Устройство для автоматического регулирования электрической нагрузки Советский патент 1987 года по МПК H02J13/00 

Изобретение относится к электротехнике, я именно к автоматизации управления элект- ронотреблением промышленных предприятий в часы максимума нагрузки энергосистемы, и может быть использовано в любой отрасли для ограничения электропотребления на заданном уровне.

Делью изобретения является повышение надежности работы электрооборудования.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 выбора объектов регулирования, блок 2 определения отключаемой нагрузки, блок 3 рассогласования, блок 4 определения необходимой регулируемой моп1,ности, блок 5 определения возможной МОН1НОСТИ, блок 6 приема информант, датчики 7 расхода электроэнергии, б;1ок 8 сравнения, блок 9 лимитов времени, пульт 10 унравления, блок 11 временных задержек, куда входят: запоминающее устройство 12, схема И 13, счетчик 14 времени, триггер 15, управляющий выход 16; блок 17 управления, куда входят: таймер 18, схема И 19, схема 20 синхронизации, триггер 21 запуска, счетчик 23 адреса нагрузки, пульт 23 уставок, управляющий выход 24, синхронизирующие выходы 25- 30, выход 31 адреса нагрузок, выход 32 управления записью и выход 33 значения уставок.

Устройство работает следующим образом.

Информация о расходах электроэнергии поступает от датчиков 7 на вход блока 6 приема инфор.мации. Блок 6 приема информации (БПИ) производит последовательный опрос датчиков 7, выделяет на фоне помехи полезные сигналы, которые затем со своим весовым коэффициентом для перевода в именованные единицы измерения поступают . на вход блока 5 определения возможной нагрузки (Рв). Одновременно блок 6 определяет текущую мощность (Рток.), усредненную за выбранный отрезок времени, например 1-5 мин.

Блок 5 определения возможной нагрузки по информации, поступающей из блока 6, и значению заявленной мощности (Рв) с пульта 10 управления производит по времен- меткам, приходящим с таймера 18, вычисление возможной мощности (Ра), которую потребитель может использовать до конца контролируемого отрезка времени, например полчаса, в часы максимума нагрузки энергосистемы, не рискуя превысить заданный лимит мощности. Вычисление Р производится по формуле

р 0,5-Рэ-Этск

0,5-/тс.

где Этск-потребление электроэнергии с начала контролируемого получаса в часы максимумов нагрузки энергосистемы;

/тек - время, прощедшее с начала получаса;0,5 - 30-минутный отрезок времени.

0

Блок 4 определения необходимой регулируемой мощности (Рм) по сигналу с таймера 18 определяет разность между значением текущей мощности, поступающим с блока 6 и значением возможной мощности, поступа- ющим с блока 5:

Р„ Ятек-Рв

Значение необходимой регулируемой мощности (Рн) со своим знаком поступает па первые входы блока 3 рассогласования, на вторые входы которого поступает значение величины отключенной мощности (Ротк) с блока 2 определения величины отключаемой нагрузки. Блок 3 рассогласования представляет собой обычный комбинационный сумма- г тор, выполняющий функции определения разности ДР,

ДР Р„-Роткл

Блок 17 управления осуществляет управление и синхронизацию работы блоков устройства. Он содержит таймер 18, который 0 вырабатывает значение текущего времени (/), метки времени усреднения для определения текущей мощности (Ртск) в блоке 6 и возможной мощности (Рк) в блоке 5, а также метку времени, когда производится сравнение РТСК с РВ в блоке 4 с одновременным начальным сбросом блока 2 определения отключаемой нагрузки. Генераторный выход таймера соединен с первым входом схемы И, выход которой подключен к счетному входу схемы синхронизации.

Схема 20 синхронизации представляет собой счетчик с дешифратором. Она обеспечивает получение шести синхронизирующих сигналов (25-30). 30 схемы 20 соединен со счетным рходом счетчика 22 адреса нагрузок. Разрядность счетчика 22 определяется числом нагрузок, участвующих в регулировании. Частота сигналов, поступающих с таймера на вход схемы синхронизации, выбирается из условия, чтобы за выбранный отрезок времени, например 20-60 с, была обеспечена возможность опросить со счетчика 22 адреса нагрузок все управляемые нагрузки, причем каждому адресу выбранной нагрузки соответствует полный набор синхронизирующих сигналов со схемы 20 синхронизации.

5

0

5

0

С пульта 23 задания уставок производится по каждой нагрузке занесение в блок лимитов уставок, характеризующих допустимо возможное время отключение нагрузок, а в устройство памяти блока временных задержек заносится по каждой нагрузке уставка, указывающая, сколько времени необходимо затратить для достижения стационарного состояния электросети после ее включения или выключения. Одновременно адрес выбранной нагрузки заносится в счетчик 22 адресов нагрузок.

Триггер 21 запуска служит для подготовки блока лимитов времени в исходное состояние при начальной установке пульта 10 управления сигналом «Сброс. После окончания сигнала «Сброс схема 20 синхронизации и счетчик 22 адресов нагрузки начинают работать. Производится обнуление всех ячеек памяти блока задания лимитов, хранящих время отключения нагрузок, пока сигналом переполнения со счетчика 22 триггер запуска не установится в состояние «1.

Блок лимитов времени содержит устройство памяти для хранения уставок на максимально возможное время отключения нагрузок, участвующих в процессе регулирования режима электропотребления. Уставки задаются энергодиспетчером с пульта 23 задания уставок предварительно. Одновременно блок лимитов времени определяет по сигналу «Выкл/Вкл с блока 1 выбора нагрузок время, на которое была отключена та или иная нагрузка, сравнивает его с соответствующей данной нагрузке уставкой и, если время отключения превыщает уставку, выдает сигнал в блок 2 определения отключаемой нагрузки, указывающий на необходимость отключения данной нагрузки или включения ее в работу.

Блок 11 временных задержек работает следующим образом.

По сигналам о включении или выключении нагрузки, вырабатываемым блоком 2 определения отключаемой нагрузки, которые вместе с адресом нагрузки (31) являются адресными входами запоминающего устройства 12, опращивается соответствующая ячейка, где предварительно с пульта 23 занесения уставок записано значение временной задержки, необходимой, чтобы избежать недопустимых перегрузок электросети после включения или выключения данной нагрузки. Данное значение временной задержки по переднему фронту синхросигнала (29) с блока 17 управления записывается в счетчик 14 времени. По синхросигналу (29) с блока 17 управления триггер 15 устанавливается в состояние «1, открывает схему И 13 и одновременно закрывает схему И 19. Сигналы с генераторного выхода таймера 18 через схему И 13 начинают поступать на вычитающий вход счетчика 14 времени. Данный процесс происходит до тех пор, пока не наступает обнуление счетчика. В это.м случае сигнал переполнения с выхода счетчика 14 устанавливает триггер 15 в состояние «О. Нулевой выход триггера 15 в этом случае устанавливает счетчик 14 времени в исходное нулевое состояние и открывает схему И 19 для поступления сигналов на счетный вход схемы синхронизации, а единичный выход триггера 15 закрывает схему И 13. Таким образом, блок готов к анализу следующей нагрузки.

Блок 2 определения отключаемой нагрузки работает следующим образом.

Блок 3 рассогласования вычитает из значения необходимой мощности отключения, поступающего со своим знаком с блока 4,

значение уже отключенной мощности, поступающее с блока 2.

Если разность АР с блока 3 имеет положительный знак, то необходимо произвести отключение части нагрузок, участвующих в регулировании. В этом случае блок 2 по сигналу (27) с блока управления производит анализ адреса нагрузки (31), поступающего от счетчика 22 адресов, и сигнала о состоянии нагрузки, поступающего с блока 9 лимитов времени. При этом возможны варианты:

1.Выбранная по данному адресу нагрузка уже отключена

если время ее отключения не превышает 5 уставки, то осуществляется переход к анализу следующей нагрузки, если превьипает, то в блок 1 подается сигнал о необходимости ее включения в работу, а величина РОТКЛ, поступающая на вход блока рассогласования, у меньщается на величину электри- 0 ческой мощности данной нагрузки.

2.Выбранная по данному адресу нагрузка включена

если время ее предыдущего отключения не превышает заданной уставки, то в блок 1

5 выдается сигнал на ее отключение и к величине РОТКЛ добавляется значение электрической мощности данной нагрузки; если превыщает, то все остается без изменений и производится переход к анализу следуюпюй нагрузки.

0 Если разность АР с блока 3 имеет отрицательный знак, то абсолютное значение сравнивается с порогом (/7), значение которого задается с пульта управления. При блок 2 производит включение регу- лируюпдих нагрузок, а если . то ве5 личина отключенных нагрузок не изменяется. Величина Я выбирается из условия, что значение порога (П) больше любой из нагрузок.

Блок 1 выбора объектов регу.1ирования 0 работает следующим образом.

По сигналу (31) со счетчика 22 адреса нагрузок блока 17 управления в блок 9 лимитов времени и в блок 2 определения величины отключаемой нагрузки выдается

5 управляющий сигнал о состоянии выбранной нагрузки («Включена/Выключена). Ответной реакцией этих блоков будет выдача с блока 2 управляющих сигналов на включение или отключение выбранной нагрузки. Пульт 10 управления позволяет вызывать

0 на индикацию значения Р текуп1его времени, производить запуск всего устройства, а также задавать необходимые пороги чувствительности и заявленной мощности.

Предлагаемое устройство позволяет упорядочить во времени включение разнотип ных нагрузок и избежать аварийных ситуаций, возникающих при быстром включении или выключении электрических нагрузок. Возможность задания измерений временных

задержек при включении нагрузок позволяет оптимизировать этот процесс.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования электрической нагрузки по авт. св. № 1181059, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы электрооборудования, в устройство введен блок временных задержек, содержащий счетчик времени, триггер, схему И, запоминающее устройство, адресные входы которого подключены к управляющим выходам блока определения отключаемой нагрузки и к адресным выходам счетчика адреса блока управления, информационные входы и вход управления записью подключены к соответствующим выходам пульта задания уставок блока управления, а информационные выходы - к установочным входам счетчика времени, управляющий занесением вход которого подключен к соответствующему выходу схемы синхронизации, вход управления сбросом счетчика времени подключен к нулевому выходу триггера, R- вход которого подключен к выходу переноса счетчика времени, а S-вход - к соответствующему выходу схемы синхронизации блока управления, единичный -выход триггера подключен к первому входу схемы И, второй вход которой подключен к генераторному выходу таймера, а выход схемы И подключен к вычитающему входу счетчика времени, в блок управления введена схема И, причем генераторный выход таймера подключен к счетному входу схемы синхронизации через первый вход схемы И, второй вход которой подключен к нулевому выходу триггера блока временных задержек.

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - повышение надежности работы электрооборудования. Для достижения указанной цели в устройство введен блок 11 временных задержек. По сигналам о включении или выключении нагрузки с блока 2 определения отключаемой нагрузки опрашивается соответствующая ячейка запоминающего устройства 12, где предварительно с пульта задания уставок 23 было записано значение временной задержки, которая необходима, чтобы избежать недопустимых перегрузок сети. Данное значение временной задержки по переднему фронту синхросигнала (29) записывается в счетчик времени 14, а триггер 15 открывает схему И 13, одновременно закрывая схему И 19. Сигналы с таймера 18 поступают на вычитающий вход счетчика времени 14 до его обнуления. Сигнал переполнения с выхода счетчика 14 устанавливает триггер 15 в нулевое состояние. Нулевой выход триггера 15 устанавливает счетчик времени в нулевое положение и открывает схему И 19 для поступления сигналов на счетный вход схемы синхронизации. Таким образом, блок подготовлен к анализу следующей нагрузки. 1 ил. (Л в, Dj У оо ел Oi оо N