Способ автоматического регулирования перетока мощности между двумя энергосистемами Советский патент 1992 года по МПК H02J3/06 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического регулирования (о раничения) перетока мощности по линии электропередачи

Известен способ регулирования перетока мощности, согласно которому изменяют уставку регулятора в зависимости от режима работы электропередач, примыкающих к отправному или приемному узлу регулируемой, электропередачи.

При этом не учитывается влияние загрузки электропередачи нч изменение предельной по устойчивости мощности, что снижает надежность работы энергосистемы

Известен также способ регулирования перетока, по которому предусматривается коррекция уставки регулятора 8 зависимости от фактического запаса статической устойчивости.

Недостатком данного способа является отсутствие зависимости изменения уставки регулятора перетока от динамических параметров регулирующих электростанций (РЭС), уровня нерегулярных колебаний перетока и т.п. Неучет этих факторов, влияющих на устойчивость электропередачи, снижает надежность работы энергосистемы.

Известен способ, по которому предусматривается коррекция уставки регулятора в зависимости от уровня (интенсивности) колебаний перетока, определяемого величиной среднего квадратичного отклонения перетока арег. При этом с определенной цикличностью находят значение (Трег и сравнивают его с заданной величиной О3Ы

СП

со

$

сл

Уставка регулятора перетока изменяется пропорционально величине разности средних квадратичных отклонений Оз орег. Параметр сг3 выбирается из расчета наихудших условий регулирования перетока или для случая отсутствия этого регулирования. При положительной величине указанной разности производится увеличение уставки регулятора перетока, что ведет к повышению использования пропускной способности электропередачи.

Недостатком известного способа является его невысокая эффективность из-за низкой приемистости РЭС, привлекаемых к регулированию перетока, и незначительного регулировочного диапазона на увеличение (снижение) их мощности.

Размах нерегулярных колебаний перетока в крупных энергосистемах лежит в диапазоне 20-100 МВт. При этом скорость изменения перетока достигает значений 150-600 МВт в 1 мин. Текущий динамический диапазон регулирования мощности РЭС, подключенных к регулятору перетока, обычно не удовлетворяет требованиям эффективного подавления колебаний перетока с указанными параметрами Вторым ограничивающим фактором, препятствующим использованию РЭС для подавления случайных колебаний перетока, является их периодичность, которая лежит в диапазоне 3-8 мин. Для большинства тепловых электростанций такой режим работы, при котором генерируемая мощность периодически изменяется, является нежелательным по условиям экономичности и надежности работы тепломеханического оборудования. Для маневренных ТЭС ограничивается число циклов изменения мощности по тем же причинам.

Цель изобретения - повышение надежности работы энергосистемы, достигаемое раздельным регулированием среднего уровня отклонения перетока и его нерегулярной составляющей. При этом средний уровень отклонения (регулярная составляющая) регулируется РЭС, а нерегулярная составляющая - потребителями-регуляторами (ПР), подключенными к регулятору перетока.

Поставленная цель достигается путем осуществления следующих технологических операций. Первоначально измеряют переток мощности по электропередаче, сравнивают его с уставкой и формируют управляющее воздействие на изменение мощности регулирующих электростанций в функции отклонения перетока. Одновременно с этим определяют на текущем временном интервале величину среднего квадратичного отклонения перетока мощности Wper, сравнивают его с заданным значением отклонения О3 и изменяют уставку регулятора перетока пропорционально разности этих отклонений. При этом выделяют из полученного отклонения перетока его регулярную и нерегулярную составляющие и формируют управляющее воздействие на

изменение мощности РЭС в функции откло- , нения регулярной составляющей перетока, а управляющее воздействие на изменение мощности ПР, вводимых под управление регулятора перетока, формируют в функции

отклонения нерегулярной составляющей перетока. Затем осуществляют реализацию управляющих воздействий путем изменения генерирующей мощности РЭС к потребляемой мощности ПР. При этом производят

изменение уставки регулятора перетока на величину

-3(7

per,

где Ci - коэффициент пропорциональности, определяемый временем суток:

PI - мощность нагрузки энергосистемы в текущем временном интервале.

На чертеже приведена схема осуществления способа автоматического регулирования перетока.

Схема содержит датчик 1 величины перетока мощности, задатчик 2 уставки регулятора перетока, элемент 3 сравнения

величины перетока с уставкой, блок 4 коррекции уставки, блок 5 определения среднего квадратичного отклонения перетока мощности, блок 6 выделения нерегулярной составляющей отклонения перетока, вычислительное устройство 7 канала управления ПР, блок 8 распределения управляющего воздействий канала регулирования ПР, блок 9 выделения регулярной составляющей отклонения перетока, вычислительное устройство 10 канала управления РЭС, блок 11 распределения управляющего воздействия канала регулирования РЭС, канал 12 телеуправления, систему 13 управления мощностью ПР, ПР 14, регулирующую

электростанцию 15, блок 16 фиксации графика нагрузки энергосистемы, блок 17 связи, фиксирующий регулировочные диапазоны ПР и канал 18 передачи информации.

Способ автоматического регулирования перетока мощности осуществляют следующим образом.

Датчик 1 производит измерение перетока мощности, величина которого сравнивается в элементе 3 с заданным значением (уставкой), которое выдает задатчик 2. Отклонение перетока от заданного значения с элемента 3 подается на блок 6 выделения нерегулярной составляющей отклонения перетока и на блок 9 выделения регулярной составляющей отклонения перетока.

Вычислительное устройство 7 на основании принятого, например, пропорционально-интегрально-дифференциальногозакона регулирования перетока вырабатывает регулирующее воздействие на изменение мощности ПР, которое распределяется блоком 8 между подключенными к системе регулирования перетока отдельными ПР. Регулирующее воздействие по каналам 12 телеуправления передается на систему 13 управления ПР 14.

Подавление нерегулярных колебаний перетока путем управления мощностью ПР не должно приводить к недоотпуску (излишнему потреблению) энергии ПР. Средний заданный уровень электропотребления за интервал времени Т должен оставаться неизменным, несмотря на участие ПР в регулировании перетока мощности. Среднее электропотребление энергии ПР за период времени Т будет оставаться на заданном уровне, если изменение мощности ПР в сторону увеличения и уменьшения относительно заданного значения будут равны по амплитуде, а период колебаний, равный периоду колебаний нерегулярной составляющей перетока т, будет значительно меньше времени Т. Период колебаний перетока практически не зависит от нагрузки энергосистемы. Для различных энергосистем его значение лежит в диапазоне 3-8 мин и может быть значительно меньше времени Т, за которое потребление энергии ПР не должно уходить от заданного значения. При таких условиях ПР не будет испытывать затруднений в части выработки продукции, так как временное снижение производительности (потребляемой энергии) компенсируется последующим его повышением. Средний уро- вень производительности ПР (потребляемой энергии) за период времени Т, превышающий период колебаний мощности ПР, будет соответствовать заданному уровню.

Регулировочный диапазон 1-го ПР Pn.Pi определяющий его коэффициент долевого участия в реализации управляющего воздействия регулятора перетока, должен определяться исходя из допустимых отклонений потребляемой мощности ПР в сторону увеличения и уменьшения относительно заданного уровня. Величина Pn.Pi

. на временной интервал Т может быть определена как минимальная величина из двух значений, первое из которых Pripi определяется допустимым по технологии работы 5 ПР увеличением его мощности по отношению к заданному значению, второе PHPI - допустимым по технологии работы ПР снижением его мощности по отношению к заданному уровню.

10От системы 13 управления мощностью

ПР по каналам 18 передается информация о величинах регулировочных диапазонов PriPi (, п, п - число ПР. подключенных к регулятору перетока), которые Фиксируются в 15 приемном блоке 17. Коэффициенты долевого участия отдельных ПР. определяемые блоком 8 распределения, находятся по величинам регулировочных диапазонов.

Вычислительное устройство 10 выраба- 0 тывает управляющее воздействие на изменение мощности РЭС по величине отклонения регулярной составляющей перетока мощности, поступающей на его вход от блока 9. При этом может быть использо- 5 ван пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования отклонения регулярной составляющей. Управляющее воздействие распределяется блоком 11 между отдельными РЭС 15, сос- 0 диненными с его выходом посредством каналов 12 телеуправления.

Амплитуда нерегулярных колебаний перетока ДР определяется мощностью нагрузки энергосистемы Pi и коэффициентом 5 Ci, зависящим от времени суток. По известным параметрам PI и Ci в блоке 4 определя- ется величина амплитуды Vp Величина мощности Pt поступает на вход блока 4 от блока 16 фиксации графика на- 0 грузки энергосистемы. Амплитуда колебаний перетока, определяемая по данным параметров Pi и Ci, соответствует режиму нерегулируемой электропередачи. Величина фактической амплитуды нерегулярной 5 составляющей отклонения перетока при осуществлении регулирования перетекал Р определяется утроенным значением среднего квадратичного отклонения перетока Орег (вычисляется блоком 5). Уставка 0 регулятора перетока может быть увеличена при эффективном подавлении нерегулярной составляющей отклонения перетока. Выходной сигнал блока 4 коррекции поступает на задатчик 2 уставки, при этом уставка 5 регулятора перетока повышается на величину

- 3 СГрег.

Таким образом, осуществление регулирования (подавления) нерегулярной состав- ляющей перетока путем изменения мощности ПР, а регулярной составляющей отклонения перетока -изменением генерирующей мощности РЭС позволяет повысить надежность работы энергосистемы благодаря реализации более эффективного регулирования электропередачи, приводящего к повышению использования ее пропускной способности,

Формула изобретения Способ автоматического регулирования перетока мощности между двумя энергосистемами, согласно которому измеряют переток мощности по электропередаче, сравнивают его с заданным значением Ру, формируют управляющее воздействие на изменение мощности регулирующих электростанций в функции отклонения перетока, определяют на текущем временном интервале величину среднего квадратичного отклонения перетока мощности ор и изменяют заданное значение перетока по

и

10

15

электропередаче на величину ДРУ, о т л.и - чающийся тем, что, с целью повышения надежности работы энергосистемы, выделяют из указанного отклонения перетока его регулярную и нерегулярную составляющие, формируют управляющее воздействие на изменение мощности регулирующих электростанций в функции отклонения регулярной составляющей перетока, а управляющее воздействие на изменение мощности потребителей-регуляторов, введенных под управление регулятора перетока, формируют в функции отклонения нерегулярной составляющей перетока, затем реализуют управляющие воздействия, при этом указанное изменение заданного значения перетока осуществляют на величину

20

per

где Ci - коэффициент пропорциональности, определяемый временем суток;

PI - мощность нагрузки энергосистемы в текущем временном интервале.

Сущность изобретения, для регулирования (подавления) составляющей отклонения перетока мощности межсистемной электропередачи, обусловленной нерегулярными колебаниями нагрузки в меньшей из соединяемых энергосистем, используют погреби- тели-регуляторысвысоким быстродрй - вием изменения мощности Регулировочный диапазон потребителей-регуляторов определяется величиной размаха нерегулярных колебаний отклонения перетока. При подавлении указанных колебаний перетока потребители-регуляторы не имеют недоотпуска (излишнего потребления) электрической энергии за отрезок времени, превышающий период колебаний. Средняя величина мощности потребителей-регуляторов остается равной заданной величине При снижении уровня отклонений перетока мощности производится увеличение уставки регулятора перетока что повышает использование пропускной способности электропередачи. 1 ил. со С