Способ регулирования режимов электрических сетей энергообъединения Советский патент 1986 года по МПК H02J3/24 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для регулирования стационарных режимов объединенных энергосистем.

Использование изобретения повышает статическую устойчивость режимов объединенных энергосистем путем максимизации перетока активной мощности в дефицитные энергосистемы по слабым межсистемным связям.

Цель изобретения - повышение one ративности управления режимом сложного энергообъединения.

На фиг. 1 и 2 представлены структурные схемы устройств для .реализации предлагаемого способа.

Способ регулирования режимов электрических сетей энергообъединения реализуется устройством, которое содержит датчики 1 напряжений в генерирующих узлах энергосистем, примыкающих к межсистемной электропередаче, датчики 2 активной мощности электрических станций в тех же узлах, датчики 3 перетекающей мощности всех межсистемных связей энергообъединения, устройства 4 телесигнализации положений основных выключателей, модель 5 энергосистемы, блок 6 расчета текущего установившегося режима энергосистемы, блок 7 расчета предельного режима (максимизация перетока активной мощности по межсистемной связи) при закрепленных модулях ЭДС (с учетом ограничений), блок 8 уточнения предельного режима с учетом АРВ, блок 9 расчета уставок АРВ по напряжению в текущем режиме, блок 10 формирования уставок АРВ по напряжению в предельном (экстремальном) режиме, блок 11 запоминания текущих значений мощностей электростанций, замеряемых датчиками 2, блок 12 расчета коэффициентов трансформации трансформаторов межсистемных связей в текущем режиме, блок 13 формирования коэффициентов трансформации трансформаторов межсистемных связей в предельном режимеJ блок 14 выборки значений активных мощностей электростанций в предельном режиме, блок 15 формирования управляющих сигналов на изменение уставок АРВ, блок 16 формирования управляющих сигналов на изменение задания турбинам по мощности, блок 17 формирования управлякщих сигналов на изменение коэффициентов трансформации трансформаторов межсистемных связей.

Устройство (фиг. 1) обеспечивает регулирование режимов энергосистемы по рассчитанным напряжениям межсистемной связи. Для чего входы блока 6

расчета текущего режима энергосистемы соединены с выходами датчиков 1 на-j пряжений, датчиков 2 активной мощности электрических станций, датчиков 3 перетоков мощности межсистемных связей, устройства 4 телесигнализации положений основных выключателей и с выходом блока 5 модели энергосистемы. Выходы блока 6 соединены с входами блока 12 расчета коэффициентов трансформации, с одним из входов блока 9 расчета уставок АРВ по напряжению в текущем режиме, второй вход которого соединен с выходом блока 5 мидели энергосистемы, и с одним из входов

блока 7 расчет предельного резкима, выход которого соединен с одним из входов блока 8 уточнения предельного режима. Вторые выходы блоков 7 и 8 соединены с входами блока 5 модели. Один из выходов блока 8 соединен с вторым входом блока 13, а второй выход блока 8 соединен с входом блока 14 выборки значений активных мощностей электростанций в предельном режиме. Третий выход блока 8 соединен с входом блока 10 формирования уставок АРВ по напряжению в предельном режиме. . . Выходы блоков 13, 14 и 10 соединены соответственно с одним из входов блоков 17, 16 и 15 формирования управляющих сигналов, вторые входы которых соединены соответственно с выходами блоков 12, 11 и 9, а вход блока 11 запоминания текущих значений электррстанций соединен с датчиком 2. При этом выходы блоков 15, 16 и 17 являются выходами устройства, связанные с вьсходами регулирующих устройств. Устройство (фиг. 2) обеспечивает регулирование режимов энергосистемы по замеренным напряжениям межсистемных связей, для чего информации о напряжениях поступает в блоки 12 и 13 непосредственно, минуя блок 6. Режимная информация, включающая телеинформацию о векторах ЭДС и ак- ; тивных мощностях электростанций, пер.етоках во всех межсистемных связях, а также о состоянии сети (положении основных выключателей) снимается с помощью датчиков (блоки 1-4). Информация о структуре управляемой энергосистемы, значениях параметров ее ка дого элемента (сопротивлениях генер торов, ЛЭП, трансформаторов и др.) содержится в блоке модели энергосис темы 5, представляющей собой эквива лентную модель полной исходной схем энергообъединения, в которой систем непосредственно не примыкающие к ме системной передаче, представлены св им эквивалентным сопротивлением. В блоке 6 расчета текущего установившегося режима на основе режимной информации, поступающей с датчиков 1-А, и структурной информации с модели 5 известными способами опре деляются собственные и взаимные сопротивления , модули и фазы ЭДС генерирующих узлов, модули и фазы напряжений в узлах связи энергосистем для текущего состояния схемы энергообъединения . В блоке 7 определяется наибольший из возможных пределов передаваемой мощности помежсистемным элёктропе редачам с учетом ограничений и посто янства ЭДС. Переток активной мощности по межсистемной передаче, связьшающей два узла, может быть определен по следую щим выражениям - )-А,„4(рГ +JQ2. )Х nk(Р; ) sin(arctg Р.. /Q;-6 - arccg Р;. /Q.; -«.« где P;j Pj-b;.-2Пэ-, sin(8;.-Sj-oi jj, ) ; Лi« Qiik C;; 4-fC;j cos(S;-6--ot;j -Qi ; ,+i:b;jsin(8;-8;-c ij); (2) Q; Ci;- C;jCOs(8;-B-e ij ); (3) bij sinot;;; Cji E y;; cosoi- ; b-. ,j ; b;ix bjU CJ;K EiEjy-j ; biiK Е;у;, sinod мк cosot;; ; - -l-sinot. A -ХС. « ,Y;e 0(.;«-CC:,,+Ot Pj, Q; - активные и реактивные мощности источников примыкающих систем; Е J - ЭДС этих источников (принимаются неизменными); 0; - углы ЭДС (роторов) источников ; yj - проводимости генерирукщих ветвей; 1 - дополнительный угол У|-; УлкВ проводимость межсистемной oi - дополнительный угол у. « У;; J У;- собственные и взаимные проводимости генераторных узлов схемы системы; - дополнительные углы этих пр ов одимо с т ей; у.. , собственные и взаимные проводимости схемы системы с наличием в объединенных энергосистемах узлов с генераторами и без таковых; Ы ;: , дополнительные углы соответственно проводимостей . J -номер генераторных узлов схемы системы; k,l 1 ,m, - номер узлов системы без генератора. В блоке 7 значение Pj по выражению (1) оптимизируется с помощью непрерывного аналога дискретного алгоритма градиентного метода, который позволяет целенаправленным изменением углов ЭДС генерирующих узлов достичь максимального значения по межсистемной связи э ергообъединения. Процедура оптимизации сводится к численному решению системы дифференциальных уравнений, составленных по выражению (1) и имеющих вид dS; (8;) dc J8; При этом в процессе максимизации мощности информация о мощностях генерирующих узлов, напряжений нагрузочных узлов, в том числе и узлов связи энергосистем, непримыкающих к межсистемной передаче, также о перетоках ктивной мощности в других линиях вязи контролируется по располагаемым ощностям, критическим напряжениям и заданным уровням перетоков соответстенно и в случае выхода этих параметров одного из контрольных узлов за указанные ограничения закрепляется мощность соответствующего(узла или величина перетока активной мощности, соответствующей линии связи. Значение максимума активной мощности межсйстемной связи, определенное в пределах ограничений по активным мощностям генерирующих узлов, и перетокам активной мощности в линиях связи, напряжениям нагрузочных узлов электрических систем энергообъединения обеспечивает сохранение статичес кой устойчивости. Назначение блока 8 состоит в уточ нении полученных в блоке 7 предельны мощностей с дополнительным учетом характеристик АРВ генераторов, которые в виде статических характеристик систем автоматического регулирования возбуждения содержатся в блоке 5. По данным этих характеристик и значения напряжений генерирующих узлов в предельном режиме уточняются значения ЭДС генераторов. Затем на основе новых значений ЭДС Е; и найденных ранее в блоке 7 углов S . осуществляется уточнение „„ ма kc предельных мощностей передач P(,g и мощностей генерирующих узлов р в соответствии с (1) и (2). Для определения значений предельных мощностей, отвечающих принятому нормируемо . му запасу устойчивости, еще раз реализуется решение уравнения (4) в обратном направле.нии (t принимается отрицательным), начиная от найденной максимальной мощности передачи MHKcFi g ( 8; ) и до ее значения макс Че максР (8i)/Kj, где К - коэффициент запаса статичес кой устойчивости по мощности. По достижении межсистемной связью пр мощности PKJ фиксируется напряжение и , углы S , активные мощности Р. генерирующих узлов, мощности перетоков мажсистемных связей Р , а также напряжений нагрузочных узлов U и узлов рвязи и . В блоке 13 по информации о перетоках Pj. и напряжениях формируются коэффициенты трансформации трансформаторов межсистемных связей КТР в предельном режиме. В блоке 10 по напряжениям Uформируются уставки АРВ, а в блоке 14 организуется выборка значений F, для соответствующихгенерирующих узлов. На основе предельных и текущих значений уставок АРВ, поступающих с блоков 9 и 10, предельных Р. и текущих значений Р; мощностей генерирующих узлов, поступающих с блоков 11 и 14, и предельных к и текущих значений К коэффициентов трансформации, поступающих с блоков 12 и 13, в блоках 15, 16 и 17 формируются управляющие сигналы соответственно на изменение уставок iU задатчиков мощности турбин iPjT и коэффициенто)в трансформации йК., трансформаторов межсистемных связей. При этом величины управляющих сигналов пропорциональны соответственно разности значений активных мощностей электростанций, уставок АРВ по напряжению и коэффициентов трансформации трансформаторов межсистемных связей в предельном и текущем режимах, Формула изобретения Способ регулирования режимов э ьектрических систем энергообъединения путем измерения векторов напряжения и величины генерируемой активной мощности в генерирующих узлах энергообъединения, примыкающих к рассматриваемой межсистемной электропереда-, че, получения информации о положении основных выключателей, вычисления величин уставок автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) по напряжению для указанных генерирующих узлов в текущем режиме, вычисления уставок АРВ и величины активной мощности этих генерируклцих узлов в предельном режиме, соответствующем наибольшему из пределов передаваемой мощности по рассматриваемой передаче, и воздействий на изменение уставок АРВ по напряжению путем подачи сигналов, пропорциональных разности их величины в текущем и предельном режимах, и на изменение мощности турбин электростанций путем подачи сигналов на изменение положения задатчиков мощности турбин электростанций энергосистем, примыкающих к межсистемной электропередаче, пропорциональных разности величин активной мощности генерирующих узлов в текущем и предельном режимах, отличающийся тем, что, с целью повышения оперативности управления режимом сложного энергообъединения, измеряют параметры режима межсистемных связей, необхолимые для определения коэффициентов трансформации, по измеренным величинам и информации о положении основных выключателей вычисляют коэффициенты трансформации трансформаторов межсистемных связей в текущем и предельном режимах, одновременные с воздействием на изменение уставок АРВ по напряжению и на изменение положения задатчиков мощности турбины эле{стростанций энергосистем, примыкающих к рассматриваемой электропередаче, воздействуют на регулирующие устройства .изменения коэффициента трансформации трансформаторов межсистемных связей путем подачи сигналов, пропорциональных разности их величин в текущем и предельном режимах.

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения повьшение оперативности управления режимом сложного электрообъединения. На основе измерения векторов напряжений, величин генерируемой активной мощности в генерируюаргх узлах (У) энергообъединения, информации о положении основных выключателей вычисляют уставки автоматических регулято ров возбуждения (АРВ) в текущем и предельном режиме, соответствующем наибольшему из пределов передаваемой мощности по электропередаче. Так же вычисляют величину активной мощности этих генерирующих У в предельном режиме . На основе параметров межсистемных связей, необходимых для определения коэф. трансформации, и по информации о положении основных выключателей вычисляют коэф.. трансформации т-ров межсистемной связи в текущем и предельном режимах. Уставки АРБ по напряжению изменяют пропорционально с € разности уставок АРВ в текущем и предельном режимах. Положение задатчиков сл мощности турбин изменяют пропорционально разности величин активной мощности генерирукяцих У в текущем и предельном режимах. Воздействуютна ре гулирующие устр-ва изменения коэф. трансформации т-ров сигналом, прою порциональным разности величин коэф. трансформации в текущем и предельном 4 режимах. 2 ил.

ТС R, Од

i:m m-fi

ТТ(/в

лРг

Ф л Кт.с.

(Рил.