Способ формирования уставок регулятора перетока мощности по межсистемной связи Советский патент 1989 года по МПК H02J3/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления режимом межсистемной связи.

Целью изобретения является повышение эффективности использования слабой связи энергообъединения в условиях переменного режима работы связи.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 и 3 - блок сравнения и реле, примеры выполнения.

Устройство содержит датчик 1 перетока мощности по лннии электропередачи, блок 2 суммирования перетоков, блок 3 выделения случайной составляющей в колебаниях перетока мощности, блок 4 вычисления вероятностных характеристик флуктуации перетока, дифференцирующий элемент 5, блок 6 вероятностных характеристик скорости изменения ординат флуктуации перетока, блок 7 формирования требуемого значения перетока, орган 8 задания предельного значения перетока, орган 9 задания среднего в единицу времени числа пересечений предельного значения перетока, блок 10 сравнения и реле, орган

11задания уставки перетока и блок

12суммирования уставок с устройством запоминания суммы.

Способ осуществляют следующим образом.

Измеренное значение перетока мощ- ности по линии электропередачи с выхода датчика 1 поступает на вход б.чосд

СП

СХ)

о

00

ка 2 суммирования перетоков, где происходит суммирование перетоков в том случае, если межсистемная связь образуется не одной, а несколькими линиями электропередачи. Первый выход блока 2 связан с входом блока 3 выделения случайной составляющей в колебаниях перетока мощности, а второй выход - с блоком сравнения и выработ- ки управляющего воздействия АРПМ. В блоке 3 производится фильтрация случайных колебаний перетока, т.е. подавляются низкочастотная составляющая перетока, носящая нестационарный ха- рактер, а также быстрые колебания, определяемые динам1 кой энергосистемы. Таким образом, вьщеляются колебания перетоков, которые оказьшают наибольшее влияние на устойчивость электро- передачи, с периодом от 0,5-1 до 10 мин. С первого выхода блока 3 фильтрованный сигнал перетока поступает на вход блока 4, где за цикл работы устройства происходит вычисление та- ких вероятностных характеристик случайных колебаний перетока, как среднее квадратическое отклонение 6р асимметрия А и эксцесс Е,

Поскольку иг вход блока 4 посту- пают фильтрованные случайные колебания перетока, т.е. регулярная составляющая подавлена, можно считать колебания центрированными. Тогда указанные вероятностные характеристи- ки будут определяться следующими выражениями:

Е

А,

де Ьр - среднее квадратическое отклонение (с.к.о.) случайных колебаний обменной мощностью; Е - асимметрия и эксцесс процесса

флуктуации перетока; . 50 математическое ожидание искомой величины;

Р - центрированно.е значение случайных колебаний перетока.

Отсюда следует, что практическое определение указанных величин заключается в возведении фильтрованных колебаний в соответствующ то степень:

Q 5 0

Q ,

0

для С.К.О. - во вторую, для асимметрии - в третью, для эксцесса - в четвертую; соединении за время цикла работы устройства процессов изменения второй, третьей и четвертой степеней флуктуации перетока; делении соответствующих осредненных величин на куб С.К.О. для асимметрии и на четвертую степень С.К.О. с последующим, вычитанием числа 3 для эксцесса. Возможны также другие варианты вычисления вероятностных характеристик.

С выхода блока 4 значения С.К.О.. асимметрии и эксцесса поступают на первый вход блока 7 формирования требуемого значения перетока. С второго выхода блока 3 выделения случайной составляющей фильтрованные колебания перетока поступают на вход дифференцирующего элемента 5, с вькода которого сигнал скорости изменения ординат флуктуации перетока поступает на вход блока 6 вычисления вероятностных характеристик скорости изменения ординат флуктуации перетока. Блок 6 вычисляет значения С.К.О. и эксцесса скорости изменения ординат, которые поступают на второй вход блока 7 формирования требуемого значения перетока .

Осреднение соответствующих степеней фильтрованных полосовыми фильтрами процессов изменения перетока, а также скорости изменения ординат перетока осуществляется сглаживающим фильтром в случае вьтолнения блоков 4 и 6 на аналоговой основе или подсчетом по формуле

1

мГх- - У х - п .

I -

5

0

5

в случае выполнения этих блоков на цифровой основе (п - число сигналов, определяемое как длительностью цикла работы устройства, так и частотой квантования сигнала по времени).

На третий и четвертый входы блока 7 с выходов органа 8 задания предельного значения перетока и органа 9 задания среднего в единицу времени числа пересечений предельного значения перетока поступают соответствующие заданные величины. При этом как в величину заданного предельного значения перетока Р , так и в величину заданного среднего в единицу времени числа пересечений предельного значения перетока могут быть включены и дополнительные поправки.

На пятый вход блока 7 с первого выхода блока 12 суммирования уставок с устройством запоминания суммы поступает сигнал текущего значения уставки, который в первом приближении можно полагать равным математическому ожиданию перетока.

Блок 7 по поступающим на его входы сигналам формирует значение математического ожидания перетока мощности Шр, которое требуется для поддержания заданного значения режимной

надежности электропередачи го используются выражения: Рлр тр

-гУ

Для это7

Р 21Г

|..-.

.(2 -бгЧз)|-|,

() +

24 (1)

где

6vсреднее квадратическое отклонение скорости изменения ординат перетока мощности; Z-- относительная отстройка. , Вычисление требуемого значения перетока лучше всего производить на микропроцессорной технике. При этом решение трансцендентного уравнения (1) относительно Z находится одним и известных методов (например, методом золотого сечения. При выполнении блока 7 на аналоговой основе определение значения Z, соответствующего заданной режимной надежности межсистемной связи, возможно изменением значения Z, вычислением Npn по формуле (1) и сравнением его с заданным средним в единицу времени числом пересечений предельного значения перетока. Когда расхождение между ними станет равным нулю, то это и будет решением уравнения (1) относительно Z.

С второго выхода блока 7 сигнал требуемого значения перетока поступает через контакты 10.1 на первый вхо блока 12 суммирования уставок с устройством запоминания суммы. С первого выхода блока 7 тот же сигнал поступает на первый вход блока,10 срав I нения и реле, на второй вход которого поступает сигнал уставки перетока с первого выхода органа 11 задания уставки перетока. Второй выход органа 11 через контакты 10,2 подключен к второму входу блока 12 суммировани уставок с устройством запоминания су

10

15

20

. 25

30

мы, куда поступает первоначально данное значение уставки перетока.

Исполнение блока 10, представленное на фиг. 2, требуется в том случае, когда регулирование перетока постоянно, кроме первого цикла работы, ведется по требуемому значению перетока, вырабатываемому блоком 7. Такое регулирование производится пун необходимости максимально возможной загрузки межсистемной связи с учетом и соблюдением требований, предъявляемых к режимной надежности связи. При появлении положительного сигнала с блока 7 реле 13 контроля наличия сигнала срабатывает, замыкает свои контакты 10.1 и размыкает контакты 10.2. В результате на блок поступает положительный сигнал требуемого значения перетока, который запоминается блоком 12 и по которому ведется регулирование перетока.

На первом цикле работы устройства, когда блоками 4 и 6 еще не вычислены вероятностные характеристики и блоком 7 не сформирован сигнал требуемого значения перетока, реле 13 контроля наличия сигнала бездействует и на вход блока 12 поступает сигнал с органа 11 задания уставки перетока, по которому в первый цикл ведется регулирование перетока. Таким образом, в этом случае блок 10 пред35 ставляет собой собственно реле контроля наличия сигнала.

Исполнение блока 10, представленное на фиг. 3, требуется когда регулирование перетока по требуемому зна40 чению перетока ведется только при показателях текущей режимной надежности, худших заданных, т.е. когда требуемое значение перетока меньше заданного значения уставки. Если же

45 требуемое значение перетока больше заданного значения уставки, т.е. показатели текущей режимной надежности лучше заданных, регулирование осуществляется по заданному значению уставки. Это регулирование производится когда свободная мощность передающей энергосистемы ограничена какими-нибудь условиями (например, в маловодный год сбросом воды на ГЭС) и балансовый переток мощности, ложащийся на межсистемную связь, должен быть постоянен или просто ограничен на некотором временном интервале. На этот балансовый переток наклады50

55

ваются случайные колебания обменной мощности, поэтому должен осуществлятся непрерьшный контроль режимной надежности.

В этом случае блок 10 работает сл д тощим образом.

На первом цикле работы устройства при отсутствии сигнала с блока 7 контакты реле 13 разомкнуты, следона- тельно, подпитка от органа 14 сравнения реле 15 знака отсутствует, кон такты 10.1 разомкнуты, контакты .10.2 замкнуты и на вход блока 12 поступает сигнал с органа 1 1 задания уставки перетока. Peгyлиpoвdниe в первом цикле работы устройства будет осуществляться по заданному значению уставки. При появлении положительного сигнала с выхода блока 7 реле 13 контроля наличия сигнала срабатьшает, замыкае свои контакты и реле 15 знака может п олучить подпитку от органа 14 сравнения. Реле 15 срабатывает только в том случае, если разность между заданным значением уставки и требуемым значением перетока положительна, т.е. при наличии положительного сигнала от органа 14 сравнения. В этом случае контакты 10.1 замыкаются, кон- такты 10.2 размыкаются и регулирование перетока ведется по требуемому значению перетока. При появлении на выходе органа 14 сравнения отрицательного сигнала, т.е. при заданном значении уставки, большем требуемого значения перетока, реле 15 знака возвращается в исходное положение, замыкая контакты 10,2 и размыкая контакты 10.1.

При использовании предлагаемого способа автоматической коррекции характеристик регулятора перетока мощности по межсистемной связи по сравнению с известными способами коррекции характеристик АРПМ увеличивается результирующая режимная

надежность слабой межсистемной связи, т.е. уменьшается количество аварийных отключений ЛЭП по причи- не превышения обменной мощностью энергосистем предела передаваемой мощности электропередачи; показатель возможного количества отключе°ний ЛЭП по этой причине контролиру- ется в ходе процесса, что дает возможность своевременно осуществлять изменение перетока мощности для поддержания заданной режимной надежности

5

Q 5 0 0 j

связи; а также появляется возможность дополнительной загрузки межсистемной связи по перетоку без снижения режимной надежности по сравнению с заданной, что позволяет на 10-15% (а в отдельных случаях и больше) по отношению к заданной отстройке увеличить переток мощности и тем самым лучше использовать преимущества параллельной работы энергосистем.

Формула изобретения

1. Способ формирования уставок регулятора перетока мощности по меж- системной связи, согласно которому в качестве первоначальной уставки перетока используют заранее определенное ее значение, а затем злаченне уставки изменяют, о тличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности использования слабой связи энергообъединения в ус- лоаиях переменного режима работы связи, измеряют переток мощности по межсистемной связи, выделяют из измеренного перетока случайную составляющую, вычисляют по известным зависимостям среднее квадратическое отклонение 6р, асимметрию А и эксцесс Е флуктуации ординат перетока, а также среднее квадратическое отклонение 6ч/и эксцесс Е флуктуации скорости изменения ординат перетока, по их значениям, предельному значению перетока Р и заданному среднему в единицу времени числу пересечений обменной мощностью предельного значения перетока электропередачи

N

пр по выражениям:

пр

x(z -6Z +3)

IT I; 1н-а.

Р лр -m р

где Z - относительная отстройка перетока мощности,

вычисляют требуемое значение перетока Шр, которое используют в случае отличия полученного значения от нуля в качестве измененного значения уставки перетока.

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что с целью использования его на электропередачах, режимная надежность которьпс по условиям эксплуатации должна быть не ниже заранее заданной, используют в качестве измененного значения уставки перетока вычисленное значение перетока Пр в случае, если его величина меньше величины первоначальной уставки перетока.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах управления режимом межсистемной связи. Цель изобретения - повышение эффективности использования слабой связи энергообъединения в условиях переменного режима работы связи. Для достижения цели измеряют переток мощности по межсистемной связи, вычисляют вероятностные характеристики ординат и скорости изменения ординат перетока, по их значениям, предельному значению перетока и заданному среднему в единицу времени числу пересечений предела формируют требуемое значение перетока, которое соответствует необходимой режимной надежности связи, сравнивают его с уставкой перетока и по результатам сравнения формируют уставку. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

На блок сровнена J.и выработки ynpOD/tftч иг. 1 ющего 6оьдеисл1бая АРт

Но 5лок сравнения

равА9н}щего воздействия /fPHM

//

10-2

12

1

htL oФиг.1

Фае.З