Автоматический регулятор мощности источников реактивной мощности Советский патент 1991 года по МПК G05F1/70 H02J3/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического регулирования источников реактивной мощности (ИРМ) в распределительной сети„

Целью изобретения является повышение эффективности управления и расширение функциональных возможностей регулятора при поддержании заданной величины входной реактивной мощности.

На фиг. 1 представлена блок-схема автоматического регулятора мощности источников реактивной мощности; на фиг. 2 - блок-схема алгоритма цикла работы автоматического регулятора

мощности источников реактивной мощности.

Выход датчика 1 входной реактивной мощности (фиг„ О соединен с портом микропроцессорного устройства МПУ) 2, выходы п датчиков 3 реактивной мощности линий соединены с портами 2-(2+п) МГГУ 2, задатчик 4 уставок подключен к системной шине МТУ 2, п управляющих портов МНУ подключены к входам исполнительных органов 5, осуществляющих изменение мощности ИРМ, выходы п датчиков f реактивной мощности ИРМ соединены с портами (4+n)(4+2n) MID 2, допопн.чРЭ

тельное запоминающее устройство 7 для хранения п коэффициентов функции потерь активной мощности в линиях от передачи по ним реактивной мощности и 2п коэффициентов функции потерь активной мощности в ИРМ от их реактивной мощности подключено к системной шине МПУ 2.

Устройство работает следующим об- разом.

Датчики реактивной мощности источников реактивной мощности измеряют реактивную мощность ИРМ и передают данные измерений в МПУ. Последнее реализует алгоритм управления входной реактивной мощностью по заданному ее значению, который обеспечивает минимизацию потерь электроэнергии от передачи реактивной мощности в целом по сети с учетом потерь мощности в ИРМ. В дополнительном запоминающем устройстве хранятся п коэффициентов (Ьункции потерь активной мощности в линиях от передачи по ним реактивной мощности, которые позволяют адаптировать алгоритм управления микропроцессорного устройства к конкретной схеме сети9 и 2п коэффициентов функции потерь активной мощности в ис- точниках реактивной мощности-от их реактивной мощности, которые позволяют адаптировать алгоритм управления микропроцессорного устройства к конкретным типам ИРМ (конденсаторная батарея, синхронный двигатель, синхронный компенсатор и др.).

Для обоснования алгоритма управления входной реактивной мощностью по заданному значению, обеспечивающего минимизацию потерь активной мощности от передачи реактивной мощности в сети в целом с учетом потерь активной мощности в ИРМ, рассмотрим математическую модель выбора мощности КРМ в распределительной сети по заданной величине дефицита входной реактивной мощности при минимуме потерь электроэнергии в сети от передачи реактивной мощности. Представим функцию потерь

активной мощности в i-й линии от пере п r. h w «5 п Г п , - ь

л c;+Bi с;+в Л

2 т

Оптимальное значение реактивной мощности k-ro ИРМ

+AQwpMk

(4)

Q

$ 0 5 0

.д .

5

дачи реактивной мощности в виде ДР., C;of , где Cj-Ry/U ; RJ - эквива- лентное активное сопротивление 1-й линии; U - напряжение сети; 0{ - реактивная мощность линии, а функцию потерь активной мощности в i-м ИРМ в виде & Рйрм; -А Оирм; +В -О JpMj. Значения коэффициентов А, и В, определяются типом 1-го ИРМ и, например, для конденсаторных батарей равны: В., fl , где tgo - удельное значение потерь мощности, а для синхронных машин А} 0, ВI ; 0. Тогда математическую модель можно представить в виде

J-r г

С;+(( +A(v,)A, IT n

К0ирм,+йайрм;) B;Umin AQ.-Qf, J (1)

где ОИрМ1- величина изменения мощности 1-го регулируемого ИРМ;

Q Л - дефицит входной реактивной мощности, равный разности между действительной и требуемой величинами входной реактивной мощности. Осуществляем решение задачи,

сформированной в виде математической

модели (1), методом неопределенных

множителей Лагранжа:

4-г а

F ZII Q;-UV; (Vi+uV.i)A + ы i-i Д+ (Рирм-1+АРирм; ft «ЕйПирмг

где /Д - множитель Лагранжа0

feT 2QjCi 2&Q C;+Ai+

+20ирм;В;+2йОирЛ(

f Т5 А

bQ«pM Qi с7+вТ 2ТсТ+в7Г

2( Из выражений (1) и (2) получим

(2)

А;

1г ЛЈЙ111 ::1

(3)

Из выражений (2), (3) и (4), производя подстановку гДе Q ьх и Q ex. зд соответственно

51644116

действительное и требуемое значения чим расчетную формулу для определения реактивной мощности k-ro ИРМ

входной реактивной мощности, полуCk

ния реактивной мощности

Q«p

Bit

SHfMx, 4«pMK+Qk сГ+вТ Q«pwk сГ+Вк SICt+BJJ

Пг И„IП. |

- п .Ј1 BL« -Aj0

TQlC;-fBi V Ci+B; 2(C, +Bi)

чим расчетную формулу для определ

ния реактивной мощности k-ro ИРМ

Bit

+Вк

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического регулирования источников реактивной мощности в распределительной сетис Цель изобретения - повышение эффективности управления и расширение функциональных возможностей регулятора при поддержании заданной величины входной реактивной мощностИо Эта цель достпг.ч т- ся тем, что в устройство вгедены датчики реактивной мощности источников реактивной мощности, а логпко-вычислительное устройство выполнено в виде микропроцессорного устройства, включающего дополнительное запоминающее устройство для хранения уставки входной реактивной мощности и коэ&Лпци- ентов Функции потерь активной мощности в линиях от передачи по ним реактивной мощности, а такче коэффициентов функции потерь активной копшости в источниках реактивной мощности Все датчики реактивной мощности подключены к входным портам, а исполнительные органы - к выходным портам микропроцессорного устройства, котопое формирует управляющие сигналы, соответствующие оптимальному значению реактивной мощности, для каждого компенсирующего устройства 2 ил.

(Ck+Bk)

ix 1

20

25

30

Г. ly ««yTl

В соответствии с блок-схемой алгоритма цикла работы автоматического регулятора мощности ИРМ (фиг, 2) в блоке 8 реализуется ввод в МПУ 2 дан- |5 ных измерений входной реактивной мощности от датчика 1 входной реактивной мощности, в блоке 9 - ввод реактивных мощностей линий от датчиков 3 реактивной мощности линий, а в блоке 10 - ввод реактивных мощностей ИРМ от датчиков 6 реактивной мощности ИРМ Блок 11 реализует операцию чтения установки входной реактивной мощности из задатчика -4 уставок, блок 12 - операцию чтения коэффициентов функции потерь активной мощности в линиях от передачи по ним реактивной мощности и коэффициентов функции потерь активной мощности в ИРМ от их реактивной мощности из дополнительного запоминающего устройства 7. Блок 13 реализует вычисление мощности ИРМ, обеспечивающей устранение дефицита входной реактивной мощности при минимуме потерь в сети. Данные о требуемом значении реактивной мощности соответствующего ИРМ передаются в блоке 14 с соответствующего управляющего порта МПУ 2 на исполнительный орган этого ИРМ, осуществляющий изменение его мощности.

Изобретение позволяет повысить эффективность управления, так как в процессе регулирования обеспечивается получение абсолютного минимума потерь активной мощности в сети в целом от передачи и выработки реактивной мощности в ней, а не определенного

Ck Bk %Wf MK CVk+Qfc C:+B Vfc Ck+Bk

1Л 1Л ,

DI

О приближения к нему, как в Кроме того, расширяются фу ные возможности управления воздействия в процессе упр только конденсаторных бата ИРМ других типов.

35

40

45

Формула изобре

Автоматический регулято источников реактивной мощн держащий датчик входной ре мощности, п датчиков реакт ностей линий, на которых в точники реактивной мощност уставки входной реактивной выходы датчиков и задатчик чены к входам логико-вычис устройства, п управляющих которого подключены к вход полнительных органов, от ющийся тем, что, с шения эффективности управл ширения функциональных воз регулятора, он снабжен дат активной мощности источник тивной мощности, причем ло лительное устройство выпол де микропроцессорного устр торое включает дополнитель минающее устройство для хр коэффициентов функции поте ной мощности в линиях от п ним реактивной мощности и циентов функции потерь акт ности в источниках реактив ти от их реактивной мощнос деляет оптимальную величин ной мощности k-ro источник ной мощности согласно выра

Ak 2(Сь+Вк)

А;

. :Jik:- rici ii:.:SjicfiBn.:°:«:i,

t ,« Ч LJ I

(ck+Bk +вт

(,.00,n)

где QupMy и Оирм; реактивная мрщ- ность соответственно k-ro и

1-го ИРМ, полученн ответствующего k-r датчика реактивной

|5 c, +R;

О приближения к нему, как в прототипе. Кроме того, расширяются функциональные возможности управления путем воздействия в процессе управления не только конденсаторных батарей, но и ИРМ других типов.

Формула изобретения

Автоматический регулятор мощности источников реактивной мощности, содержащий датчик входной реактивной мощности, п датчиков реактивных мощностей линий, на которых включены источники реактивной мощности, задатчик уставки входной реактивной мощности, выходы датчиков и задатчика подключены к входам логико-вычислительного устройства, п управляющих выходов которого подключены к входам: п исполнительных органов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности управления и расширения функциональных возможностей регулятора, он снабжен датчиками реактивной мощности источников реактивной мощности, причем логико-вычислительное устройство выполнено в виде микропроцессорного устройства, которое включает дополнительное запоминающее устройство для хранения п коэффициентов функции потерь активной мощности в линиях от передачи по ним реактивной мощности и 2п коэффициентов функции потерь активной мощности в источниках реактивной мощности от их реактивной мощности и определяет оптимальную величину реактивной мощности k-ro источника реактивной мощности согласно выражению

Ak 2(Сь+Вк)

А;

:SjicfiBn.:°:«:i,

1-го ИРМ, полученная от со- ответствующего k-ro и 1-го датчика реактивной мощности

источника реактивной мощности;

Q|( Q,1 реактивная мощность соответственно k-й и i-й линии, полученная от соответствующего k-ro и 1-го датчика реактивной мощности линии; Qgx входная реактивная мощность, полученная от датчика входной реактивной мощности; О вх.ЗА уставка входной реактивной

мощности, хранящаяся в запоминающем устройстве; (Ak,Bk),

(А1,В )- коэффициенты функции потерь активной мощности соответственно в k-м и i-м источниках

10

15

8

реактивной мощности от их реактивной мощности, хранящиеся в дополнительном запоминающем устройстве; С|,С| - коэффициенты функции потерь

активной мощности соответственно в k-й и i-й линиях от передачи по ним реактивной мощности, полученные из дополнительного запоминающего устройства;

QS(1pM величина реактивной мощности k-ro ИРМ, передаваемая через k-й управляющий порт микропроцессорного устройства.

Фиг.1

ю

I

//

I

S

Z

13

I

0