемента 40 сложения,, к входам которого подключен выход з,ле 1ента йиксзции угла и подве дено заданное значение угла, 3, 13 формирова}н-1Я уставки по rijyoo o элемента угла (фиг,. 5) состоит И элемента с,ложениЯз к ,;j;av ;,,сторого подключен вгл-сод блока 2 (Ьяксадии vc ariKH пс углу чувст вител;лпого злек: нта угла и );одведено за.данноз значен1::е угла . Блок 9 фиксахщи предельного дефицита по г; :атическсй устойчивости (фиг;- 6) состоит из одного элемента ii:i запаса и выход элеменвходам пе,:;Е,СлО элемента 46 умножения подведено значение активной мощности и коэффиц -1ен1а крутизны статической характ ряс:;икк пс частоте приемной энерго;;;ясгемк,. к входам второгс) эхгемента ;,7 умножения подведено зкаче кие ак1йзной мощности и коэффкхсиента крутйь,г;ы статиу-еской :иарактеристики по частоте отправкой энерхосистемы,/ БыходЬл аервогс и второго злементов 45 и умножйния лодтслючены к входам п 1рзо:гс нлемента 43 с,поженияр вы ход которого вместе с выходом элемеи та 42 зычктания подключены к з :одам третье. элемента 48 умнсзкенняг,, выход которого подключен к входу чис литЗл первого 5,пемента 51 деления,, к входу знаменателя которого подклю™ чек 5:;.жбд второго элемента 47 умно ения. Выход нервого элемента 50 деения, являющийся выходом блока с нформацией о предельном дефините но статической устойчивости, подключен входу четвертого элемента 49 умноения на значение активной мощности отправной энергосистемы. Выход четвертого элемента 49 умножения подключен к входу числителя второго элемента 51 деления, к входу знаменателя которого подключен выход второго элемента 44 сложения, активных мощностей отправной и приемной энергосистем.. Выход второго элемента 51 деления подключен к входу третьего элемента 45 сложения, к другому входу которого подключен выход элемента 3 фиксации активной мощности. Выход третьего элемента 45 сложения является вторым выходом блока 9 с с информацией о предельной перегрузке, по статической устойчивости. Блок 10 фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости (фиг, 7) состоит из одного элемента 52 вычитания, двух элементов 53 и 54 сложения, двух элементов 55 и 56 умножения, двух элементов деления 57 и 58, К входам элемента 52 вычитания подключены выход блока 7 фиксации предельной активной мощности и выход элемента 3 фиксации активной мощности. К входам первого элемента 53 сложения подведены значения активной мощности приемной и отправной энергосистем. Выходы элемента вычи:тания 52 и первого 53 элемента сложения подключены к входам первого элемента умножения 55, к третьему входу которого подведено значение постоянного коэффициента 0,75. Выход первого элемента 55 умножения подключен к входу числителя первого элемен:та , деления 57, к входу знаменателя которого подведено значение активной мощности отправной энергосистемьи Выход первого элемента деления 57, являющийся выходом блока 10 с информацией о пред€шьном дефиците по динаешческой устойчивости, подключен к входу второго элемента 56 умножения на значение активной мощности отправной энергосистемы. Выход второго элемента 56 умножения подключен к входу числителя второго элемента 58 деления, к входу знаменателя которого подключен, выход первого элемента .53 сложения. Выход второго элемента 58 деления подключен к входу второго элемента 54 сложения, к другому входу которого подключен выход элемента 3 фиксации активной мощности. Выход второго элемента 54 сложения является вторым выходом блока 10с информацией о предельной перегрузке по ди намической устойчивости. Елок 11 фиксации промежуточного дефицита (фиг. 8) состоит из трех элементов 59,60 и 61 сложения, одного элемента 62 умножения и двух элементов 63 и. 64 деления, К входам пер вого элемента 59 сложения подключен выход блока 10 фиксации предельного дефицита по динамической устойчивост и подведено значение максимально воз можного дефицита, выход первого элемента 59 сложения подключен к входу числителя первого элемента 63 деления, к входу знаменателя которого подведено значение коэффициента, рав ное 2. Выход первого элемента 63 деления, являющийся выходом блока 11 с информацией о промежуточном дефиците, подключен к входу элемента 62 умножения на значение активной мощности отправной энергосистемы. Выход элемента 62 умножения подключе к входу числителя второго элемента 64 деления, к входу знаменателя которого подключен выход второго элемента 60 сложения активных мощностей отправной и приемной энергосистем. Выход второго элемента деления 64 подключен к входу третьего элемента 61 сложения, к другому входу которого подключен выход элемента 3 фиксации активной мощности. Выход третьего элемента 61 сложения является вторым выходом блока 11 с информацией о перегрузке от промежуточного дефицита. Каждый из трех блоков 16,17 и 18 фиксации скольжения, соответствукщего уставкам чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефихщте по статической устойчивости (блок 16), предельном дефиците по динамической устойчивости (блок 17) и промежуточном дефиците (блок 18), соетоит из двух подблоков для фиксации скольжения, соответствукнцего уставкам чувствительного элемента угла Sy, и для фиксации скольжения, соответ.ствуклцего уставкам грубого элемента угла S,j., а каждый из подблоков (фиг. 9) состоит из двух элементов 6.5 и 66 вычитания, одного элемента , сложения 67, трех элементов 68,69 и 70 умножения, двух элементов 71 и 72 деления, двух элементов cos 73 и 74 и одного элемента 75 извлечения квадратного корня. К входам первого элемента 65 вычитания подключен выход блока 12 формирования уставки по углу чувствительного (5) элемента угла для первого подблока или выход блока 13 формирования уставки по углу грубого () элемента угла для второго подблока и выход элемента 4 фиксации угла. К числителю первого элемента деления 71 подключен выход блока 9 фиксации предельногодефицита по статической устойчивости или выход блока 10 фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости, или выход блока 11 фиксации промежуточного дефицита, а к входу знаменателя подключен выход блока 7 фиксации предельной активной мощности. Выходы первого элемента 65 вычитания и первого элемента 71 деления подключены к входам первого элемента 68 умножения, выход которого подключен к входу элемента 67 сложения, к другому входу которого подключен выход второго элемента 66 вычитания. К входам элемента 66 вычитания подключен выход первого и второго элементов cos 73 и 74, а к входу первого элемента 73 подключен выход блока 12 формирования уставки по углу чувствительного элемента угла для первого подблока или выход блока 13 формирования уставки по углу грубого элемента для второго подблока. К входу второго элемента сое 74 подключен выход элемента 4 фиксации угла. Выход элемента 67 сложения подключен к входам второго элемента 69 умножения, к другим входам которого подключей выход блока 7 фиксации предельной активной мощности и подведено значение коэффициента , Выход второго элемента 69 умножения подключен к числителю второго элемента 72 деления, к входу знаменателя которого подведено значение эквивалентной механической постоянной инерции. Выход , второго элемента 72 деления подключен к элементу 75 извлечения квадратного корня, выход которого подключен к . входу третьего элемента 70 умножения на значение коэффициента 1/23Г. Выход третьего элемента 70 умножения является выходом подблока с информацией о значении скольжения. Каждый из трех блоков 19,20 и21 формирования уставки по времени при предельном дефиците по статической устойчивости, предельном дефиците по динамической устойчивости и промежуточном дефиците состоит (фиг.10) из элемента 76 вычитания, элемента 77 сложения, элемента 78 умножения и элемента 79 деления. К входам элемента 76 вычитания подключены выходы грубого и чувствительного элементов угла 14 и 15. К входам элемента 77 сложения подключены выходы блока фик сации скольжения, соответствующего уставкам чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по статической устойчивости (блока 16) или при предельном дефици те по динамической устойчивости (блока 17), или при промежуточном дефиците (блока 18). Выход элемента 76 вычитания подключен к входу элемента 78 умножения на значение коэффициента 2. Выход элемента 78 умножения подключен к входу числителя элемента 79 деления, к входу знаменателя которого подключен выход элемента 77 сложения. Выход элемента 79 деления является выходом блока 19,20 и 21 с информацией о выдержке времени для соответствующего элемента времени 22,23 и 24. Блок 25 формирования величины управляющего воздействия при аварийном дефиците, равном и вьше предельного по статической устойчивости, состоит (фиг. 11) из элемента ВО вычитания и элемента 81 умножения. К входам элемента 80 вычитания подключены выходы блоков 10 и 9 фиксации предельного дефицита по динамической и статической устойчивости. Выход элемента 80 вычитания подключен к входу элемента 81 умножения на зн чение коэффициента Кн, выход которо го является выходом блока 25 с инфор мацией о величине управляющего зоздействия. Каждьй из блоков 26 и 27 формирования величины управляющего воздействия при аварийном дефиците, равном и выше предельного по динами ческой устойчивости (блок 26), или промежуточного дефицита (блок 27) состоит (фиг. 12) из двух злементов 82 и 83 вычитания, двух элементов 84 и 85 умножения и элемента 86 сравнения с выбором большего значе210ния. к входам первого элемента 82 вычитания подключен выход блока 11 фиксации промежуточного дефицита (блок 26) или подведено значение максимального возможного дефицита (блок 27) и подключен выход блока 9 фиксации предельного дефицита по статической устойчивости. К входам второго элемента 83 вычитания подключен выход блока 11 фиксации промежуточного дефицита (блок 26) или подведено значение максимально возможного дефицита (блок 27) и подключен выход блока 10 фиксации предельного дефицита по Динамической устойчивости. Выход первого и второго элементов 82 и 83 вычитания подключен к своему первому и второму элементу 84 и 85 умножения на значение коэффициента К„„ и Выходы первого и второго элементов 84 и 85 умножения подключены к элементу 86 сравнения, выход которого является выходом блоков 26 и 27 с информацией о величине управляющего воздействия. Блоки подготовки управляющих воздействий 28,29 и 30 выполняются на известных принципах в виде блоков памяти на базе триггеров или двухпозиционных реле. Устройство работает следующим образом. В исходном .режиме информация с выходов элементов 5 и 6 подается на входы блока 7, который фиксирует предельйзпю активную мощность между энергосистемами 1 и 2 (в дальнейшем ветви 1-2) в соответствии с выражением (фиг. 2) ,2 - индуктивное сопротивление ветви 1-2, предварительно заданное или измеренное; 1S и - напряжения на выходах элементов 5 и 6. Сигнал на выходе блока 7 о величине подается на вход блока 8 фиксации перетока активной мощности с заданным коэффициентом запаса К, например, 1,08 по статической ycToij чивости в сечении ветви 1-2 в COOT-I ветствии с выражением (фиг. 3) .&ija. К Сигнал на выходе блока 8 о вели.чине Рщ подается на вход блока 9, Сигналы с выхода блоков 19,20 и 21 о величинах At(., to, Atqn пода IО ются соответственно на настроечный вход элементов времени 22, 23 и 24, а с выхода блоков 12 и 13 о величи6 - на настроечный вход ,и угла 14 и 15. Автоматичес элементов кая перестройка установок в настроечных входах чувствительного и грубого элементов угла 14 и 15, а также элементов времени 22, 23 и 24 выполняется на известных принципах плавного или дискретного изменения величины активного сопротивления в цепи реле напряжения элемента угла 14и 15ив активно-емкостной цепи (КС) элементов времени 22, 23 и 24. Благодаря указанному изменяется уставка элементов угла 14,4 и 15 и элементов времени 22, 23 и 24. Поэтому в каждом исходном режиме в предлагаемом устройстве чувствительный и грубый элементы угла 14 и 15 имеют определенные уставки по (13) и (14). В каждом исходном режиме элемейты времени 22, 23 и 24 также имеют определенные уставки выдержек времени по (18), блоки 25,26 и 27 формируют, а блоки 28,29 и 30 подготавливают определенные величины управляющих воздействий по (9), (11), (11,а), (12), (12а) на случаи возникновения аварийного дефицита определенной величины. В данном исходном режиме при возникновении ава рийного дефицита благодаря увеличению угла 2. сначала срабатьшает I чувствительный элемент угла 14 и сигналом со своего выхода запускает элементы времени 22,23 и 24, на выходах которых появляется сигнал в течение их выдержек времени. Затем срабатывает грубый элемент угла 15. При возникновении опасного аварийного дефицита в зависимости от его величины в условиях срабатывания чувствительного и грубого элементов угла 14 и 15 не успеет исчезнуть си нал с выхода элемента времени 22 пр при дефиците, равном и выше предель ного по статической устойчивости, элемента времени 23 при дефиците, равном и выше предельного по динами ческой устойчивости, и элемента вре мени 24 при дефиците, равном и выше промежуточного. Поэтому на выходе таких элементов времени сигнал сохраняется в момент срабатывания гру32;элемента угла 15, благодаря чему появляется сигнал на выходе соответствующих элементов И 31 при дефицитах выше предельного по статической устойчивости, но ниже предельного по динамической устойчивости, 31и 32 при дефицитах вьше предельного по динамической устойчивости, но ниже промежуточного дефицита, 31, 32 и 33 при дефицитах выше промежуточного . Сигналы с выходов элементов И 31, 32и 33 поступают на входы элементов И 34,35 и 36, на вторых входах которых уже подготовлены сигналы с информацией о подготовленных в блоках 28,29 и 30 величинах управляющих воздействий для тсаждого из указанных опасных дефицитах в данном исходном режиме. Поэтому с выходов тех элементов И 34, 35 и 36, на входе которых появляются сигналы от элементов И 31, 32 и 33, сигналы по каналам аварийной информации направляются к исполнительным органам на ограничение мощности нагрузки для сохранения устойчивости при опасных аварийных дефицитах. Причем в состав большей ступени ОН входят меньшие ступени, т.е. в OHj входят ОН и ОН, а в OHj входит ОН. При принятии в энергосистемах необходимых специальных мер по автоматическому регулированию и поддержанию напряжения практически постоянHbB4 в узлах схемы сети (с помощью АРБ генераторов и синхронных компенсаторов) в условиях исходного и предельного по статической устойчивости режимов с помощью предлагаемого устройства можно фиксировать величину аварийного дефицита и выполнить управляющие во здействия практически без проведения предварительных расчетов. Таким образом, предлагаемое устройство обладает адаптацией в каждом исходном режиме при фиксации величины опасного аварийного дефицита и выполнении дозированного управляющего воздействия для предотвращения нарушения устойчивости. Указанная адаптация практически исключает необходимость в расчетах устойчивости для настройки устройства , повьовает точность выполнения управляющих воздействий и поэтому уменьшает экономический ущерб от

излишнего отключения нахрузки, что создает важный положительный эффект, заключающийся в повышении устойчивости и надежности энергосистем.

Формула изобретения

Устройство для предотвращения нарушения устойчивости при аварийном дефиците активной мощности в энергосистеме, содержащее элемент , фиксации активной мощности исходного режима в сечении слабой ветви, элемент фиксации угла между напряжениями в узлах слабой ветви, элементы фиксации модулей напряжения в узлах слабой ветви, блок фиксации предельной мощности в сечении слабой ветви, блок фиксации перетока активной мощности с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости в сечении слабой ветви, причем ко входам блока фиксации предельной активной мощности подключены выходы элементов фикса1Ц1и модулей напряжения в узлах слабой ветви, выхо;: блока фиксации предельной активной мбцности подключей к входу блока фиксации перетока с заданным коэффициентом запаса по статической устойчивости, блок фиксации предельной активной моощости состоит из элемента умножения двух модулей напряжения в узлах слабой ветви и элемента деления на значение реактивного сопротивления этой ветви, к входу числителя которого подключен выход элемента умножения, блок фиксации перетока активной мощности с заданным хоэффнциеятом запаса по статической устойчивости состо ит из элемента деления предельной активной мощности на заданный постоянный коэффициент, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности фиксации величины аварийного дефицита путем автоматической перестройки устройства в исходных нагрузочных режимах и уменьшения экономического ущерба от излишнего отключения нагрузки, устройство снабжено чувствительным и грубым элементами угла, блоками формирования уставки по углу чувствительного и грубого элементов угла, блоком фиксации предельного дефицита по статической устойчивости,блоком фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости, блоком фиксации промежутоед го дефицита как среднего между предельным и максимальным дефицитом, тремя блоками фиксации скольжения, соответствующего уставкам чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по статической устойчивости, предельном дефиците по динамической устойчивости и промежуточном дефиците, тремя блоками формирования уставки по времени и тремя элементами времени между моментами срабатывания чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефиците по динамической устойчивости, предельном дефиците по статической устойчивости и промежуточном , тремя блоками формирования величин управляющих воздействий и соответственно тремя блоками подготовки управлякпщх воздействий при аварийных дефицитах, превышакнцих предельный по статической и динамической устойчивости И промежуточный дефицит, и логическими элементами И, причем выход элемента фихсаи аи угла подключен к входам блока формирова-. ния уставки по углу чувствительного элемента, один из выходов которого подключен к входу блока фиксации уставки по углу грубого элемента, а выход элемента Иксации активной моф{6сти подключен к входам блока фиксации предельного де жцита по статической устойчивости и блока фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости, один выход блока фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости подключенк входу блока фиксации промежуточного де шцита, к другому входу; блока фиксации предельного дефши1ита по статической устойчивости подключен выход блока ксацииперетока активной мощности и заданным коэффи1щентом запаса по статической устойчивости, а выход каждого из трех блоков фиксации соответствующего дефицита подключен к входам своего блока фиксащш величины управлякндего воздействия и к входу своего блока фиксации скольжения, к другим входам каждого из которых подключен выход элемента фиксации угла, выход блока фиксации предельной активной мощности и выходы блока формирования уставки по углу чувствительного и грубого элементов угла, щругие выходы которых подключены к 19 настроечным входам чувствительного грубого элементов угла, к другим входам которых подключен выход элемента фиксации угла, выход каждого блока формирования величин правляюидах воздействий подключен к входу своего блока подготовки управляющих воздействий, а выходы блоков фиксац скольжения подключены к входам блоков формирования уставки по времени выходы которых подключены к настроечным входам элементов времени, вых чувствительного элемента угла подключен к входу элементов времени, инвертированный выход каждого из которых вклю-чен последовательно с выходов грубого элемента угла с помощью эп&мента И, выход каждого из которых, являющийся выходом блока фиксации скорости изменения угла вклю-чен после/ювательно с выходом блока подготоЕки управляющих воздей CTuHi-i с помощью элемента И, выход каждого из которых является выходом устройства для выполнения управляющ воздеиствии, 2,Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок форми рования уставки по углу чувствительрюго элемента угла состоит из элемен та сложения, к входам которого подключен элемента фиксации угла и подведено заданное значение угла, а блок фиксации уставки по углу грубого элемента угла состоит из элемен та сложения, к входам которого подключен выход блока фиксации уставки по углу чувствительного элемента угла и подведено заданное значение угла . 3.Устройство по п. 1, о т л .и чающееся тем, что блок фиксации промеллточного дефицита как среднего между предельным и максимальньпм дефицитом состоит из трех умножения и цву элементов деления, причем к входам первого элемента сло жения подключен выход блока фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости и подведено значение максимального возможного дефицит:а, вькод первого элемента сложения подключен к входу числителя первого эле мента деления, к входу знаменателя которого подведено значение коэффици ента 2, вьгход первого элемента деления, являющийся выходом блока с информацией о промежуточном дефиците. 32 подключен к яходу элемента y ii iv;4e n 5 на значащее активно мопнос--; - упраг ной энергосистемы, виход э.п()еита умножения подключен к входу числителя второго элемента деления, к входу знаменателя которого подключен выход второго сложеш я активных мощностей отправной и приемной энергосистем, выход второго элемента деления подключен к входу третьего элемента сложения, к другому входу которого подключен выход элемента, фиксации активной мощности, выход третьего элемента сложения является вторьад выходом блока с информацией о перегрузке от промеж точного дефицита . 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый из трех блоков формирования устазки по времени между мoмeнтa и срабатывания чувствительного и грубого элементов угла при предельном дефтгдите по статической Стой-п -13ости, предельном дефиците по динамическо устойчивости и промежуточном дефиците состоит из элемента вычитания, элемента сложения, элемента умножения и элемента деления, причем к входам элемента вычитанрш подключены выхбды грубого и чувствительного эле 1ентов угла, к входам элемента сложеньш подключены выходы блока фиксации скольжения, соответствующего уставкам чувствительного и грубого угла, при предельном дефиците по статической устойчивости или при предельном дефиците по динамической устойчивости, или при промежуточном дефиците, выход элемента- вычитанз-ья подключен к входу элемента у 5ножения на значение коэффициента 2, выход элемента умножения подключеь: к входу числителя элемента деления, к входу знаменателя которого подключен выход элемента сложения, выход элемента деления является выходом блока с информацией о вь;дер;кке времени для соответствующего элемента времени. 5. Устройство по п, } , о т л ичающееся тем, что блок формирования величины управляющего воздействия при аварийном дефиците„ равном и вьше предельного по статической, устойчивости, состоит из элет-гакта вычитания и элемента умножения, гсричем к входам элемента вычитаипя подлючены выходы блоков фиксаиит: пае-2 дельного дефицита по динамической и статической устойчивости, выход элемента вычитания подключен к входу элемента умножения на постоянный сих нал, выход которого является выходом блока с информацией о величине управ ляющего воздействия. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый из блоков формирования величины управляющего воздействия при аварийном дефиците, равном и выше предельного по динамической устойчивости иоти промежуточного дефицита, состоит из двух элементов вычитания, двух элементов умножения и элемента сравнения, с выбором большего значения, причем к входам первого элемента вычитания подключен выход блока фикса32 22 ции промежуточного дефицита или подведено значение максимально возможного дефицита и подключен выход блока фиксации предельного дефицита по статической устойчивости, к входам второго элемента вычитания подключен выход блока фиксации промежуточного дефицита или подведено значение максимально возможного дефицита и подключен выход блока фиксации предельного дефицита по динамической устойчивости, выход первого и второго элементов вычитания подключен к своему первому и второму элементу умножения на постоянные сигналы, выход первого и второго элементов умножения подключены к элементу сравнения, выход которого является выходом блока с информацией о величине управляющего воздействия,

Лп9л гг Jff

lA

I//У uf-S

PtHftf, ЛЧ/

enf/ttffnr. Pti

г

Изобретение относится к области электротехники, а именно к противоаварийной автоматике энергосистем. Цель изобретения - повышение точности фиксации величины аварийного дефицита путем автоматической перестройки устройства в исходных нагрузочных режимах и уменьшение экономического ущерба от излишнего отключения нагрузки. На основании информации об активной мощности неходкого режима в сечении слабой ветви, угле между напряженными и модулях напряжения в узлах слабой ветви формируются величины управляющего воздействия на отключение нагрузки. При этом в каждом исходном режиме подготавливаются определенные величины управляющих воздействий на случаи возкикновения аварийного дефицита определенной величины. Уставки для определения возникшего дефицита так же корректируются в зависимости от параметров исходного режима. Устройство обладает адаптациейв каждом исходном режиме при фиксации опасного аварийного дефицита и выполнении дозированного управлянщего воздействия для предотвращения нарушения устойчивости 5 з.п. ф-лы, 12 ил. СО

)cfy,yn}

Лж 9

ff/rr /T. 75 fffffffl 14 . ) ff/rrSnfff ffmffrr.g ЛУ 5/У fcfQ.yn)Srcfy,g/7)pg/2

.i

Фие /ff

80 1 -v

f

Pofri

фиг. f/

ffffT nif 0/77 f aPgnff flgfZ

Т

Фаа f2