Способ дозировки управляющих воздействий при аварийном набросе активной мощности Советский патент 1992 года по МПК H02J3/24 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для про- тивоавзрийного управления в энергосистеме в случае аварийного разделения шин электростанции и выделении отдельных групп генераторов, с аварийным набросом мощности на линии электропередачи.

Для фиксации аварийного наброса активной мощности и для дозировки управляющих воздействий используются ряд способов, которые позволяют по предаварийному режиму, по изменению режимных параметров, по величине аварийного возмущения определить интенсивность, тяжесть аварийного перехода и, е соответствии с рассчитанными ранее предельными условиями - установить величины дозировки управляющих воздействий. Фиксация аварийного наброса и идентификация интенсивности аварийного процесса в ряде случаев может привести к существенному, снижению точности выбора УВ и к снижению эффективности противоаварийного О

, ЧЭ 10

rr i :;:-/ifl. ПОСЛСД К О С ДОСРОЧНО

Cft04i .i;4. H алнидч ;- ,ом r:U ;ons YI-. и наличием зопазды эмм,: :. ф хг5ц:1и .рийного

H..T МОЩП001 .

Н Оолес 6;::i. по технический СУЩНОСТИ И ИЗОирчПо иЮ ЛПТЯеТСЯ 1 :ЗГ.ССТНЫЙ

дозирог. e-yvpysx .4. э.гехтрппере- д. :ч;|. Известна е.г литичегкзл зависимость, .г.лиезЮ1 ;гн линейную с с язь и еж/ у

ПРОДОЛЬНОЙ ПО у С f п ТЛ О УСТОЙЧИВОСТИ ВбЛИчико/, н 0роса NiO i .ioc r и не г.ек фолореца- чу PI, текуи ,ен г. грускг/й электропередачи Рло и г.- . и чин о . предела ;еред; :лемой ощп.-сти электропередачи Рпряд:

Р,.о«Рпр«А- 1.30лР.

где АР - Pi - Рго или PI 0.72 Рприд + 0,23 Рло.

В ряде случзоз, например, при аварийном разделении шин электростанции с вы- ,ем отделы .. -; групп гпнератсров и с иьбросомактиопсй мош.ности мз электропередачу величина ноорссз мои мости на ЗЛРК- тропсредачу P,,F, достаточно легко определяется в иачзле аварийного процесса. Следовательно, о начальной фазб прогресса может б . сформирован сигнал |;л разгрузку генераторов электростанции (откличоние части генорзтороз) величиной

Pt, рЯРНОЙ

Pi Ki(P,6-Pi}.

где KI - коэффициент запаса, учитывающий запаздывание ввода уг.рпвля;ощзго создсй- ствип PI в начале аварии.

Определение до : роэки управляющих шздо лствпй. no Vj;;eC iHCMy способу может приводить к суш.естг-енной погрешности. вызванной рясхо::(,,еьи2М хпрактермстик злгктромередзч-н, принятых при расчете предел. гередзо-яс сн мощсостн, с М1.Т.Н1 хорактер11С:гп;.М, ссотвэ1стг.у ощ;;ми кон к ре: ной реплш SI:;-H апзр1;йнсгс мопяхо- дз. Недостаточно ю-::: й отражение рйдз факторов, как-то: услся-чя поддержания нэ- пряжочии в систег-е, характер реальных динамических хараяторчстик нагрузочных знергоузлов моухет привести к погрешности в выборе дозирсгкм упрззлпгсицмх РОЗДСЙ- стгий.

Использован .-; известного способа продполагзет, что -составу эл-,-к- тропгр; дачи и о: ем ч rein СТЙРП-ТСЯ з со- о т R e t с т с и е о п; д с л о ч и ос з н ) ч с и и е греде/ia г редгит-омой мощносш элскт- ))опсродччи. ..о РОЗМОЖМЫ а : рий- ммс ситуации. : м;чмныЈ м.- расчетными

at;,; нГЧ|ь;ми ус/юаиями, для которых отсут- cvii /cr прод йр ттелыю определенное зна- ч, :;;:;о предел персдзсг- . мой мощности улоктронередачи. В эгихуслосиях дозирппсо . ;я:о1ч;.то воздействия может припасти как к существенной избыточности Бгк- дойстьия, так м к недоиспользованию npui - RObwap /fKioro управпения, и, соотсет- , к снихс нию урокня устойчивости

энергосистемы.

Цель изобретения - повышение точности дозировки управляющего воздействия при учете реальных характеристик электропередачи.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе дозировки дополнительно вычисляют текущее значение производной изменения активной мощности dPn/cit. s момент достижения производной эктигэной мощности нулевого знамения фиксируют значение активной мощности Рлм и формируют дополнительный сигнал на раз- грузлу электропередачи величиной Р2, равной

25

Л Р2 - 0.68 Рлм - 0.7 Рло + K2(Pi - Рям)

пр1-;ДР2 0. причем Кз 1.9. если Pi Рлм и К. 2,45, если Pi РЛм, а К2 коэффициент

запаса, учитывающий запаздывание овода управляющего воздействия АР2.

Предлагаемый способ позволяет по параметрам переходного процесса определить необходимость коррекции дозировки

управляющего воздействия, ьеличина которой определена в начале асзрии при t:c- пол13ооании расчетного предела передаваемой мощности электропередачи Р|Ф::А. Способ позволяет определить дозировку дополнительного УВ при учете реального значения предела Рг.ред . когда имеет место расхождение мехду значением расчетного предела передаваемой мощности и реальным значением в рзссмэтрноаомом

йсзрпйном переходе. Определение дополнительней дозировки УВ Л Р2 достигается при использовании аналитических соотношений, усганапливающих линейную связь

между Рло. Pi, Рлм.

На фиг. 1 представлены моментно-угло- выо характеристики электропередачи для дпух случаев наброса активной мощности Pi Рлм (а) и Pi Рлм (5).

При этом учптирзется. что при достижеHiv.i мэкспг:алы ого значения передаваемой мощности РЯМ огучцостолнотсч разгрузка л,;кп рапередач и до пелнчины (гсретока мощности Р:, т.Г , осуществляется ро:.г(г).:1 электропередачи на величину Д Рг - PI - Р2.

Определим необходимое значение разгрузки электропередачи АР2. еоеспечиьаю- щсе устОимипость перехода.

Условие предельного перехода соответ- стпует рааенипу гу.гн .;здок ускорения Si и торможения S. Для случая Pi РЛм имеем

T/i . Si J (Pi P,.(3)dS,

°-f (P2 Pi MSln 5)dS . (1)

/« Из условия Si -- 82 получаем

Рлм cos & Pj (.-r/2 - 62)

Pi (я/2 -&)-PAMcos 50. .(2)

p

30 a re sin ,

r IM

&l - arcsln -ТГ-- .

Гян

Условие(2) позсолтет определить значение Р2 f(Pt. РЛМ, Pro) Аналогично для случая Pi Рпн(б) получает

Si Fi(5i -4,). - Рлм (cor, di -cos Дэ ),(3) S РЛМ ( cos :30 -f cos 62 ) - -Pi (я/2 -(5;)-Р2(я/2 -&).

где д arcsln -„- - .

г.«ж

Равенство St -- S гтоз&оляет определить значение ДР2 при варьировании PL РЛо,

Рем..

На фиг. 2 ззлены зависимости Л P построенные для различных соотношений Pro и Рим при варьировании величины Pi.

Существенно ймнейный характер этик зависимостей позволяет- воспользоваться линейным соап оаеня1ем для определения функции ДРг. Из анализа расчетных дан- .ных имеем:

Д Р2 - 0,68 Рпа- 0,7 Рло +

+ K(Pl - Рлм)

при Pi Рлм К 1 9. при Pi Рлм К 2.45.

В таблице пр . результаты расчета ДР2 с нспоть:-эё -ч1 «ем точных оыраже- ннй (2), (3) с использованием при&яижежйы /ii-че/.ноп формы (ч), D расчете принято. чт: Р,., ---- 1.

разьаю-

вет- Si и 5 еем

(1) 10

.(2)

15

20

ение учая

30

(3) 35

лить РЛо, /;Q

.

и Л PZ, ний Pi.

этик /,5 ться ения дан-

50

(4)

45. «35

счеаже-ием счеДиапазон значений Pi ограничен р.ели- чиной паброса, при котором устой .VBOCTI, переходного процесса .ожпт Пыть обеспечена только разгрузкой з;.о:-:тропо;)0,г,ачи пэ псю величину наброса, т.с Р PI. При дальнейшим увеличении PI усюйчипость динамического переходя ненооможно обеспечить при вводе УВ рассмзтрич-чемого вида.

Анализ представленных результатов саидетельстсует о допустимости использования формы (ч)для определения дозиропки управляющих воздействий.

Ка фиг. 3 предстлпп нп принципиальная блок-схема устрпмстп а, реглизующего предлагаемый способ дозиро.-,ки управляющих росдейстомй.

Устройство содер.шп датчик 1 активной мощности линии элекгро тередэми, вычислительный блок 2 производной активной мощности, дра блока 3 и А запоминания, три компаратора 5 - 7. четыре сумма горя 8-11 с переменными коэффициентами по входам, переключатель 12 и два усилителя 13 и 14.

Выход датчика мощности подключен к входам блока 2 производной активной мощности и к входам блокон 3 и 4 запоминания. Выход блока 2 производной включен на вход компараюра б с зоной нечувствительности, выход которого подключен на управляющий вход блока А запоминания. Сигнал о величине наброса мощности при возникновении аварийной ситуации Рнб поступает ни сход компаратора 5 и на первый вход сумматора 9. Выход, компаратора 5 подсоединен к управляющему входу блока 3 запоминания, выход которого подключен к. второму входу сумматора 8, на первый вход которого поступает сигнал установки У. Выход сумматора 8 подключен к второму к ход у сумматора 9 и к первому входу сумматора 10. Выход блока 4 запомпнснит подключен к вторым входам сумматоров 10 и 11. Выход сумматора 10 подключен к пходу переклю- чателл 12 и к входу компаратора 7, выход которого подсоединен к управляющему входу переключателя 12. Первый и второй выходы переключателя 12 подсоединены соответственно к третьему и четвертому входам сумматора 11.

Сигнал выхода сумматора 9, усиленный блоком 13, соответствует величине первой ступени разгрузки-A PI. Сигнал выхода сумматора 11, усиленный блоком 14, соответствует величине второй ступени разгрузки АР2.

Блок 3 запоминания обеспечивает запоминание величины входного сигнала Рл в

предйп фийном ре. -к.име - Ряс. ёлок 4 ззпо- мг: .линя обеспечь ЗУ зйпо:-линяние максимальной |зелм (1 ми псагохг1 ; ,:.,.ности по электропередача с ссэ;: йчом процессе и момент дссп;жеь:;;. (..jcero зкпрог ямюго Значения - Рлч. .jrKv.v.H- i.-iyK-. c OAHOf J cnrНЙЯЭ Рл, ПОСТуП :0 Ц - р i G СХОД1.; U )OKO:.J 3 И

4, происхсфлч при по;(вг;;:нии сигнала на упраоляющем сход,; с о оГРСгс; к уюи,,з(о блока запоминания, Пил лкгкиель 12 коммутирует ЈJ,ОДНОЙ СИГНАЛ ifi ОДИН И -. ДВуХ С130ИХ

выходоз; сигнал . псчгт .й поступает

ИЗ уПрЗВЛЯЮЩ /Л ОХСД ,ГС/1Л.

Устапка У соот.зклоуог расчетной величине предела псрол.п ссомой мощности Рпряд. Коэффициента. ye ins с ил по входам суммзтсроэ равны: сумматор 0 - нораый вход К (-0,72, вторе,- ; г.ход К 0,26; сумму- тор 9 - первый вход К - 1. второй вход К -1: сумматор 10 - первый ьход К 1, второй вход К -1; суммгтор 11 - первый вход К -0,7. втор-ой чхсд гЮ,С8, третий вход К 1,9, четвертый вход К 2,45.

Устройство, р.г::;.ьующ.-оге предлагаемый спссоо, работает следующем образом.,

Пр,; позиик.озо-пг;: ноба- лянсс.1 мощности, (кляемого в процесс разделение шин электростанции и выделении группы генераторов с суммарной мощностью PH J на злакгрог.ер&дзчу, сигнал, пропорциональный Ряб, пооушя на вход ког.;пара.ора 5, гфиио,.;и к гргбатысанию. Сиг ноя на выхо/,е ко -глярзтора 5, поступая на упраи/./лощий вход Олока 3 запоминания, обесгк Ч ч ает гэгюмяиание предапарийной зе рузк /: слсктроперс дзч рпо. Сигнал выхода блока 3 запоминон.чя Pro и сигнал устао- ки У Рпред поступают из вухеда сумматора 8. Сигнал нз выхС Де сумматора 8 пропорционален аоличиие

Pi 0,719 Ргред 0,281 Ряо.

Ct;; нал выходе сумм гора 9. кз ЕХОД которого г.оступс.ютсиг(-;дл;.: Р,Т Pi. пропорционален величине

ЛР1 -Ри6-Р1.

Сигнал выхода блока 13 соэгпетстеует необходимой ьэлмчи.че расгрузки элг;ктростан- цим в момент ьогникмовения «зэрмйного нйориса Р..ОЩНОСТИ

APi-Ki-APi.

При реализации рз гр; зки э-чектропсоодэ- чц : fo--- :нт волн1--: к мое -:;«« sp.Pi vnt-i (откпю- чечие 1ости генс .р,-fcpo-з вы/ глепкой

rpynntf на ) величина реального иа- Ороса мо цности на эле i ропсрел.т-г/ со- CTiiuHT значение PI -- Рис. - A Pi. Это значение нао роса мощности яияяется iipсдельным для россмитрипа мых уело- . при зад- .iiHuv, расчетном знпмснпи Рпред и 3Hrii i;ini-i мродзЕзрийной загруз- ки эльктропсреда1 Ряо.

Сигнал иыходэ блока 2 соответствует текущему значению производной активной мощное i и о.чоктрсг .ь ридачи. При про- хо:-: дснии производной Г .огдностм через нулевое значонг.е происходит срабатыг.ание компаратора 6. Сигпг.л с и ход .ч компаратора С, поступая t(a упразляющий оход блока 4 запоминания, обсспо миваот запоминание вхедного сигнала Олока 4, соответствующего рассматриваемому моменту

времени - РЛм.

Сигнал на г.ыходе блока 1 соотсстствуст экстремальному значению активной мощности по электропередаче о аварийном переходном процессе Рлм. Сигнал на пыходе

сумматора 10 Сю соответстпуо т величине

С10 Р1-Рлм.

При Сю 0 сигнал HS выходе компараторе

7, подключенного на выход сумматора 10, отсутствует. При отсутствии сигнала нз управляющем сходе переключателя 12 вход переключателя соединен с первом выходом переключателя.

При Сю 0 появляется сигнал на выходе компаратора 7. При лойплскпп сигнала на управляющем входе переключателя 12 происходит перекоммутация в переключателе: разрывается цепь вход - перзый выход и

образуется цепь вход-вторзй выход. Таким образом, в зависимости от coot ношений ве- личнн PI и Рлм сигнал выхода сумматора 10 присутствует или на периом, или на втором выходе переключателя 12.

На входы сумматора 11. отличающиеся разпичными коэффициентами усиления, поступают, сигналы: Рлс (:оэ-| фициенг усиления К -0,7) Рям (коэффициент усиления входа К 0,68), Pi - Рям (при Р Рлм сигнал

поступает на третий вход сумматора с коэффициентом усиления К 1,9, при Pi Рлм сигнал поступает на четвертый вход сумматора 11 с коэффициентом усиления К 2,45). Сигнал на выходе сумматора 11 пропорционзлен величине

- 0.68 Рлм - 0,7 Ряо -I- K(Pt - Рлм) np iPi РЛ«К- 1,9, приР1 Рлм К 2,45.

Величина сигнала на выходе блока 14 соответствует необходимой величине разгрузки электропередачи второй, дополнительной ступенью, корректирующей действие первой ступени разгрузки, опре- деленной в начальной фазе аварийного процесса.

Если расчетная величина предела передаваемой мощности соответствует максимальному значению моментно-угловой характеристики электропередачи, т.е. Рпред РЛМ. то величина разгрузки первой ступени равна APi и . .

Pi - 0,72 Рлм + 0,28 Рло. .

Подставляя значение в выражение для определения дозировки второй ступени разгрузки электропередачи (4), получаем

Р2 .006 Рлм+ 0,014 Рло.

Эта величина, отнесенная к пределу передаваемой мощности, достаточно мала и можно принять, что Д .25

В случае, когда реальное значение максимума моментно-угловой характеристики электропередачи РгГред превышает рассчитанное значение Рпред, при использовании предлагаемого способа не осуще- 30 ствляется вторая ступень разгрузки, т.е. в случае ДР2 0.

Принципиальная возможность появле- . ния сигнала Д 2 0 при Рпред Рпред связана с тем, что в переходном процессе 35 выполнение условий равенства площадок ускорения и торможения может быть достигнуто при экстремальном значении пере- тока мощности по электропередаче, меньшем, чем Рпред. т.е. при РЛм Рпред. 40 Если Рлм Рпред, то очевидно, что PZ 0.

Оценим соотношения между Рлм и Рпред для случая Рпред Рпред. Из анализа угловых характеристик следует, что

45

(Р1-Р/ю). .

Подставляем значение Pi 0,72 Рпред + 0,28 Рло, получаем, что

Рлм 1.44 Рпред-0.44 Рло.

Из анализа последнего соотношения видно, что при Рпред Рпред всегда Рлм S Рпред. Следовательно, когда в реаль- ном процессе характеристики электропере- дачи оказываются более лучшими, чем принятые при расчете, то отсутствует ввод второй ступени разгрузки. Д PZ 0.

5

10

15

0

5

0

5 0

5

0

5

Если экстремальное значение перетока мощности в аварийном процессе оказывается меньше значения предела передаваемой мощности, определенной расчетом, т.е. Рлм Рпред, то эУб значит,. что реальные характеристики электропередачи оказываются хуже, чем принятые при расчете, и величина ДРь определенная в Начальной фазе процесса, является недостаточной. В этом случае необходим выбор дополнительного управляющего воздействия ДР2, что осуществляется по предлагаемому способу.

Таким образом, использование предлагаемого способа дозировки управляющего воздействия позволяет повысить эффективность противоаварийного управления в энергосистеме за счет учета реальных характеристик электропередачи. Применение способа обеспечивает сохранение динами-. ческой устойчивости при нерасчетных аварийных ситуациях. В предлагаемом способе дозировки осуществляется адаптивная коррекция ввода УВ в темпе переходного процесса, что повышает надежность энергоснабжения в системе.

Ф о jp м у л а и з о б р е т е н и я Способ дозировки управляющих воздействий при аварийном набросе активной мощности на электропередачу в результате аварийного деления шин электростанции и выделения отдельных групп генераторов на линии электропередачи, согласно которому измеряют текущее значение активной мощности по электропередаче Рл, запоминают значение активной мощности в исходном предаварийном режиме Рло. определяют в начальной фазе аварийного процесса величину наброса активной мощности Рнб и использованием величины Рпред. соответствующей пределу передаваемой мощности электропередачи по условиям устойчивости, формируют сигнал-на разгрузку электропередачи величиной Д PI, равной:

APi Ki(PH6-Pi).

где Pi 0,72 Рпред + 0,28 Р/ю:

Kt - коэффициент запаса, учитывающий запаздывание ввода управляющего воздействия Д РК отличающийся тем, что, с целью повышения точности дозировки управляющего воздействия при учете реальных динамических характеристик электропередачи, дополнительно пычисля ют. текущее значение производной активной мощности

dPn/dt. о момент достижения производной активной мощности нулевого значения фиксируют змачение октипной мон .ности электропередачи Рлм и формируют дополнительный с , на разгрузку электропередачи величиной Д Р2, рзгзнсй

А Р2 ,СЗ Рлм - 0,7 Рло + K3(FJ1 - Рлм);

при А Р2 0, причем Кз га 1,9, если Pi Рг,н и Кз1- 2,45,если PI Рлм.а К2--коэффициент

запаса, учитывающий зэпаздыолиие ввода упрзаляющего воздействия АР2.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для противоаварийного управления в энергосистеме в случае аварийного разделения шин электростанции и выделения отдельных групп генераторов с аварийным набросом мощности на линии электропередачи. Цель - повышение точности дозировки управляющего воздействия при учете реальных динамических характеристик электропередачи. Для достижения указанной цели формируют основной сигнал на разгрузку А Р. вычисляют текущее значение производной активной мощности dPfl/dt, в момент достижения его нулевого значения фиксируют значение активной мощности электропередачи Рлм и формируют дополнительный сигнал на разгрузку ДР2. Определение А Р2 производится по аналитическому выражению, устанавливающему линейную связь между ДР2 и Рло, Pi. Рлм, где Рло - значение активной мощности в предаварий- ном режиме, Pi - наброс активной мощности. 3 ил., 1 табл. (Л С

РЛО Р

VJ,v