Способ регулирования реактивной мощности узла нагрузки Советский патент 1990 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к автоматическому регулированию реактивной мощности электрических сет ей при помощи

компенсирующих устройств, например батарей косинусных конденсаторов (БК). Цель изобретения - повышение эффективности электроснабжения путем мини10

мизации суммы удельных потерь электроэнергии на производство и распределение реактивной мощности и удельного Электропотребления на единицу продукции.

На чертеже показана функциональная Схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство подключается своими вхо- ами на напряжение и ток узла нагруз- и и содержит датчики реактивной мощ- гости 1 и активной мощности 2, задат- ик 3 уставок реактивной мощности, компараторы 4 и 5 реактивной мощности, программный блок 6 времени, коммутатор

задатчик 8 диапазонов напряжения, :омпараторы 9-12 напряжения, элемен- |ы ЗАПРЕТ 13 и 14, элементы ИЛИ 15- 7, элемент ЗАДЕРЖКА 18, элементы И 9 и 20, яадатчик 21 кода переключения .

20

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 реактивной мощности про- Изводит измерение величины и направле- Йия реактивной мощности и преобразова- йия измеренной величины в пропорцио- альный сигнал, например, постоянного апряжения. Датчик 2 активной мощнос- и формирует на своем выходе сигнал остоянного напряжения, пропорциональ- .ш величине активной мощности. Задаток 3 уставок реактивной мощности, подключается для задания уставки регулирования реактивной мощности в зависимости от активной мощности. Компараторы 4 и 5 реактивной мощности, подключенные своими входами к выходам датчика 1 и задатчика 3 уставок, в зави- Симости от выходного сигнала послед- его реализуют одну из двух уставок по реактивной мощности: первой - нерегулируемой, соответствующей полной Компенсации в режиме максимума энергосистемы, второй - регулируемой, в зависимости от величины реактивной мощности, задаваемой энергосистемой В режиме минимума. При превышении заданных уставок на выходах компа- раЧоров 4 или 5 формируется единичный сигнал. Разница порогов срабатывания компараторов 4 и 5 определяет зону нечувствительности устройства регулирования, причем компаратор 4 создает верхнюю, а компаратор 5 - нижнюю границы зоны нечувствительности .

0

0

5

0

5

0

5

0

5

Программный блок 6 времени предназначен для формирования на своем выходе по циклической программе управляющих блоком 8 сигналов. Коммутатор 7 предназначен для формирования на своем выходе опорных аналоговых сигналов по числу принятых оптимальных диапазонов напряжения. На первые объединенные входы компараторов 9-12 напряжений подается напряжение сети, а вторые входы компараторов 10 и 11 объединены с выходом задатчика 8. Компараторы 9 и 12 предназначены для реализации регулирования реактивной мощности в функции напряжения, а компараторы 10 и 1 1 - для реализации блокирования регулирования по параметру величина и напряжение реактивной мощности. Причем компаратор 9 срабатывает при величине напряжения сети больше верхней допустимой, а компаратор 12 - меньше нижней допустимой границы рабочего диапазона, регламентированного i ГОСТом. Срабатывание компаратора 10 и 11 вызывает появление на их выходах единичного сигнала стандартной амплитуды при отклонении соответственно выше или ниже границ выбранного оптимального диапазона. Причем во всех случаях уставки компараторов 10 и 11 не превышают соответственно уставок компараторов 9 и 12,

Элементы ЗАПРЕТ 13 и 14 подключены своими прямыми входами соответст- вейно к выходам компараторов 4 и 5 реактивной мощности, а инверсными - соответственно к выходам компараторов 10 и 11 напряжения. При появлении на одном из компараторов 4 и 5 единичного сигнала стандартной амплитуды и отсутствии единичных сигналов на выходах компараторов 10 и 11 на выходе соответствующего элемента ЗАПРЕТ появляется единичный стандартный сигнал. Элементы ЛЛИ 15 и 16, подключенные.своими первыми, входами соответственно к выходам компараторов 12 и 9, а вторыми - соответственно к выходам элементов ЗАПРЕТ 13 и 14, формируют на своих выходах единичные сигналы. Причем появлению единичного сигнала на выходе элемента ИЛИ 15 соответствует команда включе- кия компенсирующих устройств, а на выходе элемента ИЛИ 16 - команда отключения компенсирующих устройств. Элемент ИЛИ 17, подключенный своими входами к выходам элементов Ш1И 15 и 16,формирует на своем выходе единичный сигнал, который запускает элемент 18. Элемент 18, подключенный своим входом к выходу элемента ИЛИ 17, по истечении установленной на нем выдержки времени формирует на своем выходе единичный сигнал.

Элементы И 19 и 20 подключены сво- ими первыми входами соответственно к выходам элементов ИЛИ 15 и 16, а вторыми объединенными входами - к выходу элемента 18. Элементы И 19 и 20 формируют на своих выходах единичные сигналы, соответствующие командам включения (отключения) компенсирующих устройств. Задатчик 21 кода переключений, входы которого соответственно соединены с выходами элементов И 19 и 20, формирует на своих п-выходах сигналы в заданном коде, например 1: 2:4:8 либо 1:1:1:1, либо 1:1:2:2, которые управляют компенсирующими устройствами.

При наступлении ночного провал-а графика нагрузок энергосистемы на выходах датчиков 1 и 2 присутствуют сигналы, пропорциональные соответственно реактивной и активной мощностям узла нагру зок. На выходе датчика 3 уставок реактивной мощности присутствует аналоговый сигнал, соответствующий, второй уставке. Коммутатор 7 в зависимости от времени суток осуществляет передачу сигнала с программного блока 6 времени задатчику 8 диапазонов напряжения, который формирует на своем выходе соответствующую величину опорного напряжения. Когда реактивная мощность узла нагрузки выше (ниже) зоны нечувствительности, срабатывает компаратор 4 (5), который подает на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 13 (14) единичный сигнал. Элемент ЗАПРЕТ 13 (14) при отсутствии на его инверсном входе блокирующего сигнала с компаратора 10 (11) через элемент ИЛИ 15 (16) подает единичный сигнал на первый (второй) вход элемента ИЛИ 17 и первый вход элемента И 19 (20). Элемент 18, запустившись от единичного сигнала с выхода элемента ИЛИ 17, по истечении выдержки времени выдает на второй вход элемента 19 (20) единичный сиг- нал.

Элемент И 19 (20) выдает единичный сигнал на первый (второй) вход задатчику 21 кода переключений, который осуществляет включение (отключение) наборов мощности компенсирующих устройств до тех пор, пока величина реактивной мощности узла нагрузки не вернется в зону нечувствительности. При нахождении величины реактивной мощности и напряжения в зоне нечувствительности на выходах элементов 4, 5, 9-20 схемы - нулевые сигналы. Рассмотрим реализацию блокирования регулирования по величине и направлению реактивной мощности при величине напряжения выше (ниже) границы оптимального диапазона , В этом случае срабатывает компаратор 10 (11), который выдает блокирующий единичный сигнал на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 13 (14) и даже при наличии на прямом входе которого единичного сигнала, на его выходе присутствует нулевой сигнал. Соответственно нулевые сигналы присутствуют на выходах элементов 15 (16), 17-19 (20) схемы. Задатчик 21 кода переключений в этом случае не производит включения (отключения) наборов мощности компенсирующих устройств. При возврате напряжения в оптимальный диапазон блокирование регулирования снимается. При величине напряжения выше (ниже) диапазона, регламентированного ГОСТом, срабатывает компаратор 9 (12), который через первый вход элемента ИЛИ 16 (15) подает единичный сигнал на объединенные вторые входы элемента ИЛИ 17 и элемента И 20 (19). По истечении выдержки времени на выходе элемента 18 появляется единичный сигнал, который подается на первый вход элемента И 20 ( 19) . После срабатывания элемента И 20 (19) появляется единичный сигнал на втором (первом) входе задатчика 21 кода переключения, который осуществляет отключение (включение) наборов мощности компенсирующих устройств,

В остальное время графика нагрузок энергосистемы устройство работает аналогично с той лишь разницей, что оно поддерживает величину и направление реактивной мощности в узле нагрузки, соответствующие первой уставке задатчика 3,

Формула изобретения

1. Способ регулирования реактивной мощности узла нагрузки путем управления компенсирующими устройствами в функции величины и направления реактивной мощности, при котором в Период ночного минимума электропотребления в энергосистеме в узле нагрузки, к которому подключены потребители электроэнергии предприятия в и|елом, поддерживают постоянство заданной (Q,4), и в остальное время ми- нимальную величину потребляемой из нергосистемы реактивной мощности,

тличающийся тем, что, с и.елью повышения эффективности электроснабжения путем минимизации удель- 1ых потерь электроэнергии на едини- t,y произведенной продукции, опреде- яют и задают рабочий и оптимальный Диапазоны напряжений для различных частков суточного графика электри- |еских нагрузок для различных групп лектроприемников, подключенных к злам нагрузки системы электроснаб- ения, содержащим регулируемые источники реактивной мощности, измеряют напряжение в каждом из этих узлов нагрузки и при соответствии его величины заданному оптимальному дипазону производят регулирование по величине и направлению реактивной мощности, если измеренное напряжение превышает чначения границ оптимального диапазона, блокируют регулирование в функции реактивной мощности, если измеренное значение напряжения выходит за границы рабочего диапазона, осуществляют регулирование источника реактивной мощности в функции поддержания постоянства напряжения в узле нагрузки.

2.Способ по п. отличающийся тем, что оптимальный диапазон напряжения определяют в зависимости от удельного электропотребления на единицу продукции, для чего находят оптимальную величину напряжения, которому соответствует минимум электропотребления и принимают ее за центр диапазона а его границы устанавливают по уело- , вию равенства приращения удельных потерь на единицу продукции и изменения потерь на генерирование и передачу реактивной мощности при отсутствии регулирования реактивной мощности по заданному закону.

3.Способ по п. отличающийся тем, что рабочий диапазон напряжения определяют значениями до-у пустимого отклонения напряжения.

4.Способ по п. отличающийся тем, что изменение значений границ оптимального диапазона напряжения производят в зависимости от величины активной мощности, потребляемой улом нагрузки.

5.Способ по п. отличающийся тем, что изменение значений границ оптимального диапазона напряжения производят в зависимости от времени суток.

-

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к автоматическому регулированию реактивной мощности электрических сетей при помощи компенсирующих устройств. Цель изобретения - повышение эффективности электроснабжения путем минимизации суммы удельных потерь электроэнергии на производство и распределение реактивной мощности и удельного электропотребления на единицу продукции. Для узлов нагрузки электрической сети определяют рабочий диапазон напряжения. В пределах этого диапазона определяют более узкий оптимальный диапазон напряжения, в пределах которого снижение потерь электроэнергии на транспорт реактивной мощности за счет ее компенсации больше, чем возрастание электропотребления на единицу продукции при соответствующем изменении напряжения. Регулируют реактивную мощность по основному параметру в функции величины и направления реактивной мощности только в пределах диапазона оптимального напряжения. При отклонении напряжения за пределы оптимального диапазона осуществляют пассивное ограничение основного параметра, заключающееся в блокировке регулирования по реактивной мощности. При отклонении напряжения за пределы рабочего диапазона осущес

едемский сергей николаевич

седаков владимир федорович+2066388DeVIce FoR соNтRоL oF RеастIVе poWeR сомреNSатоR11 164508 северодвинск арханг

Редактор И.Шулла

Составитель Б.Жохов Техред М.Дидык

Заказ 50

Тираж 413

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Корректор Н.Король

Подписное