Способ распределения реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами переменного тока Советский патент 1992 года по МПК H02J3/46 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано на электростанциях с параллельно работающими синхронными и асинхронизированными или только синхронными генераторами.

Известен способ распределения реактивной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами, основанный на измерении параметров режима (напряжения на шинах генераторов, реактивной нагрузки каждого из параллельно работающих генераторов), сравнении параметра распределения с заданным его значением и изменении тока возбуждения в зависимости от сигнала рассогласования, Причем реактивную мощность выравнивают на всех генераторах при всех режимах работы.

Недостаток данного способа состоит в том, что выравнивание реактивных мощностей приводит к различной надежности параллельно работающих генераторов, что снижает надежность работы электростанции в целом. При этом минимум потерь активной мощности имеет место в случае, если характеристики генераторов идентичные. Кроме того, способ применяется только для синхронных генераторов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ распределения реактивной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами, при котором измеряют параметры режима, сравнивают параметр распределения с заданным, его значением и изменяют ток возбуждения в зависимости от сигнала рассогласования, причем на всех

VI

ND СО Ю

Ю- Јь

генераторах поддерживают равными соотношения . между текущим и предельно допустимым значениями реактивной мощности.

Для этого измеряют активную нагрузку каждого генератора, определяют соответствующее ей значение предельно допустимой реактивной нагрузки, умножают это значение на напряжение на шинах генераторов и полученный сигнал используют в качестве сигнала задания мощности. Однако при равенстве отношений текущих и предельно допустимых значений реактивной мощности всех генераторов генератор с меньшей активной мощностью имеет большую реактивную мощность, что в режиме потребления приводит к резкому ухудшению динамической устойчивости синхронного генератора, а значит, и снижению надежности генератора по условиям динамической устойчивости. Следовательно, генератор с меньшей активной мощностью в режиме потребления реактивной мощности имеет более низкую надежность, т.е. выравнивание отношений текущих и предельно допустимых значений реактивной мощности всех генераторов приводит к различной надежности параллельно работающих генераторов, что снижает надежность работы электростанции в целом. Максимальная же надежность электростанции достигается при равных уровнях надежности всех ее генераторов, а наивыгоднейшее распределение, обеспечивающее повышение экономичности, - при учете потерь активной мощности и надежности по условиям динамической устойчивости и теплового состояния. Кроме того, к недостаткам известного способа относится то, что оно применяется только для параллельно работающих синхронных генераторов.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности работы, а также расширение области использования системы параллельно работающих генераторов переменного тока за счет оптимизации по обобщенному критерию приведенных затрат на распределение реактивной нагрузки путем поддержания ее на каждом генераторе на уровне оптимального значения.

Согласно способу распределения реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами переменного тока, согласно которому измеряют напряжение на шинах генераторов, реактивную нагрузку каждого из параллельно работающих генераторов, сравнивают ее с.сигналом задания мощности и изменяют ток возбуждения в зависимости от сигнала рассогласования, суммируют реактивную нагрузку всех параллельно работающих генераторов, определяют по известным зависимостям соответствующее суммарной нагрузке значение относительного прироста затрат, по величине которого определяют оптимальное значение реактивной мощности каждого генератора, умножают это значение на напряжение на шинах генераторов и полученный сигнал используют в качестве сигнала задания мощности для каждого генератора.

Использование предлагаемого способа распределения реактивной нагрузки обеспечивает повышение уровня надежности и экономичности работы системы параллельно работающих генераторов переменного тока и электростанции в целом по сравнению с поддержанием равных отношений текущих и предельно допустимых значений реактивной мощности при различных значениях активной, расширение области использования, так как способ применим не только для параллельно работающих синхронных

генераторов, но и для параллельно работающих синхронных и асинхронизированных генераторов.

Поскольку режим работы генератора по реактивной мощности влияет на потери активной мощности, динамическую устойчивость и тепловое состояние, то оптимизацию распределения реактивной нагрузки проводят по обобщенному критерию приведенных затрата

3| 3п+3д+3т.

где 3i - приведенные затраты на возмещение потерь активной мощности; Зд - приведенные затраты ущерба от снижения надежности по условиям динамической устойчивости;

Зт - приведенные затраты ущерба от снижения надежности по условиям теплово- го состояния;

Н1,2п - порядковый номер генератора.

Уравнение цели имеет вид

50

Н

L-t

mm

а условием оптимальности является

эЗп 0Qi 302 QQn

или

. . . cjn .

где qi, q2Qn - относительные приросты

затрат.

На.,фиг. 1 представлена диаграмма процесса распределения реактивной нагрузки между генераторами станции; на фиг. 2 - функциональная блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

На фиг. 1 показан порядок оптимального распределения суммарной реактивной нагрузки Он между параллельно работающими генераторами, выполненный по предварительно рассчитанным в рабочем диапазоне изменения активных нагрузок, а затем усредненным для этих нагрузок характеристикам относительных приростов затрат синхронного генератора qc, асинхро- низированного генератора qa и нагрузки qH. Как видно из фиг. 1, шкала функциональной зависимости Он формируется суммированием реактивных мощностей синхронного Qc и асинхронизированного Qa генераторов при равных относительных приростах затрат.

Схема (фиг. 2) дана для двух генераторов, при большем их количестве число инди- видуальных блоков соответственно увеличивается. Схема содержит центральные элементы; регулятор 1 напряжения шин 2, функциональный преобразователь 3, сумматор 4 и индивидуальные агрегатные элементы: датчики 5 реактивной мощности генераторов 6, функциональные преобразователи 7, блоки 8 умножения, блоки 9 ерав- нения, исполнительные блоки 10.

Выход центрального регулятора 1 напряжения шин 2 соединен с входами блоков 8 умножения. К другим входам блоков 8 подключены выходы индивидуальных функциональных преобразователей 7. входы которых соединены с выходом центрального функционального преобразователя 3, вход которого соединен с сумматором 4, входы которого соединены с выходами индивиду альных датчиков 5 реактивной мощности ге- нераторов 6. В индивидуальные функциональные преобразователи 7 закладывают зависимости относительных приростов затрат генераторов 6 от реактивной мощности, а в центральный функциональный преобразователь 3 - зависимость относительного прироста затрат нагрузки от суммарной реактивной нагрузки. Выходы блоков 8 и другие выходы индивидуальных датчиков5 реактивной мощности подключены к блоку 9 сравнения, выходы которых соединены с входами исполнительных блоков 10.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью центрального регулятора 1 измеряется напряжение на шинах 2 генера- 5 торов 6 и преобразуется в одинаковые сигналы, которые подаются на входы блоков 8. Выходные сигналы индивидуальных датчиков 5 реактивной мощности суммируются в сумматоре 4 и преобразуются в зависимр0 сти от значения относительного прироста затрат нагрузки в выходной сигнал центрального функционального преобразователя 3. Выходной сигнал центрального функционального преобразователя подает5 ся на входы индивидуальных функциональных преобразователей 7 и преобразуется в зависимости от оптимальных значений реактивной мощности генераторов в выходные сигналы индивидуальных

0 функциональных преобразователей 7.

В блоках 8 сигналы от центрального регулятора 1 и индивидуальных функциональных преобразователей 7 перемножаются и на выходах блоков 8 получаются сигналы

5 задания реактивной мощности генераторов 6. Сигналы задания и выходные сигналы индивидуальных датчиков 5 реактивной мощности генераторов поступают в блоки 9 сравнения, где сигналы текущего значения

0 реактивной мощности каждого из генераторов сравниваются с сигналом задания, а полученная разность в виде управляющих сигналов направляется в исполнительные блоки 10, предназначенные для согласова5 ния их вида и уровня с конструктивными и схемными особенностями конкретных систем возбуждения генераторов. В результате на генераторах 6 устанавливается заданная реактивная мощность.

0 При этом значения заданных реактивных мощностей являются оптимальными исходя из обобщенного критерия приведенных затрат на распределения реактивной мощности между параллельно

5 работающими генераторами (потери активной мощности, надежность по условиям динамической устойчивости, надежность по условиям теплового состояния). Экономичность и надежность систе0 мы параллельно работающих генераторов возрастает, а область использования расширяется.

Формулаизобретения

Способ распределения реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами переменного тока, согласно которому измеряют напряжение на шинах генераторов, реактивную нагрузку каждого

из параллельно работающих генераторов, сравнивают ее с сигналом задания мощности и изменяют ток возбуждения в зависимости от сигнала рассогласования, отличающийся тем. что, с целью повышения надежности и экономичности, а также расширения области использования, суммируют реактивную нагрузку всех параллельно работающих генераторов, определяют по

0

известным зависимостям соответствующее суммарной нагрузке значение относительного прироста затрат, по величине которого определяют оптимальное значение реактивной мощности каждого генератора, умножают это значение на напряжение на шинах генераторов и полученный сигнал используют в качестве сигнала задания мощности для каждого генератора.

Сущность изобретения: в способе распределения реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами переменного тока измеряют напряжение на шинах генераторов и реактивную нагрузку каждого из параллельно работающих генераторов, суммируют реактивную нагрузку всех параллельно работающих генераторов и на каждом из параллельно работающих генераторов поддерживают значение реактивной мощности, равное оптимальному значению по обобщенному критерию приведенных затрат на распределение реактивной нагрузки. 2 ил.

Фиг.1