Способ регулирования перетоков мощности между энергосистемами Советский патент 1991 года по МПК H02J3/06 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического регулирования перетоков мощности по межсистемным электропередачам.

Цель изобретения - повышение надежности и экономичности работы энергосистем, достигаемой путем использования нового принципа быстрого определения места возмущения, вызванного небалансом активной мощности, и величины приращения задания на отработку мощности регулирующим электростанциям.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит шины 1 энергосистемы, к которым примыкает межсистемная электропередача 2, электропередачу 3. связанную с узлом энергосистемы, генератор 4 электростанции, систему 5 регулирования активной мощности с задатчиком 6 внепла новой нагрузки электростанции, датчик 7 ступенчатого изменения мощности в элементе энергосистемы, блок 8 умножения, сумматор 9, блок 10 дискретного приращения задания на отработку мощности, регуля- тор 11 перетока мощности, блок 12 согласования, блок 13 распределения задания на отработку мощности между регулиру- ющими электростанциями, канал 14 телеуправления, канал 15 телеизмерения, датчик 16 мощности межсистемной электропередачи, дифференциатор 17, датчик 18 частоты напряжения на шинах 1 и устройство 19 сравнения.

Способ осуществляют следующим образом.

При незначительных небалансах активной мощности в энергосистеме регулирование перетока осуществляется традиционным способом, согласно которому измеряют посредством датчика 16 мощСЬJ 44 VJ

сл

00

ность электропередачи 3, сравнивают ее с заданным значением и изменяют мощность регулирующих электростанций пропорционально отклонению перетока и его интегральной составляющей. Величина перетока мощности, замеренная датчиком 16. подается на вход регулятора 11, который вырабатывает приращение задания на отработку мощности регулирующим электростанциям. Приращение задания распределяется блоком 13 между регулирующими электростанциями энергосистемы. Сигналы, пропорциональные приращению задания, передаются посредством каналов 14 телеуправления на входы задатчиков 6 внеплановой нагрузки регулирующих электростанций.

Возникновение значительного небаланса мощности (например, дефицита мощности в энергосистеме) вызывает резкое изменение частоты напряжения на шинах 1, которое измеряется датчиком 18 и подается на вход дифференциатора 17. Одновременно с этим замеряется мощность перетока электропередачи 3 (датчик 16) и подается на вход дифференциатора 17. Сигналы с выходов обоих дифференциаторов поступают на вход устройства 19 сравнения. Поскольку рассматривается случай возмущения (дефицита мощности) в данной энергосистеме, то производная частоты напряжения на шинах

Idf/dt больше производной перетока электропередачи 3 dPsn/dt, и устройство 19 сравнения вырабатывает разрешающий сигнал, который поступает на вход регулятора 11 перетока и блок 10 дискретного приращения задания. Выполнение неравенства df/dt dP3n/dt подтверждает факт возникновения небаланса мощности в данной энергосистеме.. Поэтому регулятор

I1образует на своем выходе сигнал, пропорциональный отклонению перетока и его интегральной составляющей, Одновременно с этим в блоке. 10 формируется сигнал дискретного приращения задания, который суммируется с выходным сигналом регулятора 11 в сумматоре 9.

Если df/dt Рэп/dt, что подтверждает факт возникновения в соседней энергосистеме, устройство 19 вырабатывает запрещающий сигнал. При этом в регуляторе 11 блокируется приращение интегральной составляющей отклонения перетока, а в блоке 10 - дискретное приращение задания. Этим обеспечивается селективность работы регулятора при возмущении в соседней энергосистеме.

Формирование дискретного задания при возникновении значительного небаланса мощности (дефицита) производится следующим образом.

Небаланс мощности распределяется между электростанциями энергосистемы пропорционально их синхронизирующих мощностей по отношению к точке приложения возмущения Каждая электростанция в момент возмущения испытывает ступенчатое приращение мощности, которое фиксируется датчиком 7. По каналам 15 телеизмерения зафиксированные приращения мощности передаются на блоки 8 умножения, осуществляющие умножение входного параметра на коэффициент Ki(,m), отражающий отношение величины ступенчатого изменения мощности электростанций района энергосистемы к изменению этой мощности электростанции, на которой это изменение определяется. Число электростанций гл (районов энергосистемы), на которых установлены датчики 7

ступенчатого изменения мощности, меньше общего числа электростанций энергосистемы п (т п ), поэтому Kj 1,0.

Выходные сигналы блоков 8, пропорциональные произведению ступенчатого изменения мощности электростанции района энергосистемы Л Pi на коэффициент Ki, суммируются в блоке 9. Блок 10 дискретного приращения задания вырабатывает управляющее воздействие на регулирующие электростанции в соответствии с выражением

KiAPi

i 1

При выполнении условия df/dt dP3n/dt сигнал приращения величины Д Рр передается на сумматор 9, где он суммируется с сигналом регулятора 11. Коэффициенты усиления интегральной и пропорциональной составляющих регулятора перетока выбираются по условиям устойчивости работы системы регулирования перетока. Для повышения устойчивости этой системы может использоваться дифференциальная составляющая отклонения перетока. Быстродействие регулирования системы на значительные небалансы мощности обеспечивается блоком 10 выработки дискретного

приращения задания, пропорционального величине небаланса. Указанное приращение задания образуется по факту возмущения и опережает пооцесс формирования задания регулятором перетока. Однако, несмотря на высокое быстродействие вырабо- ки приращения Д Рр, имеется определенное запаздывание в канале 14 телеуправления и системе 5 регулирования мощности электростанции. Даже в случае точного соответствия дискретного задания величине

фактического небаланса мощности из-за указанных причин имеет место отклонение перетока от заданного значения. При этом регулятор перетока образовывает свое задание, что может привести к перерегулирова- нию. Для устранения этого несоответствия на входе регулятора 11 устанавливается блок 12 согласования, реализующий упрежденное отклонение регулируемого параметра

Выходные сигналы блока Юирегулято- ра 11 суммируются (сумматор 9) и передаются на блок 13 распределения задания между регулирующими электростанциями.

Для отстройки выработки приращения задания при случайных колебаниях мощно- стм. не связанных со значительными небалансами, блок 10 снабжается пороговым элементом, препятствующим формированию приращения задания при указанных изменениях мощности.

Возникновение небаланса мощности вызывает ступенчатое изменение мощности не только электростанций энергосистемы, но и межсистемных электропередач. Например, при дефиците в предлагаемой энергосистеме должно соблюдаться условие df/dt Рэп/dt,

Однако при образовании дефицита электропередача в первый момент испытывает толчок мощности, что ведет к наруше- нию указанного неравенства Поэтому дифференциатор 17, производящий дифференцирование перетока мощности, должен быть отстроен от ступенчатых изменений сигналов на его входе путем использования специальных фильтров.

Формула изобретения

Способ регулирования перетоков мощности между энергосистемами, содержащими регулирующие электростанции и линию электропередачи, связывающую шины энергосистем, согласно которому измеряют , переток Рэп активной мощности электропередачи, сравнивают его с заданным значением и пропорционально отношению перетока и его интегральной составляющей из меняют мощность регулирующих электростанций каждой энергосистемы, измеряют частоту f напряжения на шинах каждой энергосистемы, определяют ее df

производную

dt

фиксируют небаланс

мощности в смежной энергосистеме и изменяют мощность регулирующих электростанций пропорционально отклонению перетока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, определяют производную перетока

мощности электропередачи .п и фиксируют небаланс мощности в смежной энергосистеме при -т- : , измеряют

мощность части регулирующих электростанций районов энергосистемы, определяют ступенчатое изменение их мощности A PI при небалансах мощности, при

эп

фиксируют небаланс мощности в

df d P:

dt dt

данной энергосистеме, формируют при

этом величину

iAPi , i - 1

где Ki - коэффициент пропорциональности, отражающий отношение величины ступенчатого изменения мощности электростанций района энергосистемы к изменению этой мощности электростанции, на которой это изменение определено;

m - ч,исло районов энергосистемы, суммируют эту величину с отклонением перетока и его интегральной составляющей и изменяют мощность регулирующих электростанций, пропорционально полученной сумме.

sk

IHIKEX

I

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического регулирования перетоков мощности по межсистемным электропередачам. Для определения места возмущения сравниваются величины производной частоты напряжения на шинах энергосистемы и производной перетока мощности. Если первая из сравниваемых величин больше второй возмущение имеет место в данной энергосистеме. При первой величине меньше второй возмущение произошло в соседней энергосистеме. Приращение задания регулирующим электростанциям, вырабатываемого регулятором перетока, производится по параметрам ступенчатого изменения мощности ряда электростанций энергосистемы, вызываемого небалансом активной мощности. Это позволяет повысить быстродействие регулирования перетока мощности, что дает основание для более полного использования пропускной способности электропередачи. 1 ил. СП с

Я

//1-4 1-4 I PMZ

«