Способ автоматического управления мощностью резервных генераторов при аварийном понижении частоты в энергосистеме Советский патент 1991 года по МПК H02J3/24 

(Л

С

Изобретение относится к противоава рийной автоматике энергосистем, а именно к способам автоматического включения резервных генераторов при аварийном понижении частоты в энергосистеме. Цель - ускорение процесса ликвидации дефиЦи;а генерируемой мощности без перерегулирования. При аварийном снижении частоты ниже уставки производят запуск всех резервных генераторов энергосистемы. Управление набором мощности ведут, оценивая частоту и скорость ее изменения по динамической характеристике регулирования Оптимальную характеристику определяют, исходя из параметров конкретной энергосистемы. 2 ил.

Изобретение относится к противоава- рийной автоматике энергосистем, а именно к способам автоматического включения резервных генераторов при аварийном понижении частоты в энергосистеме.

Целью изобретения является ускорение процесса ликвидации дефицита генерируемой мощности без перерегулирования,

На фиг.1 представлен пример восстановления частоты резервными генераторами и изображена фазовая плоскость, где на оси абсцисс - значение частоты в энергосистеме, на оси ординат - ее производная по времени (скорость изменения частоты); на фиг.2 - структурная схема устройства, реализующего способ.

Состоянию энергосистемы в любой момент времени соответствует точка на фазовой плоскости, например точка К соответствует нормальному режиму работы энергосистемы с номинальной частотой fH и нулевой скоростью ее изменения. При возникновении в энергетической системе дефицита мощности, например при отключении генераторов или питающих линий и отсутствии вращающегося резерва, происходит снижение частоты в энергосистеме. Когда частота становится меньше частоты запуска f3an , производят включение резервных генераторов при этом состоянию системы соответствует точка А на фазовой плоскости, в которой скорость сниО

оо

00 О1 Ч

жения частоты имеет отрицательное ускорения. В результате действия резерва и набора мощности генераторами скорость изменения частоты меняет свое значение, гак з точке В при отрицательной скорости ускорение изменяет знак, а в точке С скорость становится равной нулю. Оптимальным регулированием системы является стремление ее состояния к точке К с минимальным временем. Этому отвечает динамическая характеристика, представленная в виде прямой MN, которая делит фазовую плоскость на две зоны, зону дефицита мощности F и зону ее избытка G. Динамическую характеристику можно, например, описать в виде

уравнения

df 1

г (fH-f), где Гсист- поUt Гсист

стоянная времени системы; f - текущее значение частоты. Как показано на фиг.1, с момента запуска резерва в точке А до пересечения с характеристикой регулирования в точке D процесс протекает в зоне дефицита F и генераторы набирают мощность. В точке Е генераторы начинают снижать генерируемую мощность, так как она лежит в зоне избытка G, находящейся выше характеристики регулирования. Таким образом, осуществляя регулирование по указанному способу, получают процесс восстановления частоты с минимальным временем, балан сирующий около характеристики регулирования, с точкой К как конечной точкой регулирования и частотой равной fH.

Данный способ позволяет восстановить частоту без перерегулирования, так хак если частота поднимается выше fH, регулирование осуществляют по той же характеристике, на участке KN, согласно зонам регулирования. В приведенном примере, динамическая характеристика в виде прямой MN с определенным наклоном, однако оптимальная характеристика регулирования, ее характер можетопреде- ляться исходя из параметров конкретной энергосистемы.

На фиг.2 устройство содержит генератор 1, дифференциатор 2, два сумматора 3 и 4, умножитель 5, блок 6 воздействия на управление генератором, пусковой орган 7, ключ 8 пускового органа.

Устройство работает следующим образом.

Срабатывание пускового органа 7 при понижении частоты в энергосистеме ниже уставки запуска fJ3n приводит к тому, что контакты 8 подключают выход блока 6

-

воздействия, на вход генератора 1, выход генератора соединен с входом дифференциатора 2 и входом сумматора 3. В сумматоре происходит сравнение номинальной частоты fH с текущим значением частоты (fH-f). Дифференциатор определяет скорость

изменения частоты -т- . Выход сумматора

3 соединен с входом умножителя 5, в кото- ром (fH-f) умножается на величину гсист. Выходы умножителя 5 и дифференциатора 2 соединены с входом сумматора 4. В нем выполняется операция сравнения

-:(тн-f) с нулем. В зависимости

01 Гсист

от результата сравнения (меньше или Оольше нуля) блок воздействия выдает команду генератору соответственно на увеличение или уменьшение генерируемой мощности.

Применение изобретения позволяет запускать все резервные генераторы системы сразу, без выдержек времени и при этом не допускать перерегулирования системы, что

в конечном итоге повысит надежность электроснабжения и даст существенный экономический эффект,

30

Формула изобретения

Способ автоматического управления мощностью резервных генераторов при аварийном понижении частоты в энергосистеме путем измерения частоты, сравнения

ее с уставкой запуска и подключения резервных генераторов, если частота ниже уставки запуска, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса ликвидации дефицита генерируемой мощности без перерегулирования, осуществляют запуск резервных генераторов с возбуждением одновременно в момент снижения частоты ниже уставки запуска, дополнительно замеряют скорость изменения частоты, определяют разницу между номинальной частотой и текущим значением частоты и сравнивают полученную разность, умноженную на масштабный коэффициент, со скоростью снижения частоты, причем если

скорость снижения частоты больше, то подают сигнал на уменьшение генерируемой мощности, если меньше - то на увеличение генерируемой мощности, при равенстве скорости снижения частоты и пропорциональной разности частот сигнал на управление генераторов не подают,

I

Фиг. 2