Система управления потребителями-регуляторами мощности Советский патент 1987 года по МПК G05D9/12 

Изобретение относится к промышленной энергетике и может быть использовано для автоматизации управления режимом электропотребления установок используемых в качестве потребителей регуляторов мощности в часы максимальных нагрузок энергосистемы.

Целью изобретения является повышение точности выдерживания заданно- го. лимита электропотребления с учето графика изменения суммарной мощности предприятий и снижение отрицательного влияния регулировочных мероприятий на технологический процесс пу- тем учета фактической мощности предприятий и сравнения ее с заданным лимитом в часы максимума нагрузки энергосистемы.

На фиг.1 приведена функциональ- ная схема системы; на фиг,2 - пример практической реализации порогового элемента; на фиг.З - временные диаграммы работы порогового элемента.

Система содержит датчик 1 расхода электроэнергии, установленный на. индукционном электросчетчике суммарного потребления электроэнергии, двоично-десятичный счетчик 2, цифро- аналоговьй преобразователь.(ЦАП) 3, пороговый элемент 4, коммутатор 5, таймер 6, генератор 7 опорной частоты, формирователь 8 сигнала сброса, формирователь 9 стробирующих импульсов, логический блок 10, состоящий и вычитателя 11, выход которого подключен к пороговым элементам 12 и 12. , Первый вход вычитателя 11 соединен с выходом блока 13 датчиков и первым входом блока 14 индикации и сигнали- зации, второй вход вычитателя 11 - с выходом коммутатора 5,

Блок 15 управления содержит ключевые элементы 16.,16 , реверсивный двоично-десятичный счетчик 17, эле- менты 18.,,I8j задержки, формирователи 19, 19j стробирующих импульсов , усилители 20 ,...,20 ,20 ..,20 , дещифратор 21 команд и репейные элементы ...22 ,22 ...22 5 , приче первые входы ключевых элементов 16 и 165, соединены с выходом формирователя 9 стробирующих импульсов, вторые - выходами соответствующих пороговых элементов 12 и 12„, а выход подключен к входу реверсивного двоично-десятичного счетчика 17 и че- ре элементы 18, ,18j задержки и формирователи 19,,197 стробирующих импульсов соединен с вторым входом усилителей 20 ..,20 . Вход дешифратора 21 команд соединен с выходом реверсивного двоично-десятичного счетчика 17, а каждый выход дешифратора 21 соединен с первыми входами двух усилителей 20 - 20 и усилителей 20 - 20 , выходы которых подключены к входам релейных элементов 22 - 22 , соединенных своим выходом с вторым входом блока 14 индикации.

Система управления работает следующим образом.

С датчика 1 расхода, представляющего собой устройство преобразования значений текущей совмещенной мощности предприятия в унитарный двоичный код, импульсы поступают на счетный вход двоично-десятичного счетчика 2, обнуление (сброс) которого осуществляется через каждые 0,5 сигналом сброса, сформированным формирователем 8. Код, пропорциональный величине потребления электроэнергии во время 30-минутного интервала, поступает на ЦАП 3, с выхода которого напряжение , пропорциональное входному коду, подается на коммутатор 5 и пороговый элемент 4, вьщаю- щий сигнал на второй вход коммутатора 5 в момент равенства напряжения ЦАП 3 и предельно допустимого напряжения U „р, пропорционального допустимому значению потребления электроэнергии в часы максимумов нагрузки энергосистемы. Время прохождения максимума нагрузки в энергосистеме устанавливается на таймере 6 который управляет работой коммутатор 5, подключая сигнал предельного значения мощности на все время прохождения максимума нагрузки в энергосистеме. В остальные часы суток на вход вычитателя 11 поступает с ЦАП 3 сигнал Ujp , пропорциональный потреблению электроэнергии за получасовой интервал. Генератор 7 опорно частоты вырабатьшае т один сигнал, который через формирователь 8 сброса обнуляет счетчик 2, а второй - через формирователь 9 стробирующих импульсов управляет ключевыми элементами 1 6.

С блока 13 датчиков сигнал в виде постоянного напряжения U , пропорционального по величине контролируемом параметру, поступает на блок I4 индикации и первый вход вычитателя где вычисляется разность

ли Uj и

-1

а результат вычисления с учетом его знака подается на два пороговых элемента 12 и 2-i4 определяющих зоны нечувствительности системы. Зона нечувствительности необходима для уменьшения количества пусков и остановов исполнительных механизмов. Границы зоны нечувствительности определяются допустимым по условиям технологии режимом работы потребителей- регуляторов перед наступлением очередного максимума нагрузки электросистемы или окончания получасового интервала и задаются величиной напряжения 1 Ua.

Если при вычислении напряжения iJU имеет место неравенство

ЛП 7 + и.

(2),

то на выходе порогового элемента появляется сигнал, разрешающий включение исполнительных релейных элементо 22. Этот сигнал поступает на вход ключевого элемента 16 , который открывается передним и закрывается задним фронтом стробирующего импульса формирователя 9. При открытом ключевом элементе сигнал, разрешающий включение исполнительных механизмов, поступает на вход сложения реверсивного счетчика 17 и на вход формирователя 19 стробирующих импульсов через элемент 18 задержки.

К выходу счетчика 17 подключен дешифратор 21, количество выходов которого равно количеству исполнительных механизмов. Каждьп выход дешифратора подключен к двум усилителям 20 и 20, мощности, нагрузкой которых являются релейные элементы 22, и 22. . Стробирование усилителей необходимо для повьшзения помехозащищенности устройства и формирования команды на включение и отключение релейных элементов.

Сигнал, разрешающий включение исполнительных механизмов, поступает на первьш вход усилителя 20 . При появлении на втором входе усилителя стробирующего импульса срабатывает релейный элемент и включается первый потребитель-регулятор или часть его нагрузки.

1332274

, Вычисление jlJ происходит непрерывно, а стробирующие импульсы формирователя 9 появляются периоди- 5 чески через /it. Если при очередном стробирующем импульсе сохраняется Неравенство (2), то снова формирует

релейных элементов, и в работу включается второй потребитель-регулятор или его дополнительная часть мощности. .Включение исполнительных механизмов продолжается до тех пор, пока с датчиков состояния технологического процесса не поступит напряжение - ли, т.е. до тех пор, пока не выполнится неравенство

ли.

- и

5(3)

20

В этом случае на выходе порогового элемента 12„ появляется сигнал.

5

0

5

0

5

0

разрешающий отключение исполнительных механизмов. Этот сигнал поступает на вход ключевого элемента le, который открывается тем же стробирую- щим импульсом,.что и элемент 16. При открытом ключевом элементе 162 сигнал, разрешающий отключение релейных элементов, поступает на вход усилителя 20J по цепи вход вычитания счетчика - дешифратор 21 - усилитель 20 5. Одновременно данный сигнал поступает на формирователь 192 строби- рующего импульса через элемент 18 задержки. При появлении на втором входе усилителя 20 стробирующего импульса срабатывает релейный элемент 22 2 и отключается первый исполнительный механизм. Если при отключенном первом механизме продолжает сохраняться неравенство (3), то при поступлении очередного стробирующего импульса отключается второй исполнительный механизм и т.д. Одновременно в блоке 14 сигнализации включается индикация, указывающая на количество включенных исполнительных механизмов и состояние датчиков.

Порох овьш элемент 4 собран на базе компараторов К521СА2 с соответствующей обвязкой и работает следующим образом. На один вход подается с ЦАП 3 напряжение U, пропорциональное потребленной электроэнергии за 5 время t (например, 0-30 мин), на второй вход - напряжение U, пропорциональное допустимому расходу электроэнергии за контролируемый ни51

тервал времени (принято контролировать 30 мин). Так как каждому потребителю устанавливают свой лимит, а потребитель имеет конкретнуто регулировочную способность, то диспетчер для исключения перерасхода (штрафньк

санкцт) выбирает LLp на 8

20%

меньше значения, .соответствующего выделенному лимиту (фиг.Зб),

В период действия ограничений возможны, два варианта злектропотребле- ния: фактический расход электроэнергии равен или превьш1ает значение, выбранное диспетчером с учетом выделенных лимитов, регулировочной способности пред 1РИЯТИЯ и личной квалификации; фактический расход электроэнергии не превьппает ,

Каждый из режимов характеризуется величиной напряжения, пропорциональной фактическому расходу, В зависимости от и и выбранного диспетчером напряжения U „р на выходе порогового элемента 4 формируется напряжение, определяемое в общем виде напряжением и (фиг.2)

Ra ,, . Ri

и,

R, + R

U. -f

R, + R

и

KOMtt

(4)

Если и -с Unp , TO второе сла- 1 аемое выражения (4) равно А/ О, а на выход порогового элемента поступает напряжение U , пропорциональное фактическому расходу электроэнергии (фиг,За).

В достижения порога срабатывания

(и

Ф

I ППР ) на выходе

элемента 4 скачком увеличивается напряжение . на величину, определяемую соотношением сопротивлений R и R и выходным напряжением микросхемы

332274

К521СЛ2 (и,,,

и

вых. .МИК.С

(фиг.Зб).

), т.е.

10

15

25

,30

40

Формула изобретения

Система управления потребителями- регуляторами мощности, содержащая последовательно соединенные двоично- десятичный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные генератор опорной частоты, и формирователь стробирующих импульсов, выход которого подключен к первому входу блока управления регуляторами, таймер, блок датчиков,- подключенный выходом к первому входу логического блока и к первому входу блока индикации и сигнализации, второй вход которого соединен с выхо20 дом блока управления регуляторами, второй и третий входы которого, подключены к соответствующим выходам логического блока, о тличаю- щ а я с я тем, что, с целью повышения точности выдерживания заданного лимита электропотребления, введены датчик расхода электроэнергии, формирователь сигнала сброса, пороговый элемент и ком1-13 тато р, выход которого подключен к второму входу логического блока, выход датчика расхода электроэнергии соединен с первым входом двоично-десятичного счетчика, второй вход которого под35 ключен к выходу-формирователя сигнала сброса, соединенного входом с выходом генератора опорной частоты, выход цифро-аналогового преобразователя подключен к входу порогового элемента и к первому информационному входу коммутатора, соединенного управляющим входом с выходом таймера, а вторым информационным входом - с выходом порогового элемента.

OmllAn Vf.

От 4ucel- i

I--о

Изобретение относится к промьш- ленной энергетике и может быть использовано для автоматизации управления режимом электропотребления установок, используемьп в качестве потребителей-регуляторов мощности в часы максимальных нагрузок энергосистемы. Изобретение позволяет решить задачи управления потребителями-регуляторами (ПР) в условиях лимитирования электропотребления с учетом суммарного фактического потребления электроэнергии предприятием, контроля по световой индикации количества включенных исполнительных механизмов ПР и снижения отрицательного влияния i на выпуск продукции при вынужденном применении регулировочных мероприятий в часы максимальной нагрузки энергосистемы. Это достигается путем подключения импульсного датчика расхода электроэнергии к двоично-десятичному счетчику получасового потребления электроэнергии, двоично-деся- тичньш код которого цифроаналоговым преобразователем превращается в напряжение, пропорциональное потребляемой энергии за предшествующий интервал времени. Полученное напряжение сравнивается в часы утренних и вечерних максимумов нагрузки энергосистемы пороговым элементом с напряжением, пропорциональным предельно допустимому значению получасового расхода электроэнергии. Такое техническое решение позволяет отключать потребители-регуляторы, работающие в часы максимума нагрузки энергосистемы, только в тех случаях, когда суммарный расход электроэнергии предприятием достигает предельно : допустимого значения. 3 ил. 1C (Л с со со ю INS 4;

и

и

лимит

и

пр

f ff6f -f ja,aKC

а, JO 20 30 fO 50 60 Фиг.З

Составитель Л.Цаллагова Редактор И.Николайчук Техред И.ПопоБИЧ Корректор М. Демчик

Заказ 3830/42 Тираж 863Подписное

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