Способ ограничения перетоков мощности по линии электропередачи Советский патент 1989 года по МПК H02J3/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического и ручного регулирования (ограничения) перетока мощности по линии (линиям) электропередачи между энергосистемами, электростанцией и энергосистемой, электростанцией и мощными узлами синхронной нагрузки.

Цель изобретения - повьш1ение эффективности использования пропускной способности линий электропередачи путем повьшгения точности определения предельной .загрузки связи.

Определение фактической величины предельного перетока мощности по линиям электропередачи достигается путем использования результато.в периодического решения уравнения режима электропередачи

((Q-QJ P

(I)

о f чх Хо 1п

где P,Q - замеренная активная и реактивная мощность электропередачи;

собственные активная и реактивная мощности электропередачи;

Р - максимальная взаимная мощ- m

ность электропередачи; . uf; Q,B,,-

Pn,Y,a U.-Ua;

G , Р,„ - собственная активная и реактивная проводимости электропередачи;

Y „ - взаимная провод мость электропередачи;

05

а сд

U,llj - напряжения в точках электропередачи с неизменными напряжениями (напряжение шин энергосистем, электростанций с автоматическим регулированием напряжения генераторов, постоянная ЭДС эквивалентного синхронного двигателя узла нагрузки и др.)

Уравнение (1) содержит три неизвестных параметра „ , 0, . Для их определения необходимо располагать

тремя парами значений активных и реактивных мощностей, зафиксированных с одного конца передачи: Р , 0 ;

О,

з.

О вблизи тин 2 Vi

ного напряжения при малых ях.

(р,-PO). + (Q,-QJ р„

(P.-PO)(QZ-QO)

(Р,-РС) +(Q3-Q,) Р

(2)

T3-i

т

в результате решений этой систе- могут быть определены искомые параметры О

о

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение эффективности использования пропускной способности.линии электропередачи. Для этого периодически измеряют активные и реактивные мощности контролируемой линии, запоминают результаты трех замеров, составляют три уравнения режима электропередачи. Совместное решение этих уравнений дает величину предельного значения перетока. Это значение сравнивают с измеренным значением и изменяют мощность электростанций в зависимости от результата сравнения. 2 ил.

П iQilQlHSLlE2)li9ll9J)(P2-P3)- lPi-P) (Pa-Pi) (Рг-Р,) 02(P,-P,)(,)- (,)(Q,-Q;)-

Р J(Q -о f+ )li-(9ii2ellriPiiPi)lT.

Т ° 12(Pt-Pa)J

.,(Q,-Qof .

Предельное значение мощности оп-Окончательная формула для расчета

ределяется из выражения: 25 предельной мощности получается в результате подстановки в выражение (6) значений РО и Р из выражений

р Р +р

прел о

(6)

(А) и (5):

V -р, - (Q,-Q./ -(Q.-Q,) - Н «,-«.) - ..-| лISpr.-.:.) j

В это выражение входят замеренные на одном конце передачи и зафиксированные значения активной и реяктив ной мощностей: Р,, Q,; Г, РЗ QJ, а также значение реактивной мощности (3), выраженное через эти же измеренные значения мощностей.

Отсчеты значений Р и Q должньт производиться через такие интервалы времени Т, при которых уверенно фиксируются -изменения величин этих параметров и, вместе с тем, практически сохраняется постоянство величин определяемых параметров „, 0, Г. Периодичность отсчета величин режимных параметров, используемая в системах АСДУ, АСУТП электростанций, для рассматриваемой целей достаточна. Если энергосистемы соединяются ..несколькими линиями электропередач, то их активные и реактивные мощности, относящиеся к одному моменту времени, должны суммироваться.

(3)

(4) (5)

(А) и (5):

(7)

Изложенный способ вычисления фактической величины предельного перетока может быть также использован для осуществления ручного регулирования. В этом случае на пульт диспетчера выводится указатель (цифровой или аналоговый) фактической величины коэффициента запаса, вычисляемого по формуле

К

PluSilPЗИП

При превышении им допустимой ве- ЛИЧИНЫ диспетчеру подается сигнал на разгрузку связи.

Для реализации предлагаемого способа ограничения перетоков мощности не требуются каналы телепередачи, предварительные расчеты значений предельных перетоков по связи, а требуются лить замеры активной и реактивной мощностей на одном конце линий.

вхпдя11дах в состав контролируемой электропередачи.

На фиг. 1 представлена Лу гкиио- нальная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема входящего в устройство вычислительного блока.

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит блок 1 согласовании и суммирования активной мощности электропередачи, блок 2- - выявитель перегрузки электропередачи, блок 3 формирования управляюишх воздействий, блок 4 согласования и суммирования реактивной мощности, коммутаторы 5 и 6, блоки 7 и 8 управления коммутаторами реактивной и активной мощности, блоки-9-14 запоминания реактивной и активной мощнос блок 15 вычисления фактического

ТИь

предельного значения мощности электропередачи, состоящий из десяти сумматоров 16-25, четырех квадраторов 26-29, трех инверторов 30-32, трех элементов 33-35 извлечения квадратного корня.

Устройство, реализующее способ, работает следуюгдам образом.

Вход блока предназначен для приема измеренного значения активной мощности (Р). Если контролируемая электропередача образуется не одной, а несколькими линиями, в блоке 1 производится суммирование перетоков активной мощности по этим линиям. Первый выход блока 1 соединён, с первым входом блока 2, в котором происходит сравнение измеренного перетока с вычисленным фактическим предельным значением. Выход блока 2 соединен с входом- блока 3 формирования управляющего воздействия, который формирует управляющее воздействие по пропорционально-интегральному закону.

Дпя вычисления фактического предельного значения перетока мощности по линиям электропередачи предназначены блоки 4-35. Вход блока 4 предназначен для приема измеренного значения реактивной мощности связи (Q) Б том случае, если контролируемая связь образуется несколькими линиями, в блоке 4 происходит суммирование реактивной мощности этих линий. Выход блока 4 соединен с первым входом блока 5, второй выход блока 1 - с первым входом блока 6, вторые вхо

10

20

7665

блоков

ы

5 и 6 соединены с выходами соответственно блоков 7 и 8. Блоки 5 и 6 предназначены дпя фиксации с заданной периодичностью значений реактивной и активной мощностей. Периодичность фиксащги активной и реактивной мощностей задается блоками В и 7. Первые выходы блоков 5 и 6 соединены соответственно с входами блоков 9 и 10, предназначенных для запо№1нан1-1Я значений реактивной Q(Q,) и активной Г(Г) мот- ностей. Вторые выходы блоков 5 и 6

15 соединены соответственно с входами блоков 11 и 12, предназначенных для запоминания значений реактивной () fQ,) и активной Г(„,12 ) мощнос- тГй , отвечающих пpe IhlдyI eй точке измерения. Третьи выходы блоков 5 и 6 соединены с входами блоков 13 и 14, предназначенных для запоминания значений реактивной Qj, Р- активной Г Т, мощностей, отвр.чаршх точке

25 из ерения, предшествующей предыдущей. Выходы блоков 9-14 соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, щестым входами

блока 15.

В вычислительном блоке 15 выполняются четыре основные операции; в соответствии с выражениями (4), (3), (5), (6) определяются соответственно значения максимальной взаимной мощности электропередачи Р, собственной реактивной мощности электропере30

дачи 0, собственной активной мощности электропередачи Р , фактического предела мощности электропередачи

40 пред

Вычисление Р„ происходит с использованием сумматоров 16-18, квадрато- роп 16 и 27 элемента 33 извлечение квадратного корня. На входы сумма- 45 торов 16 и 17 подают измеренные и зафиксированные значения соответственно активной Р| и реактивной Q, мощностей линий электропередачи с выходов блоков 10 и 9 запоминания. Выходные сигналы сумматоров 16 и 17 пропорциональные соответственно величинам (QrQo) и (Р,-РбЬ подают на входа квадраторов 2t и 27, выходные сигналы которых, пропорциональные ве- 55 личинам (q,-Qo) и (Р,-Р„) , подают на вход сумматора 18, выходной сигнал которого, пропорциональный величине р , подают на вход элемента 33 извлечения квадратного корня, выходной

50

сигнал которого пропорционален величине Р , и на вход инвертора 30, выfn

ходкой сигнал которого пропорционален величине -Р,„.

й,1числение Q происходит с использованием сумматоров 20-22, квадратора 28, элемента 34 извлечения квадратного корня. На вход сумматора 20 и подают измеренное и зафиксированно значение активной мощности Р линий электропередачи с выхода блока 12 запоминания. Выходной сигнал сумматора 20, пропорциональный величине (), подают на вход квадратора 28, выходной сигнал которого, пропорциональный величине ( ) , подают на первый вход сумматора 21, на второй вход сумматора 21 подают выходной сигнал инвертора 30, пропорциональный величине -,„. Выходной сигнал сумматора 21, пропорциональный величине ( ) т подают на вход элемента ЗА извлечения квадратного корня, выходной сигнал которого, пропорциональный величине

-(} -Р )-Р, подают на первый вход сумматора 22, на второй вход которого подают измеренное и зафиксированное значение реактивной мощности ( , являющееся выходным сигналом блока 11 запоминания. Выходной сигнал сумматора 22, пропорциональный QO, подают на вход инвертора 31, выходной сигнал которого пропорционален величине 0.

Вычисление Р происходит с исползованием сумматоров 23-25, квадрато

ра 29, элемента 35 извлечения квадратного корня. На первый вход сумматора 23 подают измеренное и зафиксированное значение реактивной мощности линий электропередачи Q с выхода блока 13 запоминания, на второй вход подают выходной сигнал инвертора 31, пропорциональный -Qo. Выходной сигнал сумматора 23, пропорциональный величине ((J,-Qo) подают на вход квадратора 29, выходно сигнал которого, пропорциональный величине (().-С)о), подают на первый вход сумматора 24, на второй вход которого подают выходной сигнал .инвертора 30, пропорциональный величи не -Р. Выходной сигнал сумматора 24, пропорциональный величине (O,-QO) -Р,, подают на вход элемента 35 извлечения квадратного корня

15

20

с

д676658 .

выходной сигнал которого, пропорциоГ

нальный величине (П,Пц) Рщэ подают на первый вход сумматора 25, на второй вход которого подают измеренное и зафиксированное значение активной мощности линий электропередачи

25

30

35

40

45

- .

Р с выхода блока 14 запоминания. Вь ходной сигнал сумматора 25, пропорциональный величине Р , подают на вход инвертора 32, выходной сигнал которого, пропорциональный величине -РО, подают на вторые входы сумматоров 1 7 и 1 8.

Вычисление происходит с использованием сумматора 19, на первый вход которого подают выходной сигнал элемента извлечения квадратного корня 33, пропорциональный величине Р, на второй вход - выходной сигнал сумматора 25, пропорциональный величине Р. Выходной сигнал сумматора 19, пропорциональный величине р подают на второй вход выявителя 2 перегрузки, в котором сравнивают текущее значение активной мощности линий электропередачи с его фактическим предельным значением. Выход выявителя 2 перегрузки связи подают на вход блока 3 формирования управляющего воздействия.

В режиме работы связи, при котором переток мощности по ней находится в допустимой зоне, сигналы на выходе блоков 2 и 3 равны нулю. В процессе ограничения перетока, возника- кщего при превышении измеренным значением перетока его уровня ограничения, на выходе выявителя 2 появляет ся сигнал, в результате чего приходит в действие блок 3, на выходе которого появляется управляющее воздействие, вызывающее изменение перетока по линиям электропередачи.

Формула изобретения

Способ ограничения перетоков мощности по линии электропередачи, путем измерения перетока активной мощности, сравнения его с предельным значением и изменения мощности электростанций в зависимости от результата

сравнения

тличающийся

тем, что, с целью повьшения эффективности использования пропускной способности линий электропередачи, измеряют ;реактивную мощность линий электропередачи,- запоминают с заданg146766510

ной периодичностью по три значенияпредельное значение актипной мотносактивной и реактивной мощностей ити определяют по выраже1П1ю

,

.,

, Р -, (О -Q ) + i9 iQ-4l iOLzD liiPi:Pi)ll (п о ) +

,. У Чо (Р,-Р,)J

J(o -п )Ч ri§i:9a)lzi9i:§ l:lSi:ZL)lJ

I2()J

г„„ о - l l - i:tIpl))piIpiliiPlIZзИPz::Pв2IPь:Pl) .

где Чо2(Р,-Р, )(,)-(,)(Q,-Q,)

I.

PI измеренные значения актив- .Q измеренные значения реак- ной мощности;15 тивной мощности.

т)

Ш

3(т-2) iQ(m-J) ,Р(т-г) , P(fft-J) P(fri)

ПП ПМ I

бГт-2 fflj

1оИ(Ог)„ Г/п;га;; ,и%:УР 6о66 бор

Зл5 Виз ад/5- ЯхЧ вд

/5

1

ФигЛ

XJ