Способ автоматического регулирования суммарной реактивной мощности энергообъекта Советский патент 1991 года по МПК H02J3/46 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического регулирования режима по напряжению и реактивной мощности в энергосистеме. Область применения предлагаемого способа - системы группового управления возбуждения генераторов электростанции.

Цель изобретения - предотвращение нарушения устойчивости генераторов электростанции.

На фиг. 1 представлены зависимости О f(Ui) при различных углах по электропередаче; на фиг.2 - структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ регулирования суммарной реактивной мощности электростанции.

Для простейшей схемы энергосистемы машина-шины выражения для реактивной мощности на шинах генератора имеют следующий вид:

Q U -UiU2cosd Тр, sind,

(1)

(2)

где Ui, U2 - модули напряжения на отправном и приемном концах линии электропередачи;

X - величина реактанса линии электропередачи;

б- угол между векторами напряжений Ui. U2.

О

ел о о

Ы

Определим характер зависимости Q f(Ui) при постоянстве загрузки генератора по активной мощности и при 1)2 const. Из уравнений(1, 2) в приращениях имеем то, что

AQ -J(2Ui -U2cosc5)AUi +

+Ui U2

AP (5 AUi +U1 U2Cos(.

/

(4)

Учитывая, что Д Р 0, значение Ad из (4) подставим в (3) и после соответствующих преобразований получим

AQ4 2Ui-- - AUi.(5)

Из анализа выражения (5) следует, что приращение реактивной мощности при измене- нии уровня напряжения на шинах электростанции в зависимости от режима может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Так при равенстве модулей напряжения

AQ 0 при 6 60°

AQ 0 при 5 60°.

На фиг.1 представлены зависимости Q f(Ui) при различных значениях угла по электропередаче

I - Рг 1,24

.09.

Режимы, характеризующиеся изменением знака приращения реактивной мощности от изменения уровня напряжения, не являются редкими. Энергосистемы с преобладающим составом синхронной нагрузки характеризуются большими значениями внутренних углов, углов между роторами синхронных генераторов и синхронных двигателей. В случав работы электростанции на синхронную нагрузку соизмеримой мощности уже в нормальном режиме угол между векторами ЭДС эквивалентного генератора и ЭДС эквивалентного.двигателя достигает 1207130°. Из них по 50-60° приходится на внутренние углы эквивалентных генератора и двигателя, 10-20° на реактивные сопротивления линии электропередачи и трансформаторов, связывающих центры потребления и генерации мощности. При этом зависимости Q f(U) имеют явно выраженный U-образный характер.

Устройство, реализующее способ автоматического регулирования суммарной реактивной мощности, содержит блок 1 формирования заданного значения реактивной мощности электростанции, блок блокировки 2, блок 3 формирования допол

нительного сигнала на повышение напряжения генератора, сумматор АРВ 4, блок 5 выявления отклонения сигнала от его значения в предшествующем режиме, блок 6 фик5 сации знака входного сигнала, схему сравнения 7, блок 8 произведения, установочное устройство АРВ 9.

Блок блокировки 2 своими выходными контактами осуществляет временную ком10 мутацию цепи подачи дополнительного сигнала в сумматор АРВ и цепи фиксации знака отклонения суммарной реактивной мощности электростанции. Время замкнутого состояния контактов блока составляет не

15 более 0,5 с в одном цикле регулирования реактивной мощности электростанции.

Блок 3 формирования цополнительного сигнала формирует на своем выходе сигнал, подача которого в сумматор АРВ приводит

20 к повышению напряжения на 1-2%.

Величина и знак сигнала на выходе блока 5 соответствуют величине и знаку приращенияреактивноймощностиэлектростанции от значения реактивной

25 мощности в предшествующем режиме.

Блок 6 фиксации фиксирует знак приращения реактивной мощности электростанции от значения реактивной мощности в предшествующем режиме.

30Блок 6 фиксации фиксирует знак приращения реактивной мощности электростанции в начальной фазе процесса регулирования и запоминает знак приращения на весь цикл регулирования реактивной

35 мощности. При этом сигнал выхода связан с сигналом на входе у следующим соотношением:

у 0, если х а у 0, если /х/ /а/

40 у 0, если х -а

Величина а определяет зону нечувствительности, необходимую для обеспечения работоспособности устройства.

На выходе схемы сравнения 7 сигнал

45 пропорционален разности заданного значения реактивной мощности и текущего значения реактивной мощности генератора. На вход блока 5 поступает сигнал, пропорциональный суммарной реактивной мощности

50 электростанции.

Блоки 1, 2, 5, 6 являются общестанционными блоками, блоки 3, 4, 7, 8, 9 - индивидуальными для каждого генератора электростанции.

55 Регулирование реактивной мощности электростанции осуществляется следующим образом.

В стационарном состоянии, когда отсутствует регулирование суммарной реактивной мощности электростанции, выходными

контактами блока 2 разомкнуты цепь дополнительного сигнала в сумматор АРВ и цепь фиксации знака приращения реактивной мощности электростанции. В этом же режиме текущее значение реактивной мощности генератора соответствует заданному значению, на выходе схемы сравнения 7 сигнал равен нулю, равен сигнал нулю и на втором входе блока 8 произведения. Выход олока 8 - нулевой и положение установочного устройства АРВ - уставка АРВ по напряжению соответствует заданному уровню напряжения.

Регулирование суммарной реактивной мощности электростанции в предлагаемом устройстве возможно только после определения знака приращения реактивной мощности электростанции, т.е. знака статизмз нагрузи 1-(Ой характеристики эле ростан- ции. положение достигается тем, что при разомкнутых контактах 2 сигнэ/1 на выходе блока 6 нулевой и соответственно, вне зависимости от наличия сигнала на выходе блока 7 отсутствует сигнал на выходе блока 8 произведения.

По команде Запуск выходными контактами блока 2 в сумматор АРВ с выхода блока 3 подается дополнительный сигнал, который приводит к повышению напряжения.

Изменение уровня регулируемого напряжения приводит к изменению напряже ния на шинах электростанции, к изменению реактивной мощности. При изменении реактивной мощности появляется на выходе блока 5 сигнал, величина и знак которого соответствуют величине и знаку приращения реактивной мощности на шинах электростанции относительно значения реактивной мощности в предшествующем режиме, т.е. в режиме перед подачей дополнительного сигнала в АРВ.

Блок 6 фиксирует знак приращения и запоминает знак приращения на весь период регулирования реактивной мощности. В зависимости от знака приращения сигнал на втором входе блока 8 произведения равен + 1 или -1.

Пусть при подаче дополнительного сигнала имеет место повышение выдачи реактивной мощности A. Q 0. В этом случае сигнал на выходе блока б равен Ч и полярность сигнала на выходе схемы сравнения 7 плюсовая.

В этом случае, если Озад Отек, то уменьшение сигнала рассогласования будет достигаться за счет уменьшения уставки АРВ по напряжению за счет уменьшения напряжения.

Если Озад Отек, то уменьшение сигнала рассогласования будет достигаться за счет повышения напряжения, за счет увеличения уставки АРВ по напряжению.

При работе электростанции на падающей ветви нагрузочной характеристики по0 дополнительного сигнала в АРВ приведет к уменьшению выдачи реактивной .мощности ДО 0. В этом случае сигнал на выходе блока 6 равен -1 и полярность сигнала на выходе блока 8 произведения протиЬ оположнз полярности сигнала на выходе сравнения 7.

В этом случае пги 0Эад Огек уменьшение сигнала рассогласования будет обеспечиваться за с повышения напряжения, за

0 увеличения уставки АРВ по напряжению. При Озад 0тек уменьшение сигнала рассогласования 5удет обеспечиваться за счет уменьшения сигнала напряжения, за счетснижения уставки АГВ по напряжению.

ЬПоедла аемое техническое оешение позволяет осуществить ре улированме реак- тианой мощности электростанции во всем диапазоне схемно-режимных условий работы электрической сети при этом исключаети ся неконтролируемый рост реактивной мощности и предотвращается наруше-нче устойчивости генераторов.

35

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования суммарной реактивной мощности энерго- обьекта. согласно которому измеряют фактическое значение суммарной реактивной

мощности, сравнивают его с заданным значением, определяют знак и величину рассог- ласовачия и изменяют возбуждение генераторов энергообьекта е С орону уменьшения рассогласования, отличающийся тем, что, с целью предотвращения нарушения устойчивости генераторов, в начале цикла регулирования суммарной реактивной мощности увеличивают возбуждение генераторов на заданную величину, фиксируют знак приращения суммарной реактивной мощности энергообьекта и, если знак приращения положительный, то изменяют возбуждение генераторов в соответствии со знаком рассогласования, а если отрицательный, то изменение возбуждения осуществляют с противоположным знаком.

Qr

0.82 ее.

« „.;

Ur

1.1 о.е

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического регулирования режима по напряжению и реактивной мощности в энергосистеме Цель изобретения-предотвращение нарушения ус тойчивости генераторов электростанции. Это достигается за счет регулирования суммарной реактивной мощности энергообъекта во всем диапазоне схемно-режимных условий работы электрической сети, характеризующихся изменением знака приращения реактивной мощности электростанции при изменении уровня напряжения Для этого формируют дополнительный эталонный сигнал и подают его в сумматоры индивидуальных АРВ генераторов, определяют знак приращения реактивной мощности электростанции и в зависимости от знака этого приращения устанавливают направление управляющего воздействия на изменение уставки автоматического регулятора возбуждения. 2 ил. л |С

Q. тек.ген.