Способ аварийного управления перетоками мощностей в энергосистеме Советский патент 1987 года по МПК H02J3/24 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к противоаварий- ной автоматике.

Целью изо&ретения является повышение селективности.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующего способ аварийного управления перетоками мощностей в энергосистеме-; на фиг. 2 - характеристики измерительных органов устройства; на фиг.З - схема электропередачи с использованием предлагаемого, способа-.

Устройство содержит блок 1 модели- 15 пряжения с выхода блока 1 моделироварования напряжения U, (первая точка в сети) и напряжения U,., (вторая точка в сети), блок 2 измерения модуля угла, блок 3 памяти, компаратор 4, блок 5 выявления знака угла, пороговые блоки 6 и 7, логический элемент И 8, D-триггер 9, блок 10 памяти, логические элементы И 11 и 12, являющиеся входными блоками., выход 13 устройства, фиксирующий дефицит активной мощности в первой энергосистеме, и выход 14 устройства, фикси- I рующий дефи.цит активной мощности во

второй энергосистеме.

На фиг.2 приняты следующие обозна- 30 входу логического элемента И 12. Такчения: U и И - моделируемые напря- жения, формируемые согласно выраже

и + I-Z, и - 1г

(i:

кг

напряжение в месте установки

устройства;

ток по линии электропередачи;

ZK, и Z

1 - сопротивления до первой и

второй моделируемых точек сети соответственно,

Cf, - значение угла между напряжениями U| и и, при котором происходит фиксация попадания этого угла в первый заданный интервал у (при опережающем векторе V, т.е. при дефиците активной мощности в первой электрической системе); Ч з, значение угла между напряжениями 11( и и, при котором происходит фиксация попадания этого угла в первый заданньй интервал jf (при опережающем векторе и, , т.е. при дефи1щте активной мощности во второй электрической системе); Cfj, и значения углов между напряжениями U, и U, при которых . происходит фиксация попадания этих

углов во второй заданньй интервал; 0 - угол между моделируемыми напряжениями при максимально допустимом перетоке активной мощности по межсистемной линии электропередачи.

Электропередача (фиг.З) происходит по линии, содержащей устройства 15 и 16, реализующие предлагаемый способ, выключатели 17 мощности и потребители 18 мощности (нагрузки).

Блок 1 моделирования напряжений является входным блоком устройства, реализующего предлагаемый способ. Нания напряжений поступают на входы блока 2 измерения модуля угла и блока 5 .выявления знака угла. Выходной сигнал блока 2 измерения модуля угла

поступает на входы блока 3 памяти, порогового блока 6, порогового блока 7 и компаратора 4. Выход компаратора 4 через блок 10 памяти подключен к первым входам логических элементов И 11 и 12, являющихся выходными блоками устройства. Второй вход логического элемента И 11 подключен к инверсному выходу D-триггера 9, прямой выход которого подключен к второму

5

0

товый вход D-триггера 9 и третий вход логического элемента И 11 подключены к выходу логического элемента И 8, информационньй вход D-триггера 9 - к выходу порогового блока 7, а установочный вход - к выходу блока 10 памяти. Входы логического элемента И .8 подключены к выходам порогового блока 6 и блока 5 выявления знака угла.

В предлагаемом варианте реализации способа устройство работает следующим образом.

Блок измерения модуля угла в каж- g дый полупериод изменения напряжений и, и Uj, моделируемых блоком 1 моделирования напряжений, производит измерение модуля угла между этими напряжениями. После завершения каждого измерения происходит запись результата измерения в блок 3 памяти, откуда этот результат поступает на первый вход компаратора 4, На.второй вход компаратора 4 поступает результат текущего измерения Компа0

5

ратор срабатывает при условии

/tpi,,/ - . где йЧ,ад заданньй порог.

(2)

31

Срабатывание компаратора 4 фикси-

руется на заданное время блоком 10 памяти, на выходе которого появляется логическая 1. Появление логической 1 на выходе блока 10 памяти может произойти лишь при достаточно быстром изменении угла между моделируемыми напряжениями U, и Uj, т.е. при возникновении возмущений в энергосистеме (возникновении дефицита активной мощности в одной из связываемых магистральной линией электропередачи энергосистем).

Одновременно с контролем скорости изменения модуля угла электропередачи происходит контроль знака угла, что Осуществляет блок 5 выявления знака угла, на выходе которого появляется логическая 1 при U, опережающем и . Пороговый блок 6 срабатывает при вьтолнении условия

. + y /tf/ 4 . (3)

Пороговьш блок 7 срабатьтает при выполнении условия

На выходе логического элемента И 8 появляется логическая 1 при выполнении условия (З) и при появлении логической 1 на выходе блока 5 выявления знака угла. Следовательно, логическая 1 появляется на выходе

логического элемента И 8 при попада- ос вектора U (по сравнению с вектором

и, ),.что соответствует возникновению дефицита активной мощности в энергосистеме, подключенной к магистральной электропередаче в точке, в кото- 4Q рой напряжение соответствует моделируемому напряжению U, .

НИИ угла между моделируемыми напряжениями и и Uj в первый заданный интервал Y , а на выходе порогового блока 7 - при попадании модуля угла между моделируемыми напряжениями во второй заданный интервал, D-триггер 9 фиксирует последовательность появления логических 1 на выходах порогового блока 7 и логического элемента И 8. Фиксация указанной последова- 45 рлемента И 12, что свидетельствует

тельности происходит в момент появления логической 1 на выходе логического элемента И 8, подключенного к тактовому входу D-триггера 9. При появлении этой 1 (по фронту) на прямом выходе D-триггера возникает лЬгическая.1, если она в этот момент присутствовала на его информационном входе, и логический О, есо возникновении дефицита активной мопщости в энергосистеме, подключен- ной к магистральной электропередаче в -точке, соответствующей моделируемо- 5Q му напряжению U.

Таким образом, предлагаемый способ аварийного управления перетоками мощностей в энергосистемах позволяет идентифицировать энергосистему, в

ли он в этот момент присутствовал на gg которой возник дефицит активной мощуказанном входе. На инверсном выходе D-триггера 9 в обоих случаях появляются инверсные по сравнению с прямым выходом сигналы. Следовательно, появности и может быть применен для селективного принятия мер по ограничению перетоков мощности по магистральным линиям электропередачи, отключеходе D-триггера 9

ление логической 1

10

на инверсном вы- соответствует первоначальному попаданию угла между моделируемыми напряжениями в первый за- данньй Интервал, а появление логической 1 на прямом выходе D-триггера 9 возможно лишь в случае первоначального попадания угла между моделируемыми напряжениями во второй за- данньй интервал. На выходе выходного логического элемента И 11 сигнал может появиться лишь при одновременном срабатьгоании блока 10 памяти,

15 логического элемента И 8 и наличии логической 1 на инверсном выходе D-триггера 9, что возможно лишь при первоочередном срабатьюании логического элемента И 8 (по сравнению с по20 роговым блоком 7). На выходе выходного логического элемента И 12 сигнал (логическая 1) может появиться лишь при одновременном срабатьшании блока 10 памяти и появлении сигнала ло25 гическая 1 на прямом выходе D-триггера 9, что возможно лишь при первоочередном срабатывании порогового блока 7 (по сравнению со срабатьша- .нием логического элемента И 8).

30 Таким образом, на выходе логического элемента И 11 появляется сигнал в случае достаточно быстрого изменения модуля угла между моделируемыми напряжениями и опережающем характере

и, ),.что соответствует возникновению дефицита активной мощности в энергосистеме, подключенной к магистральной электропередаче в точке, в кото- 4Q рой напряжение соответствует моделируемому напряжению U, .

При тех же условиях, но при опережающем характере вектора U появляется сигнал на выходе логического

о возникновении дефицита активной мопщости в энергосистеме, подключен- . ной к магистральной электропередаче в -точке, соответствующей моделируемо- 5Q му напряжению U.

Таким образом, предлагаемый способ аварийного управления перетоками мощностей в энергосистемах позволяет идентифицировать энергосистему, в

которой возник дефицит активной мощности и может быть применен для селективного принятия мер по ограничению перетоков мощности по магистральным линиям электропередачи, отключения генерирующих мощностей, потреби- телекГ активной мощности, деления энергосистем. Способ может быть использован на линиях электропередачи со знакопеременным направлением передачи активной мощности, При исчезновении дефицита активной мощности в энергосистемах условия (2), (3) и (4) не выполняются, компаратор 4, пороговые блоки 6 и 7 и логический элемент И 8 возвращаются в исходное состояние, через заданное время устанавливается сигнал логического о на выходе блока 10 памяти, приводя в исходное состояние D-триггер 9. Устройство в целом приходит в исходное состояние.

На фиг. 3 представлен пример использования предлагаемого способа путем одновременного применения двух устройств, установленных на противоположных концах магистральной линии электропередачи. При возникновении дефицита активной мощности, например, в энергосистеме с эквивалентной ЭДС Е, функционирование устройства 15, реализующего предлагаемый способ, соответствует случаю опережения вектором и вектора U, , а функционирование устройства 16 происходит при опережающем характере напряжения U. На выходе 13 устройства 15 возникает сигнал, воздействующий на потребители 18 мощности, выключатель 17 мощности и генерирующие мощности второй энергосистемы. В случае отказа выключателя 17 мощности воздействие, произведенное на энергосистему сигналом с выхода 13 устройства 15,может оказаться недостаточным. Аналогичная ситуация может возникнуть и при отказе самого устройства. В этом случае при дальнейшем росте угла между моделируемыми напряжениями появляется сигнал на выходе 14 устройства 16 и производит дополнительное воздействие на энергосистему (воздействие можно считать резервным) . При этом осуществляется резервирование в случае отказа выключателей мощности или отказа самого устройства. Следовательно, устройства, реализующие предлагаемьш способ , осуществляют взаимное резервиро - вание.

Формул а изобретения

Способ аварийного управления перетоками мощностей в энергосистеме, согласно которому моделируют векторы напряжений U, и Uy двух точек элект- ропередачи, измеряют модуль угла между моделируемыми векторами напряжений, определяют скорость изменения

угла между моделируемыг и векторами напряжений, сравнивают ее с уставкой, выявляют дефицитную и избыточную части энергосистемы и в случае превышения скорости изменения угла уставки

отключают генераторы в избыточной части и нагрузки в дефицитной части энергосистем :, и производят деление энергосистемы, отличающий- с я тем, что, с целью повьшения селективности, избыточную и дефицитную части энергосистемы выявляют в результате того, что фиксируют знак угла между моделируемыми напряжениями, принимая угол положительным при

опережающем характере напряжения U, , по сравнению с напряжением U-, фикси- рутот факт и момент попадания угла между моделируемыми напряжениями с учетом его знака в первый заданньй

интервал, ограниченный углами q), и cfi + , фиксируют факт и момент попадания модуля угла между моделируемыми напряжениями во второй заданный интервал, ограниченный углами Ц) и

-(j, и в зависимости от зафиксированной последовательности попадания угла между моделируемьади напряжениями в.первьш и второй интервалы выявляют дефицитную и избыточную части энергосистемы, причем часть энергосистемы, которой соответствует моде- .лируемое напряжение U, , считают избыточной при первоочередном попадании угла между моделируемыми напряжениями в первьш заданньй интервал и дефицитной при первоочередном попадании уг- ла между моделируемыми напряжениями во второй заданный интервал, причем первый и второй заданные интервалы выбирают вне зоны существования максимально допустимых углов между моделируемыми напряжениями рабочего режима энергосистемы, частично совпадающими и удовлетворяющими условиям

tf,- Ч а I

с, + У 2- - cf .

и.

фуа.2

Редактор О.Юрковецкая

Составитель К.Фотина Техред В.Кадар

Заказ 4236/48Тираж 617Подписное

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

Фиг. 5

Корректор А.Обручар

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение селективности. Для этого моделируют вектора напряжений в двух точках электропередачи. Сравнивают скорость изменения угла между упомянутыми векторами напряжений с уставкой. Фиксируют знак угла и последовательность попадания угла в заданные интервалы. По выявленной последовательности определяют дефицитную и избыточную части энергосистемы. В случае превышения скорости изменения угла уставки отключают генераторы в избыточной части и нагрузку в дефицитной части энергосистемы и производят деление энергосистемы. 3 ил. е (Л САЗ СО 4 СП