Способ автоматического управления нагрузкой энергосистемы Советский патент 1990 года по МПК H02J3/24 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к противоава- рийной автоматике (ПА) энергосистем (ЭС), предназначенной для повышения устойчивости и надежности их работы при возникновении аварии.

Цель изобретения - упрощение и снижение объема отключаемой нагрузки.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства на передающей подстанции (ПС); на фиг.2 - то же, на приемной ПС.

На передающей ПС устройство централизованной ПА энергосистем для отключения нагрузки содержит сборные шины ПС 1, от которьсх отходят ЛЭЦ 2-7, подключенные к шинам через выключатели 8-13, на ЛЭП 2-4 устанавливаются измерительные преобразователи тока соответственно 14-16,. а на шинах -измерительный преобразователь 17 напряжения, к измерительным преобразователям тока и напряжения подключены блоки ФИМ 18-30, при этом блоки 18-20 фиксируют соответственно первую, вторую, третью ступени мощности исходного режима по контролируемому сечению, блоки 21 и 22 фикао

СП tsD

СО СО

сируют мощность в контролируемом се- ченнн, по достижении которой после разгрузки первой очереди потребителей при срабатывании соответственно ПО 2 и ПО 1 необходимо действовать на разгрузку второй очереди, блоки 23 и 24 фиксируют мощность в контролируемом сечении, по. достижении которой после разгрузки второй очереди по.требителей при срабатывании соответственно ПО 2 и ПО 1 необходимо действовать на разгрузку третьей очереди, блоки 25-27 фиксируют мощность в контролируемом сечении, по достижении которой после разгрузки.потребителей при срабатывании ПО 1 разрешается включение соответственно всех отключенных потребителей, потребителей, подключенных под третью и вторую очередь разгрузки и потребителей, подключенных под третью очередь разгрузки, блоки 28-30- фиксируют мощность в контролируемом сечении, по достижении которой после раз- грузки потребителей при срабатывании ПО 2 разрешается включение соответственно всех отключенных потребителей, потребителей, подключенных под третью и вторую очередь разгрузки и потребителей, подключенных под третью очередь разгрузки, выходы блоков ФИМ 18-20 подключены через блоки 30-32 задержки соответственно к одному из входов блоков И 33-37 соответственно, выходы блоков ФИМ 21-24, 27 и 30 под1шючены к одному из входов блоков И соответственно 38-43, выход блока ФИМ 25 подключен к одном из входов блоков И 44-46, выход блок ФИМ 26 - к одному из входов блоков И 47 и 48, .выход блока ФИМ 28 - к одному из входов блоков И 49-51, выход блока ФИМ 29 - к одному из входов блоков И 52 и 53, вторые входы блоков И 33, 35 и 37 подключены к одному из -выходов блока ПО 2, вторые входы блоков И 34 и 36 - к одному из выходов блока ПО 1, вторые входы блоков И 38-41 подключены через блоки 54-57 задержки соответственно к выходу блоков И 58-61 соответственно, вторые входы блоков И 44, 47 и 42 подключены через блок 62 задержки к выходу блока И 63, вторые входы блоков И 45 и 48 подключены через блок 64 задержки к выходу блока И 61, второй вход, блока И 46 подключен через блок 65 задержки к выходу блока И 59

0

5

0

5 Q

0

35

45

50

55

вторые входы блоков И 49, 52 и 43 подключены через блок 66 задержки к выходу блока И 67, вторые входы блоков И 50 и 53 подключены через блоки 68 задержки к выходу блока И 60, второй вход блока И 51 подключен через блок 69 задержки к выходу блока И 58, выходы блоков И 33 и 34 подключены к входам блока ИЛИ 70, выходы блоков И 35 и 36 - к входам блока ИЛИ 71, выход блока И 37 - к одним из входов блоков ИЛИ 72 и 73, выходы блоков И 38-41., 44, 47, 45, 42, 48, 46, 49, 52, 50, 43, 53 и 51 подключены к одному из входов блоков или 74-78 соответственно, выход блока ИПИ 70 подключен к одному из входов блока ИЛИ 72, к первым входам ВЧ передатчиков 79 и 80 и через блок 81 временной памяти - к одним из выходов блоков И 58 и 59, выход блока ИЛИ 71 подключен к одному из входов блоков ИЛИ 72 и 74, выход блока ИЛИ 74 подключен к вторым входам ВЧ передатчиков 79 и 80 и через блок 82 временной памяти - к одним из входов блоков И 60 и 61, выход блока ИЛИ 73 подключен к третьим входам ВЧ передатчиков 79 и 80 и через блок 83 временной памяти к одним из входов блоков И 67 и 63, другие входы блоков И 58, 60 и 67 подключены через блок 84 временной памяти к блоку второго ПО 85, другие входы блоков И 59, 61 и 63 подключены через блок 86 временной памяти к блоку первого ПО 87, выход блока ИЛИ 72 подключен к входу ВЧ передатчика 88, а его выход - к входу ВЧ канала 89, выходы блоков ИЛИ 76, 77, 78.1 и 78.2 подключены к одним из входов блоков ИЛИ 90 и 91 соответственно, выходы блоков ИЛИ 75, 90 и $1 подключены соответственно к шестым, пя- тьм, четвертым входам ВЧ передатчиков 79 и 80, выходы последних подключены к входам ВЧ каналов 92 и 93 соответственно.

Устройство на приемной ПС содержит ЛЭП 5, связывающую между собой приемную ПС с передающей., силовой трансформатор 94, подключенный одними выводами к ЛЭП, а другими через выключатель 95 к сборным шинам 96, от которых отходят фидера 97 и 98 к особо ответственным потребителям,не подлежащих отключению от противо- ава.рийной автоматики (ПА), фидера

99 и 100, подключенные к третьей очереди разгрузки, фидера 101 и 102, подключенные к второй очереди разгрузки, фидера 103 и 104, подключенные к первой очереди разгрузки,выключатели 105-112 в цепях соответствующих фидеров 97-104, измерительные преобразователи t13-1i6 тока, установленные на фидерах 101-104 соответственно измерительный преобразователь 117 напряжения, установленный н сборньк шинах 96, ВЧ канал 93, выход которого подключен к ВЧ приемнику 118,. выходы его подключены: первый к одному из входов блока И 119 и ИЛИ 12.0 и через элемент 121 временной памяти к одному из входов блока 122 запрета; второй к одним из входов блока И 123 и ИЛИ 124 и через злемент 125 временной памяти к одним из входов блоков И 126, запрета 127 и ИЛИ 128; третий к одному из входов блока ИЛИ 129 и через элемент 130 временной памяти к одним из входов блоков И 131 и 132, к одним из входов блоков 133 и 127 запрета и к одному из входов блока ИЛИ 128; четвертый к одним из входов блоков И 126, 134, 135, 136 и 132; пятый к одним из входов блоков и 137, 138 и 131; шестой к одним из входов блоков ИЛИ 139-141; другие входы блоков И 119 и 123 подключены через блоки 142 и 143 задержки соответственно к выходам блоков ФИМ соответственно 144, фиксирующим нагрузку потребителей, подключенных к первой очереди разгрузки и 145, фиксирующим нагрузку потребителей, подключенных к второй очереди разгрузки, входы блоков ФИМ 144 и 145 подключены к измерительным преобразователям тока 115, 116 и 113, 114, 115, 116 и напряжения 117 соответственно, выход блока. И 119 подключен к одному из входов блока ИЛИ 124 и через блок 146 временной памяти к одному из входов блока И 135, выход блока И 123 подключен к одному из входов блока ИЛИ 129 и через блок 147 временной памяти к одним из входов блоков И 136 и 138 выход блока ИЛИ 124 подключен к одним из входов блоков ИЛИ 120 и 148, выход блока ИЛИ 129 подключен к входу блока 149 отключения потребителей третьей очереди разгрузки и к одним из входов блоков ИЛИ 120 и 148, выход блока ИЛИ 128 подключен к одному

052936

из входов блока 122 запрета, выход которого подключен к одному из входов блока И 134, выход блока И 126 подключен к одному из входов блока 133 запрета, выход которого подключен к одному из входов блока 133 запрета, выход которого подключен к одному из входов блока 133 запрета,вы- Q выход которого подключен к одному из входов блока или 140, выход блока 127 запрета подключен к одному из входов блока И 137, 1Ыход которого подключен к одним из входов блоков 15 ИЛИ 139 и И 140, выходы блоков И 134- 136, 138, 131 и 132 подключены к од- ним из входов блоков ИГШ 139, 139, и 140.140 и 141,139 и 140 и 141,140 и 141,141 соответственно, выходы бло- 20 ков ИЛИ 120 и 148 подключены к входам блоков отключения потребителей соответственно, первой 150 и второй 151 очередей разгрузки, выходы блоков ИЛИ 139-141 подключены к входам бло- 25 ков включения потребителей соответственно первой 152, второй 153 и третьей 154 очередей разгрузки, выходы блоков отключения 150, 151 и 149 и включения 152-154 потребителей соот- 30 ветственно первой, второй, третьей очередей разгрузки подключены к схемам управления соответствующих выключателей 11 1 и 112,109 и 110,107 и 108.

При срабатывании на передающей ПС 35 первого ПО 87 и второй ступени ФИМ 19 на входы блока И 34 через блок 31 задержки от блока ФИМ и напрямую от блока ПО поступают сигналы, с выхода блока 34 сигнал через блоки ИЛИ 70

40 и 72 поступает в ВЧ передатчик 86, запуская его, через ВЧ канал 89 отправляется команда, например по ЛЭП7, на автоматический запуск гидрогенераторов ГЭС либо на набор нагрузки

45 турбогенераторами, находящимися в горячем резерве.

Одновременно через блок ИЛИ 70 поступает сигнал на первые входы ВЧ передатчиков 79 и 80, которые запу50 скаются и через ВЧ каналы 92 и 93 соответственно посьтают команды по ЛЭП 6 и 5 соответственно на отключение потребителей на приемной ПС, подключенных к первой очереди разгрузки.

55 На приемной ПС через ВЧ канал 93 по ЛЭП 5 упомянутый сигнал поступает на вход ВЧ приемника 118, с первого, выхода его сигнал через блок ИЛИ 120 поступает в блок 150 отключения по Г605293

требителей первой очереди разгрузки, который действует на отключение фидеров 103 и 104 потребителей первой очереди разгрузки через выключатели 111 и 112 соответственно. После отключения потребителей и запуска генераторов на ГЭС могут создаваться условия для обратного включения отключенных от ПА потребителей. Блоки 86 и 81 временной памяти на передающей ПС запоминают факт срабатывания первого ПО и действия ПА на ОН первой очереди. С выхода первого ПО 87 че8

10

ки, блок ФИМ 144 фиксирует мощность нагрузки фидеров 103 и 104, при недостаточной величине мощности этой нагрузки блок ФНМ 144 через блок 142 задержки посылает сигнал на один из входов блока И 119, на другой вход которого посылается сигнал с первого выхода приемника 118, принимающего команду с передающей ПС на отключение нагрузки, подключенной к первой очереди разгрузки. С выхода И 119 сигнал через блоки ИЛИ 129 и 148 поступает в блок 151 отключения

г- ос. .iiui, yiidCT В олок D1 отключения

рез блок 86 временной памяти и с бло-|гпотсебитепрй «-по - -- ючения

.. -.- г,,15иотреоителеи второй очереди оазгоучКа ИЛИ /О fSnow Я1 ппсшоичл,,.. pdJlpys

ка ИЛИ 70 через блок 81 временной памяти сигналы поступают на вход блока И 59, а с выхода блока И 59 через блок 65. задержки сигнал поступает на один из входов блока И 46, на второй вход которого поступает сигнал с блока ФИМ 25, срабатьгоающего в случае уменьщения перетока в контролируемом сечении до величины, допускающей работу с полностью включенной нагрузкой. С блока И 46 сигнал через блоки ИЛИ 77 и 91 поступает на четвертые входы ВЧ передатчиков 79 и 80, которые запускаются и через ВЧ каналы 92 и .93 соответственно посьшают команды на включение потребителей на приемных ПС,.подключенных к первой очереди разгрузки. На приемной ПС через ВЧ канал 93 сигнал поступает на вход ВЧ приемника 118, с четвертого выхода которого сигнал поступает на один из входов блока И 134, на второй вход которого поступает сигнал через блок 121 временной памяти и блок 155 запрета с первого выхода- ВЧ приемника 118 о ранее про- шедщей команде на отключение потре- . бителей, подключенных к первой очереди разгрузки. С блока И 134 сигнал черзе блок ИЛИ 139 поступает в блок 152 включения потребителей первой очереди разгрузки, который действует на включение фидеров 103 и .104. потребителей первой очереди разгрузки через выключатели 111 и 112 соответственно. При нагрузке фидеров 103 и 104 питаюцц х потребителей первой очереди разгрузки в момент возникновения аварийной ситуации, меньщей требуемой величины для подключения к первой очереди разгрузки, на приемной ПС схемой устройства осуществляется отключение потребителей, подключенных к второй очереди разгруз20

25

30

35

ки, который действует на отключение фидеров 101 и 102 потребителей второй очереди разгрузки через вы- ключатели 109 и 110 соответственно. По аналогии с вьпие изложенным при создании условий для обратного включения нагрузки на вход ВЧ приемника 118 приемной ПС поступает соответствующий сигнал по ВЧ канапу 93 с ВЧ передатчика 80 передающей ПС. С четвертого выхода ВЧ приемника 1 18 сигнал поступает на один из входов блока И 135, на второй вход которого приходит через блок 146 временной памяти сигнал с выхода блока И .119, с выхода блока И 135 сигнал поступает через блоки ИЛИ 139 и 140 в блоки включения потребителей соответственно первой 152 очереди разгрузки и второй 155 очереди разгрузки, которые действуют на включение фидеров 103, 104 и 101, 102 соответственно через выключатели 111, 112 и 109, 110 соответственно. При недостаточности отключения потребителей на всех приемных ПС, подключенных к второй очереди разгрузки. Для этого на передающей ПС с выхода блока И 58 через блок-54 зад ержки 45 на один из входов блока И 38 поступает сигнал о формировании команды на отключение потребителей, подключенных к первой очереди разгрузки при срабатывании второго ПО 85, а на 50 второй вход блока И 38 с блока ФИМ 21, фиксирующего мощность в контролируемом сечении, при достижении которой после разгрузки первой очереди потребителей при срабатыва.нии второ- 55 го ПО 85 необходимо действовать на разгрузку потребителей второй очереди разгрузки, поступает сигнал на.их разгрузку. С выхода блока И 38 .сигнал через блок ИЛИ 74 по40

8

0

ки, блок ФИМ 144 фиксирует мощность нагрузки фидеров 103 и 104, при недостаточной величине мощности этой нагрузки блок ФНМ 144 через блок 142 задержки посылает сигнал на один из входов блока И 119, на другой вход которого посылается сигнал с первого выхода приемника 118, принимающего команду с передающей ПС на отключение нагрузки, подключенной к первой очереди разгрузки. С выхода И 119 сигнал через блоки ИЛИ 129 и 148 поступает в блок 151 отключения

iiui, yiidCT В олок D1 отключения

гпотсебитепрй «-по - -- ючения

.. pdJlpys

0

5

0

5

ки, который действует на отключение фидеров 101 и 102 потребителей второй очереди разгрузки через вы- ключатели 109 и 110 соответственно. По аналогии с вьпие изложенным при создании условий для обратного включения нагрузки на вход ВЧ приемника 118 приемной ПС поступает соответствующий сигнал по ВЧ канапу 93 с ВЧ передатчика 80 передающей ПС. С четвертого выхода ВЧ приемника 1 18 сигнал поступает на один из входов блока И 135, на второй вход которого приходит через блок 146 временной памяти сигнал с выхода блока И .119, с выхода блока И 135 сигнал поступает через блоки ИЛИ 139 и 140 в блоки включения потребителей соответственно первой 152 очереди разгрузки и второй 155 очереди разгрузки, которые действуют на включение фидеров 103, 104 и 101, 102 соответственно через выключатели 111, 112 и 109, 110 соответственно. При недостаточности отключения потребителей на всех приемных ПС, подключенных к второй очереди разгрузки. Для этого на передающей ПС с выхода блока И 58 через блок-54 зад ержки 5 на один из входов блока И 38 поступает сигнал о формировании команды на отключение потребителей, подключенных к первой очереди разгрузки при срабатывании второго ПО 85, а на 0 второй вход блока И 38 с блока ФИМ 21, фиксирующего мощность в контролируемом сечении, при достижении которой после разгрузки первой очереди потребителей при срабатыва.нии второ- 5 го ПО 85 необходимо действовать на разгрузку потребителей второй очереди разгрузки, поступает сигнал на.их разгрузку. С выхода блока И 38 .сигнал через блок ИЛИ 74 по0

ступает на вторые входы ВЧ передатчков 79 и 80, посылая при этом в ВЧ каналы 92 и 93 соответственно комаду на отключение нагрузки потребителей второй очереди разгрузки на приемных ПС. Па приемной ПС сигнал с ВЧ канала 93 поступает в ВЧ приемник 118 и с второго выхода его через блоки ИЛИ 124 и 148 - в блок отключе |Ния потребителей второй очереди раз- |грузки, который действует на отключение фидеров 101 и 102 потребителей второй очереди разгрузки через выключатели 109 и 110 соответственно. Аналогично устройство работает и при формировании от ПА на передающей ПС команды на отключение потребителей второй очереди разгрузки- на приемных ПС. При этом, если на одной из приемных ПС нагрузка потребителей, подключенных к второй очереди разгрузки в момент возникновения аварийной ситуации, меньше требуемой, в результате срабатывания предлагаемого устройства, отключаются потребители сле дующей, третьей, очереди разгрузки. При недостаточности этого на передающей ПС формируется команда на от- ключение потребителей третьей очереди разгрузки на всех приемных ПС. Аналогично работает схема устройства и для обратного автоматического по- вторного включения (АПВ) потребите-. лей, подключенных к второй и третьей очередям разгрузки. Следует отметить что в зависимости от отключаемьгх от ПА потребителей и от создавшихся в результате отютючения и ввод резерва генерирующей мощности условий для обратного АПВ потребителей возможны следующие сочетания АПВ потребителей: включение потребителей, подключенных к первой, второй, третьей, к первой и второй, к второй и третьей, к всем трем очередям разгрузки. При этом схемой устройства предусмотрено использование для передачи команд., на АПВ только трех сигналов ВЧ аппаратуры. При получении на приемной АПВ команды на ОП потребителей первой очереди разгрузки и получении с четвертого выхода ВЧ приемника сигнала на АПВ нагрузки схемой устройства осуществляется АПВ потребителей первой очереди разгрузки.

При получении на приемной ПС команды на ОН потребителей первой очереди разгрузки возможно отключение

15

20

25

jg

30

35

40

45

50

5

потребителей второй очереди ввиду их недостаточной мощности в данный момент, пр и получении с четвертого выхода ВЧ приемника сигнала на обратное АПВ нагрузки схемой устройства осуществляется АПВ потребителей второй и первой очередей разгрузки.

При последовательном получении команды на ОН потребителей первой,а затем второй очередей разгрузки и получении с четвертого выхода ВЧ приемника сигнала на. обратное АПВ нагрузки схемой устройства осуществляется АПВ потребителей второй очереди разгрузки путем подачи на приемной ПС на один из входов блока И 126 через блок 125 временной памяти сигнала с второго выхода ВЧ приемника 118, принимающего команду на ОП потребителей второй очереди разгрузки, а на другой вход - сигнала с четвертого выхода ВЧ приемника 118, и принимающего команду на разрешение АПВ потребителей. С выхода блока И 126 сигнал чер.ез блок 133 запрета и блок ИЛИ 140 поступает в блок 153. включения потребителей второй очереди разгрузки, действующего на включение фидеров 101 и 102 потребителей второй очереди разгрузки через выключатели 109 и 110 соответственно. По получении команды на ОН потребителей второй очереди разгрузки с второго выхода ВЧ приемника 118 через блок 125 временной памяти и блок ИЛИ 128 на один из входов блока 122 запрета поступает запрещающий сигнал на прохождение через последний команды на АПВ потребителей первой оче- реди- разгрузки. Остальные сочетания АПВ потребителей не описаны ввиду идентичности приведенным вьше действиям.

При этом при получении: с четвертого выхода ВЧ приемника 118 сигнала на обратное АПВ после предварительного прохозедения команды на ОП потребителей третьей очереди разгрузки осуществляется АПВ потребителей третьей очереди разгрузки; с пятого выхода (по прохождению команды на. ОН потребителей второй очереди разгрузки) осуществляется АПВ потребителей второй и первой очередей разгрузки (по прохождению команды на ОП потребителей третьей очереди разгрузки) - АПВ потребителей третьей и второй очередей разгрузки; с шестого выхо 160529

да на обратное АПВ - АПВ потребителей всех очередей разгрузки.

Предлагаемое устройство централи- зованой противоаварийной автоматики энергосистем для отключения нагрузки вследствие более гибкой логики устройства позволяет повысить надежность и устойчивость ЭС за счет более точной дозировки управляющих воздействий |Q и возможности обратного АПВ потребителей отключенных автоматикой.

(Ъ

ормула изобретения

Способ автоматического управления нагрузкой энергосистемы, согласно которому контролируют режим энергосистемы, измеряют переток активной мощности в контролируемом сечении энергосистемы, в случае возникновения аварийного режима фиксируют величи ну исходного перетока мощности, сравнивают с пороговым значением и в случае, если зафиксированная величина превышает пороговое значение, производят отключение нагрузки на приемных подстанциях энергосистемы в соответствии с установленной очередностью, а также увеличивают мощности

12

генерируюцщх источников в энергосистеме, после чего контролируют режимный параметр энергосистемы, по которому судят о возможности повторного включения очередей нагрузки и в случае достижения этим параметром заданного значения осуществляют повторное включение нагрузки, отличающийся тем, что, с целью упрощения и снижения объема отключаемой нагрузки, контролируют величину мощности первой ступени отключаемой нагрузки и в случае, если величина фактической мощности меньше заданной, необходимой для сохранения устойчивости, отключают последующие ступени нагрузки, при этом в случае, если после упомянутого отключения нагрузки величина мощности в контролируемом сечении превьшает заданное, значение, отключают дополнительные ступени нагрузки, а в Качестве параметра, по которому судят о возможности повторного включения очередей нагрузки, используют величину мощности в контролируемом сечении и указанное повторное включение осуществляют в случае дос.тижения величиной

мощности заданного значения.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - упрощение и снижение объема отключаемой нагрузки. При осуществлении ступенчатого отключения нагрузки контролируют величину мощности первой ступени. В случае, если величина фактической мощности меньше заданной, необходимой для сохранения устойчивости, отключают последующие ступени нагрузки. При этом, если в контролируемом сечении энергосистемы после отключения нагрузки величина мощности превышает заданное значение, отключают дополнительные ступени нагрузки. О возможности повторного включения нагрузки судят по величине мощности в контролируемом сечении энергосистемы. 2 ил.

Фиг. 7

91 У98 Т99