Устройство автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности в энергосистеме Советский патент 1987 года по МПК H02J3/06 

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к регулированию частоты и перетоков активной мощности, и может быть использовано в энергосистемах и энергообъединениях.

Цель изобретения - повышение надежности автоматического регулирования в энергосистемах сложной конфигурации и большой размерности,

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства;- на фиг.2 - функциональная схема блока согласрвания приращений управляющих воздействий подсистем; на фиг.З 10

действия,в который входят вычитающ элемент 15 и линейный элемент 16 с зоной нечувствительности, и блока распределения приращения управляющ го воздействия. Задатчики 17 допус мых величин перетоков, выполненные .аналогично задатчику 11, и измерит ли 18 перетоков мощности, выполнен аналогично измерителю 12, подключе к входам вычитающих элементов 15, ходы которых подключены к входам л нейных элементов 16 с зоной нечувс вительности. Выход сумматора 7, яв ляющийся выходом блока 2, и выходы

функциональная схема выявителя рассо- t5 элементов 16, являющиеся выходами

гласования знаков блока согласования приращений управляющих воздействий.

Устройство содержит (фиг.1) регулятор 1 частоты и обменной мощности, 20 по числу регулирующих станций, входы

состоящий из блока 2 формирования приращения управляющего воздействия, в который входят два вычитающих устройства 3 и 4, два линейных элемента 5 и 6 с зоной нечувствительности и сумматор 7, и блока 8 распределения приращения управляющего воздействия , Задатчик 9 уставки частоты, представляющий собой потенциометрический датчик, и измеритель 10 частоты, . представляющий собой частотомер с аналоговым выходом, подключены к входам вычитающего устройства 3, выход которого соединен с входом линейного

элемента 5 с зоной нeчyвcтвитeльнocти j 21 подключены к входам пороговых выход которого подключен к .-первому элементов 22, выходы которых являютвходу сумматора 7; перечисленные элементы образуют канал регулировани частоты регулятора частоты и перетока обменной мощности. Задатчик 11 уставки перетока обменной мощности, представляющий собой потенциометри- чески датчик, и измеритель 12 перетока обменной мощности, представляющий собой приемный полукомплект кодо импульсного устройства телемеханики УТК-1, подключенные к входам вычитающего устройства 4, выход которого соединен с входом линейного элемента 6, с зоной не гувствительности, выход которого подключен к второму входу сумматора 7; перечисленные элементы образуют канал регулирования обменно мощности регулятора частоты и перетока обменной мощности. Устройство содержит также п однотипных ограничителей 13 перетоков мощности, каждый из которых состоит из блока 14 формирования приращения управляющего воз

действия,в который входят вычитающий элемент 15 и линейный элемент 16 с зоной нечувствительности, и блока 8 распределения приращения управляющего воздействия. Задатчики 17 допустимых величин перетоков, выполненные .аналогично задатчику 11, и измерители 18 перетоков мощности, выполненные аналогично измерителю 12, подключены к входам вычитающих элементов 15, выходы которых подключены к входам линейных элементов 16 с зоной нечувствительности. Выход сумматора 7, являющийся выходом блока 2, и выходы

блоков 13, подключены к входам соответствующих блоков 8. Блоки 8 распределения приращений управляющих воздействий состоят из умножителей 19

которых объединены с входом блока 8, а выходы являются выходами блока В. Кроме того, устройство содержит п блоков 20 выявления нахождения пере25 тока в заданной зоне, состоящих из вычитающих элементов 21 и пороговых элементов 22, формирующих значение логической единицы на выходе при отрицательном сигнале на входе. Задат30 чики 23 уставок возврата, подключенные вместе с измерителями 18 мощност на входы соответствующих вычитающих элементов 21, выполнены аналогично задатчикам 11 и 17. Выходы элементов

д ции

ся выходами блоков 20 и подключены к выходам блока 24 формирования команды запуска режима возврата. В устрой40 ство входят также блоки 25 согласования приращени управляющих воздействий, входы с 1-го по (п+1)-й которых подключены к соответствующим выходам блоков 8 регулятора 1 частоты и об45 менной мощности и ограничителей 13 перетоков мощности. (п+3)-и входы блоков 25 подключены к выходу блока 24,- (п+2)-е входы - к выходам соответствующих блоков 26 ручной коррек- выполненных в виде потенцирмет- рических датчиков. Выходы блоков 26 подк.шочены к входам элемента ИЛИ- НЕ 27 и к (п+2)-м входам соответствующих блоков 28 формирования .

2 внеплановых заданий режима возврата. Выход элемента ИЛИ-НЕ 27 подключен к (п+4)-м входам блоков 25. Кроме того, устройство содержит блоки 29 формирования результирующих управ312

ляющих воздействий, каждый из которых состоит из первого сумматора 30 входы которого являются входами блоков 29, второго сумматора 31, первый вход которого соединен с выходом сумматора 30, и элемента 32 памяти, вход которого соединен с выходом сумматора 31, а выход является выходом блока 29. Выход элемента 32 памяти соединен с вторым входом суммато- ра 31. Входы с 1-го по (п+2)-й блоков 29 подключены к выходам соответствующих блоков 25, (п+3)-и входы - к выходам соответствующих блоков 28. Выходы с 1-го ло (п-ь1)-й блоков 25 подключены к входам с 1-го по (п+1)-й блоков 28, К (п+3)-м входам блоков 28 подключен выход блока 24. Выходы блоков 29 являются выходами устройства и подключаются к полукомплектам УТК-1, передающим управ ляющие воздействия на регулирующие станции.

Блок 25 согласования приращений управляющих воздействий (фиг.2) со- держит первый ключ 33, управляемый вход которого является первым входом блока 25, выход которого является первым выходом блока 25, а разрешающий вход подключен к выходу элемен- та И 34, первый вход которого является (п+4)-м входом блока 25, а второй вход - (ii+3)-M входом блока 25. Блок 25 содержит также второй ключ 35, управляемый вход которого является

(п+2) входом блока 25, выход - (п+2)-м выходом блока 25, а разрешающий вход соединен с (п+3)-м входом блока 25. Кроме того, блок 25 содер- ясит третий ключ 36 и выявитель 37 рассогласования знаков приращений управляющих воздействий. Входы ключа 36 и выявителя 37 рассогласования под подключены к входам с 2-го по (п+1)-й блока 25, выход выявителя 37 рассогла сования знаков подключен к запрещающему входу ключа 36, а выходы ключа 36 являются выходами с 2-го по (п+1)-й блока 25.

Выявитель 37 рассогласования зна- ков приращений управляющих воздействий (фиг.З) содержит пороговые элементы 38 и 39, первые из которых формируют значение логической единицы на выходе при отрицательном сигнале на входе, вторые - при положительном, отличном от нуля. Входы элементов 38 и 39 соединены попарно и являются соответствующими входами выявителя 37

674

рассогласования, выходы элементов 38 подключены к входам элемента ШШ 40, выходы элементов 39 - к входам элемента ИШ1 41, выходы элементов 40 и 41 подключены к входам элемента И 42, выход которого является выходом выявителя 37 рассогласования знаков.

Устройство функционирует следующим образом.

При отклонении частоты, измеренной в блоке 10,от планового значения,заданно го задатчиком 9, на выходе вычи- татцего элемента 3 формируется сигнал равный.величине отклонения. При отклонении, большем зоны нечувствитель- элемента 5, на первый вход сумматора 7 поступает сигнал, пропорциональный величине отклонения частоты от плановой. Аналогичным образом блоками 12, 11, 4 и 6 формируется сигнал пропорциональньй величине отклонения перетока обменной мощности от заданного, поступающий на второй вход сумматора 7. С выхода сумматора 7 сигнал пропорциональный отклонению частоты и перетока обменной мощности и являющийся приращением управляющего воздействия, поступает на вход блока 8 распределения приращения управляющего воздействия регулятора частоты и перетока обменной мощности. В блоке 8 приращения управляющего воздействия распределяется на станции, участвующие в регулировании, путем умножения на коэффициент долевого участия станции в регулировании частоты и обменной мощности. Каждой станции соответствует свой коэффициент долевого участия, заданньй в соответствующем блоке 19. Распределенные приращения управляющего воздействия с выходов блоков 19 поступают на первые входы соответствующих блоков 25 согласова-: ния приращений управляющих воздействий. Распределенные приращения управляющего воздействия регулятора 1 частоты и перетока обменной мощности поступают на первые входы соответствующих блоков 29 формирования результирующего управляющего воздействия только в случае наличия на разрешающих входах ключей 33 блоков 25 согласования сигналов логической единицы, сформированных элементами И 34 блоков 25. Сигналы логической единицы формируются на выходах элементов И 34 при одновременном выполнении двух условий: нахождении в заданной зоне.

всех перетоков активной мощности, контролируемых ограничителями 13 перетоков, и отсутствии заданий от блоков 26 ручной коррекции модности. Контроль выполнения первого условия обэспечивается следующим образом. При значении перетока активной мощности, контролируемого i-м ограничителем 13 перетока и измеренного соответствующим блоком 18, меньшем заданной соот- ветствующим блоком 23 уставки возврата, на выходе вычитающего элемента 21 бло.ка 20 формируется отрицательньй сигнал, который, поступая на вход порогового элемента 22, блока 20, вызы- вает формирование логической единицы на его выходе, являющемся выходом блока 20. Аналогично работают блоки 20 выявления нахождения перетока в заданной зоне остальных ограничите- лей 13 перетока.

Таким образом, сигнал логической единицы на выходе элемента И 24, к входам которого подключены выходы всех блоков 20, сформируется только при нахождении в заданных зонах перетоков мощности, Контролируемых всеми ограничителями 13 перетоков. Выход элемента И 24 подключен к {п+3)-м входам блоков 25, являющимся первыми входами элементов И 34. Выполнение второго условия контролируется элементом ИЛИ-НЕ 27, к входам которого подключены выходь всех блоков 26 ручной коррекции мощности. Сигнал логической единицы сформируется на выходе элемента 27 только в случае нулевых заданий всех блоков 26. Выход элемента ИЛИ-НЕ 27 подключен к (п+4)-м входам блоков 25, являющимся вторыми входами элементов И 34. Таким образом, только при одновременном выполнении двух указанных условий на оба входа эле- ментов И 34 придут сигналы логической единицы, что вызовет формирование сигналов логической единицы на выходах элементов И 34, поступающих на разрешающие входы ключей 33 блоков 25. Следовательно, только в этом слу- чае приращение управляющего воздействия регулятора 1 частоты и обменной мощности будет принято к отработке станциями, участвующими в регулировании.

В случае ненулевого задания внеплановой мощности от одного или несколь- к,их блоков 26 ручной коррекции мощности приращения управляющего воздейст

5 0 0 , 5 Q 5

5

ВИЯ от регулятора частоты и перетока обменной мощности регулирующими станциями к отработке не принимаются. Это обеспечивается тем, что при появлении хотя бы на одном из входов элемента ИЛИ-НЕ 27, подключенных к .выходам блоков 26, отличного от нуля сигнала на выходе элемента ИЛИ-НЕ 27 будет сформирован сигнал логического нуля, который, поступив на (п+4)-е входы блоков 25, являющиеся вторыми входами элементов И 34, вызовет формирование логического нуля на выходах последних, которьй, поступив на разрешающие входы ключей 33, закроет их. Таким образом, разрывается связь между первыми вхоД-ами и первыми выходами блоков 25 согласования и на первых выходах блоков 25 обеспечивается нулевое значение приращения управляющего воздействия независимо от величины приращения управляющего воздействия на первых входах блоков 25.

В случае, если величина перетока мощности, измеренная соответствующим блоком 18, превышает уставку, заданную соответствующим блоком 17, на выходе вычитающего элемента 15 формируется величина выхода перетока мощности за уставку, большая зоны нечувствительности элемента 1&. С выхода элемента 16 сигнал, пропорцио- нальньй выходу перетока за уставку и являющийся приращением управляющего воздействия ограничителя 13 перетока, поступает на вход блока 8 и распределяется на регулирующие станции согласно коэффициентам долевого участия станций в ограничении данного перетока. С выходов блока 8 распределенные приращения управляющего воздействия поступают на соответствующие входы блоков 25 согласования приращений управляющих воздействий. Кроме того, при выходе ограничиваемого перетока за уставку на выходе вычитающего элемента 21 соответствующего блока 20 формируется положительный сигнал, а на выходе порогового элемента 22 - соответственно сигнал логического нуля, свидетельствующий о выходе перетока из заданной-зоны. При этом на соответствующем входе элемента И 24 появляется сигнал логического нуля, вызывающий формирование логического нуля на выходе элемента И 24. Сигнал логического нуля с выхода элемента . И 24, поступая на ()-и входы бло10

ков 25, связанные с первыми входами элементов И 34 и с разрешающими входами ключей 35, закрывает ключи 33 и 35. Таким образом обеспечивается отработка управляющих воздействий толь- 5 ко от ограничителей 13 перетоков мощности.

Взаимодействие ограничителей 13 перетоков активной мощности организовано с помощью выявителей 37 рассогласования знаков приращений управляющих воздействий и ключей 36. Приращения управляющих воздействий от ограничителей 13 перетоков мощности поступают на 2-е - ( входы соответствующих блоков 25 согласования, соединенные с управляемыми входами ключей 36 и с входами выявителей 37 рассогласования знаков. Каждый вход выявителя 37 рассогласования связан с двумя пороговыми элементами 38 и 39. При полученных на данную регулирующую станцию приращений управляющего воздействия от всех ограничителей 13 с одинаковым знаком сигналы логической единицы сформируются на выходах элементов только одной группы - 38 или 39, в этом случае на всех входах элементов ИЛИ другой группы - 41 или 40 будут сигналы логического нуля, что обеспечит сигнал логического нуля на одном из входов элемента И 42 и, следовательно, на его выходе, являющемся выходом выяви-

на его выходе. Сигнал логической единицы, поступив с выхода выявителя 37 рассогласования знаков, являющегося выходом элемента И 42, на запрещающий вход ключа 36, обеспечит прекращение отработки приращений управляю- Щ1К. воздействий на этой регулирующей станции до момента устранений их рассо гласования.

Блоки 29 формирования результирующих управляющих воздействий обеспечивают сложение всех приращений управляющих воздействий, пропущенных к отработке станциями, которое осущест- 5 вляется в сумматоре 30, и выработку результирующего управляющего воздействия на соответствующую станцию путем сложения суммарного приращения управляющего воздействия, полученного на выходе сумматора 30, и значения предыдущего результирукнцего управляющего воздействия, хранящегося в элементе 32 памяти. Сложение выполняется- сумматором 31.

20

25

30

Предлагаемое устройство обеспечивает координацию работы подсистем - устройства, что исключает возможность значительного выхода перетоков мощности по контролируемым связям за уставки допустимой мощности при одновременной работе нескольких ограничителей перетоков мощности. Таким образом, в устройстве могут быть увели-

теля 37 рассогласования знаков и под- 35 е™ уставки допустимой мощности конт- ключенном к запрещающему входу .ключа 36.

Таким образом, при получении приращений управляющих воздействий с 40 одинаковыми знаками на запрещающие входы ключе 36 подаются сигналы логического нуля, что обеспечивает беспрепятственный проход приращений управляющих воздействий на 2-е - 5 (п+1)-е выходы блоков 25 согласований приращений управляющих воздействий. При появлении приращений управляющих воздействий, на регулирующую станцию с разными знаками в соответствующем 50 выявителе 37 рассогласования сигналы логической единицы будут сформированы на выходах элементов И 38 и 39, с вы-

ролируемых перетоков.

Формула изобретения

Устройство автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности в энергосистеме, содержащее регулятор частоты и перетока обменной мощности, включающий блок форми рова. НИН приращения управляющего воздейст- вия1 первьй вход которого соединен с задатчиком уставки частоты, второй вход подключен к измерителю час - , тоты энергосистемы, третий вход соединен с задатчиком уставки перето; ка обменной мощности, четвертый вход соединен с измерителем перетока обменной мощности, и блок распределения приращения управляющего воздейУстройство автоматического регули рования частоты и перетоков активной мощности в энергосистеме, содержащее регулятор частоты и перетока обменно мощности, включающий блок форми роваНИН приращения управляющего воздейст вия1 первьй вход которого соединен с задатчиком уставки частоты, второй вход подключен к измерителю час - тоты энергосистемы, третий вход соединен с задатчиком уставки перетока обменной мощности, четвертый вход соединен с измерителем перетока обменной мощности, и блок распределения приращения управляющего воздейходов которых, поступив на входы

элементов ИЛИ 40 и 41, приведут к фор-55ствия, вход которого соединен с вымированию на выходах обоих элементовходом блока формирования приращения

ИЛИ сигналов логических единиц, кото-управляющего воздействия,п ограничирые, поступив на входы элемента И 42,телей перетоков мощности, в состав

сформируют сигнал логической единицыкаждого из которых входит блок фор0

5

на его выходе. Сигнал логической единицы, поступив с выхода выявителя 37 рассогласования знаков, являющегося выходом элемента И 42, на запрещающий вход ключа 36, обеспечит прекращение отработки приращений управляю- Щ1К. воздействий на этой регулирующей станции до момента устранений их рассо гласования.

Блоки 29 формирования результирующих управляющих воздействий обеспечивают сложение всех приращений управляющих воздействий, пропущенных к отработке станциями, которое осущест- 5 вляется в сумматоре 30, и выработку результирующего управляющего воздействия на соответствующую станцию путем сложения суммарного приращения управляющего воздействия, полученного на выходе сумматора 30, и значения предыдущего результирукнцего управляющего воздействия, хранящегося в элементе 32 памяти. Сложение выполняется- сумматором 31.

0

5

0

Предлагаемое устройство обеспечивает координацию работы подсистем - устройства, что исключает возможность значительного выхода перетоков мощности по контролируемым связям за уставки допустимой мощности при одновременной работе нескольких ограничителей перетоков мощности. Таким образом, в устройстве могут быть увели-

е™ уставки допустимой мощности конт-

ролируемых перетоков.

Формула изобретения

Устройство автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности в энергосистеме, содержащее регулятор частоты и перетока обменной мощности, включающий блок форми рова. НИН приращения управляющего воздейст- вия1 первьй вход которого соединен с задатчиком уставки частоты, второй вход подключен к измерителю час - , тоты энергосистемы, третий вход соединен с задатчиком уставки перето; ка обменной мощности, четвертый вход соединен с измерителем перетока обменной мощности, и блок распределения приращения управляющего воздеймирования приращения управляющего воздействия, входы которого подключены к соответствукицим задатчикам допустимой величины перетока мощности и измерителю перетока мощности, блок распределения приращения управляющего воздействия, вход которого соединен с выходом блока формирования приращения управляющего воздействия, блок выявления нахождения перетока в заданной зоне, входы которого подключены к соответствующим задатчикам уставки режима возврата и измерителю перетока мощности, блоки формирования результирующего управляющего воздействия, блок формирования команды запуска режима возврата,.входы которого соединены с выходами блоков выявления нахождения перетока в заданной зоне, а выход соединен с (п+3)-ми входами блоков формирования внеплановых заданий режима возврата, (п+2)-е входы которых соединены с выходами соответствующих блоков ручной коррекции мощности регулирующих станций, а выходы которых подключены к (п+3)-м входам соответствующих блоков формирования результирующих управляющих воздействий, отличающееся тем, что, с целью повышения -надежности автоматического регулирования в энергосистемах сложной конфигурации и большой размерности, оно снабжено

ции мощности, (п+3)-и входы подключены к выходу блока формирования команды запуска режима возврата, выходы блоков согласования приращений управляющих воздействий подключены к входам блоков формирования результи- .рующих управляющих воздействий, а выходы с 1-го по (п+1)-е, кроме того, подключены к входам с по (n-(-l)-e соответствующих блоков формирования внеплановых заданий режима возврата, кроме того, в устройство введен элемент ИЛИ-НЕ, входы которого подключены к выходам блоков ручной коррекции мощностей регулирующих станций, а выход - к (п+4)-1ч входам блоков согласования приращений Управляющих воздействий, причем каж,дьй блок согласования приращений управляющих воздействий, подсистем содержит с первого по третий ключи, выявитель рассогласования знаков приращений управляющих воздействий на данную регулирующую станцию, элемент И, причем управляемьш вход первого ключа является первым входом блока согласования, управляющий вход первого ключа подключен к выходу элемента И, первьй вход которого является (п+3)-м входом блока согласования, а второй вход которого является (п+4)-м входом блока согласования, управляемый вход второго ключа является (п+2)-м входом блока согласования, управляющий вход второго ключа

блоками согласования приращений управляющих воздействий подсистем устройст-35 подключен к ()-му входу блока сог- ва по числу регулирующих станций, ласования, а выходы первого и второго первые входы которых соединены с соответствующими выходами блока распределений приращения управляющего воздействия регулятора частоты и перето- О ка обменной мощности, входы с 2-го по (ii+1)e которого соединены с соответствующими выходами блоков распределения приращений управляющих воздействий ограничителей перетоков 45 (п+2)-е входы подключены к выходам соответствующих блоков ручноД коррекключей являются 1-м и (п+2)-ми выходами блока согласования, входы выявителя рассогласования знаков и управляемые входы третьего ключа соединены с входами блока согласования с 2-го по (h + и -й выход выявителя ра согласования знаков подключен к управляющему входу третьего ключа, выходы которого являются вы- с 2-го по (и + 1)-й блока согласования.

ции мощности, (п+3)-и входы подключены к выходу блока формирования команды запуска режима возврата, выходы блоков согласования приращений управляющих воздействий подключены к входам блоков формирования результи- .рующих управляющих воздействий, а выходы с 1-го по (п+1)-е, кроме того, подключены к входам с по (n-(-l)-e соответствующих блоков формирования внеплановых заданий режима возврата, кроме того, в устройство введен элемент ИЛИ-НЕ, входы которого подключены к выходам блоков ручной коррекции мощностей регулирующих станций, а выход - к (п+4)-1ч входам блоков согласования приращений Управляющих воздействий, причем каж,дьй блок согласования приращений управляющих воздействий, подсистем содержит с первого по третий ключи, выявитель рассогласования знаков приращений управляющих воздействий на данную регулирующую станцию, элемент И, причем управляемьш вход первого ключа является первым входом блока согласования, управляющий вход первого ключа подключен к выходу элемента И, первьй вход которого является (п+3)-м входом блока согласования, а второй вход которого является (п+4)-м входом блока согласования, управляемый вход второго ключа является (п+2)-м входом блока согласования, управляющий вход второго ключа

подключен к ()-му входу блока сог- ласования, а выходы первого и второго

подключен к ()-му входу блока сог- ласования, а выходы первого и второго

ключей являются 1-м и (п+2)-ми выходами блока согласования, входы выявителя рассогласования знаков и управляемые входы третьего ключа соединены с входами блока согласования с 2-го по (h + и -й выход выявителя расогласования знаков подключен к управляющему входу третьего ключа, выходы которого являются вы- с 2-го по (и + 1)-й блока согласования.

Изобретение относится к области электроэнергетики,а именно к регулированию частоты и перетоков активной мощности и может быть использовано в энергосистемах и энергообъединениях. Цель изобретения - повьшение надежности в энергосистемах сложной конфигурации и большой размерности. Распределение управляющего воздействия от регулятора частоты и перетока обменной мощности осуществляется при одновременном выполнении двух условий: нахождении в заданной зоне всех перетоков активной мощности, контролируемых ограничителями перетоков и отсутствии заданий от блоков ручной коррекции мощности. Распределение управлякицего воздействия от ограничителей перетоков активной мощности осуществляется в случае, если приращения управляющих воздействий от всех ограничит€ лей имеюФ едина- с ковые знаки. Построение устройства ни указанных принципах исключает возможность значительного выхода перетоков мощности по контролируемым связям за уставки допустимой мощности при одновременной работе нескольких ограничителей. 3 lyi. (Л

f

9

W

4 M

7

A

Составитель К. Фотина Редактор А. ЛежНина Техред А.Кравчук Корректор Г,Решетник

Заказ 790/58 Тираж 619 Подписное 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

фиъ.З