Способ автоматического ограничения перетоков мощности электропередач Советский патент 1992 года по МПК H02J3/06 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для авто- матического ограничения перетоков мощности электропередач.

Известен способ автоматического регулирования перетоков мощности, согласно которому уставка регулирования корректируется на величину приращения управляющего воздействия регулятора высшего уровня.

Недостатком этого способа является отсутствие учета запасов устойчивости электропередач при отработке задания на изучение мощности регулирующих электростанций (РЭС), образуемого регулятором высшего уровня.

Известен также способ регулирования перетоков, по которому коррекция уставки регулирования производится по факту отклонения перетока мощности, контролируемого ограничителем перетока. Коррекция уставки в зависимости от приращений управляющего воздействия регулятора высшего уровня или ограничителя перетока приводит к возникновению колебательных процессов в энергосистеме из-за инерционности изменения мощности РЭС и несогласованной настройки систем регулирования и ограничения перетока.

Известен способ автоматического регулирования параметров энергосистемы, согласно которому,для регулируемых и нерегулируемых параметров (перетоков мощности) задают уставки выбора состава РЭС и определяют отклонения перетоков за уставки выбора состава РЭС. Затем определяют состав РЭС, вводимых под управление регулятора, исключающий противоречивое

V| VJ

00 00 Os

воздействие на подавление указанных отклонений перетоков. При выходе перетоков за уставки регулирования формируют приращения управляющих воздействий только тем РЭС, изменение мощности которых приводит к подавлению отклонений регулируемых и нерегулируемых перетоков. При времени нахождения перетоков за уставками регулирования дальше заданного времени состава РЭС определяется из расчета подавления только отклонений регулируемых перетоков.

Недостатком этого способа является выбор величин коэффициентов долевого участия (КДУ) РЭС без учета допустимых приращений перетоков мощности по всем контролируемым электропередачам. Величина КДУ определяется только числом РЭС, участвующих в регулировании перетоков. В связи с этим снижается эффективность использования регулировочных диапазонов РЭС в процессе подавления отклонений перетоков.

Для приемно-передающей энергосистемы существует проблема координации регулирования электропередач, перетоки мощности которых имеют противоположное направление. Однако при контроле величин предельно допустимых изменений мощности всех электропередач, примыкающих к узлам энергосистемы, и соответствующей координации приращений управляющих воздействий на изменение мощности РЭС возможно упрощение схемы реализации способа при одновременном повышении его эффективности.

Цель изобретения - повышение надежности работы энергосистемы путем оптими- зации выработки управляющих воздействий на изменение мощности РЭС, подключенных к ограничителю перетоков мощности,

Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматического ограничения перетоков мощности электропередач формируют управляющее воздействие на изменение мощности РЭС в функции отклонений перетоков мощности от уставок ограничения. При этом задают уставки выбора состава, отстроенные от уставок ограничения, определяют отклонения каждого из перетоков за эти уставки, фиксируют выход ограничиваемых перетоков за уставки ограничения и формируют управляющие воздействия. Затем определяют время нахождения ограничиваемых перетоков за уставками ограничения и при превышении этим временем заданной величины не учитывают в дальнейшем отклонения нерегулируемых перетоков за уставки выбора состава и формируют управляющее воздействие для подавления отклонений только ограничиваемых перетоков за уставки ограничения. При формировании управляющего воздействия с учетом нерегулируемых перетоков определяют предельно допустимые приращения мощности отходящих электропередач Д Рп|. где j 1, n, n - число электропередач и находят решение первой целевой функции для г электропередач, перетоки которых превысили уставку ограничения

airPi+a2r Р2 + ... + сп PI + ...

+ «кгРк макс.

при ограничениях

aiiPi+ «12 Р2 + ... + «я PI + ... + си Рк Д РП1,

«21 Pl+ «22 Р2 + ...+ а Р| + ... + «2к Рк АРп2,

25

«n1 P1+ «n2 Р2 + ... + СС) Р| + ... + «пкРк Д Рпп

где PI - допустимое приращение мощности 1-той РЭС, I 1, К, К - число РЭС. включенных в состав по условиям превышения пере- токами уставок выбора состава, г 1,Р, Р - число электропередач, перетоки которых

превысили уставку ограничения, «|г-ко- эффициент влияния 1-й РЭС на r-й переток мощности, а - коэффициент влияния 1-й РЭС на j-й переток мощности. Затем определяют результирующее допустимое прира- щение мощности t-й РЭС по выражению:

Р|1 МИН{Р|1, Р|2...Р|р}.

где Ри, Pi2Pip - предельно допустимые

приращения мощности Кой РЭС, полученные при решении первой целевой функции и, формируют приращения управляющих воздействий на изменение мощности каждой РЭС в рамках допустимых приращений PI . При превышении временем нахождения ограничиваемых перетоков за уставками ограничения заданной величины осуществляют решение второй целевой функции для г электропередач

«1ГР1+СГ2Г Р2 + ... + 0 Р| + ...

+ «Ц, , при ограничениях

«1lPl + «12 P2 + ... + «j + «im Pm Д Рп1.

P| + ...

«21 Pi + «22 P2 + ... + «Jl Pi + - + «2m Pm ЛРп2,

«ЈlPl+a€2 P2 + ...+«jl Pl + ...

+ aim Pm :Ј А Ры

где i - 1, m, m - число РЭС, включенных в состав по условиям обеспечения эффективности ограничения перетоков, , р , р - число электропередач, перетоки которых превысили уставку ограничения, j 1, I, I - число ограничиваемых перетоков мощности, определяют результирующее допустимое приращение мощности 1-й РЭС по выражению

Pi11 mln{Pii. Pa... Pip1},

где Ри, Pi2Pip1 - предельно допустимые

приращения мощности 1-й РЭС, полученные при решении второй целевой функции и формируют приращения управляющих воздействий на изменение мощности каждой РЭС в рамках допустимых приращений Pi .

На рисунке приведена схема осуществления способа.

Схема содержит по числу ограничиваемых перетоков измеритель 1 перетока мощности, элемент 2 сравнения, задатчик 3 уставки ограничения перетока, ограничитель 4 перетока мощности, блок 5 формирования управляющих воздействий на изменение мощности РЭС, блок 6 формирования результирующих управляющих воздействий на изменение мощности РЭС, регулятор 7 мощности РЭС, задатчик 8 уставки выбора состава РЭС для ограничения перетока, коммутатор 9, элемент 10 сравнения. По числу нерегулируемых перетоков схема содержит измеритель 11 перетока мощности, задатчик 12 уставки выбора состава РЭС для нерегулируемого перетока мощности, элемент 13 сравнения, управляемый выключатель 14. Кроме того, схема содержит блок 15 анализа времени нахождения перетока за уставкой ограничения, логическую схему ИЛИ 16, блок 17 определения участия РЭС в подавлении отклонений перетоков от уставок ограничения, вычислительный блок 18, блок 19 определения коэффициентов долевого участия РЭС.

Система работает следующим образом.

С помощью задатчиков 8 задают уставки выбора состава РЭС для ограничения перетока, которые должны быть меньше уставок ограничения перетока. Последние определяются задатчиками 3. В задатчиках 12 фиксируются уставки выбора состава РЭС для нерегулируемого перетока мощности. В качестве уставок выбора состава РЭС могут 5 быть приняты уставки диспетчерской предупредительной сигнализации.

Если мощность перетока, определяемая измерителем 1, превысит уставку задат- чика 2, на выходе элемента 2 появится

0 сигнал отклонения перетока от уставки ограничения. Согласно этому сигналу ограничитель перетока 4 образует управляющее воздействие на изменение мощности РЭС при использовании, например, пропорцио5 нально-интегрально-дифференциального закона управления. Управляющее воздействие поступает на вход блока 5, который осуществляет распределение этого воздействия между отдельными РЭС. Рас0 пределение производится согласно коэффициентам долевого участия РЭС в подавлении отклонения перетока от уставки ограничения, которые определяются в блоке 19 и поступают на вход блока 5. Через

5 блоки 6 и каналы телеуправления управляющие воздействия передаются на входы регуляторов 7 мощности РЭС.

Состав РЭС, участвующих в подавлении отклонений перетоков от уставок ограниче0 ния, определяется, когда по одной или нескольким электропередачам переток мощности превысил уставку выбора состава РЭС. Если величина перетока меньшеустав- ки задатчика 3, но больше уставки задатчикз

5 8, на выходе элемента 10 появляется сигнал, который поступает на один из входов блока 17. Превышение перетоком мощности нерегулируемой электропередачи уставки выбора состава, определяемой задатчиком 12,

0 вызывает появление на выходе элемента 13 сигнала, который проходит через выключатель 14 на один из входов блока 17.

Таким образом, при выходе перетоков мощности за уставки выбора состава на вы5 ходах соответствующих элементов 10 и 13 сравнения появляются сигналы, которые поступают на входы блока 17 определения участия РЭС в ограничении перетоков мощности. В состав включаются только те РЭС.

0 которым для подавления отклонений перетоков требуется изменение мощности в одном и том же направлении.

Оптимизация выработки управляющих воздействий на изменение мощности РЭС,

5 участвующих в подавлении отклонений перетоков мощности сверх уставок ограничения, заключается в определении таких воздействий, которые бы не приводили к изменению перетоков мощности отходящих электропередач сверх допустимых значений. Для этого определяют предельно допустимые приращения мощности отходящих электропередач АРп 0 1. n- n число электропередач) как разности предельно допустимого значения перетока по J-й электропередаче и его текущей величины. Затем методом линейного программирования находят максимальное значение первой целевой функции для г электропередач

cnrPi+a2r P2 + ... + «ir PI + ... + ,

при ограничениях

anPi+ «12 Р2 + ... + а PI + ...

+ «1к Рк Д Рп1,

«21 Р + «22 Р2 + ... + «jl Pi + ... + СС2к Рк АРп2.

2л1 Р1 + Ctn2 P2 + ...+ + йпк Рк А Рпк,

Р| +

где PI - допустимое приращение мощности 1-й РЭС, I 1, К, К - число РЭС, включенных в состав по условиям превышения перетоками уставок выбора состава, г 1 ,р, р - число электропередач, перетоки которых превысили уставку ограничения, коэффициенты влияния 1-й РЭС на r-й переток мощности, aji - коэффициент влияния 1-й РЭС на j-й переток мощности.

Таким образом, находится р решений первой целевой функции, в результате которых определяются результирующие допустимые приращения мощности РЭС

Р|1 МИН{Р|1, Р|2Pip},

I 1,п, где Ри, Pi2,..., Pip - предельно допустимые приращения мощности i-той РЭС, полученные при решении этой функции.

Указанные операции выполняются вычислительным блоком 18 по поступающей

на его входы информации: а г, а. , A Pnj 1 1, К, j- 1,n, г 1,р.

Допустимые приращения мощности РЭС Pi1,1 1, К, от блока 18 передаются на входы блоков 19, в которых определяются коэффициенты долевого участия РЭС по вык-. . -

ражению

/V

.1

PI / 2 Pi1- При таком i - 1

определении величины (I 1, К) распределение результирующего управляющего воздействия ограничителей перетоков между отдельными РЭС будет осуществляться с учетом допустимых приращений мощности по всем отходящим электропередачам. Коэффициенты уЗ i1 являются результирующими, то есть такими, которые включают в себя коэффициенты долевого

участия всех ограничителей перетоков. Величины коэффициентов fi поступают на входы блоков 5. Управляющие воздействия, формируемые блоками 6, не должны превышать предельно допустимых приращений мощности РЭС PI (I 1, К).

Подавление отклонений перетоков от уставок ограничения может оказаться недостаточно эффективным из-за ограничений,

вызванных учетом допустимого изменения перетока мощности всех отходящих электропередач, связывающих приемно-переда- ющую энергосистему с соседними энергосистемами. Поэтому предусматривается контроль времени нахождения перетоков за уставками ограничения. В случае нахождения какого-либо из ограничиваемых перетоков за уставкой ограничения дольше заданного времени, прекращают

Учет нерегулируемых перетоков. Это приводит к увеличению число РЭС, привлекаемых к ограничивайте перетока. Кроме того, повышаются допустимые пределы приращений мощности РЭС, привлекаемых к

ограничению перетоков.

При превышении указанным временем

заданной величины блок 15 вырабатывает

управляющий сигнал, который через схему

ИЛИ проходит на выключатели 14 и коммутаторы 9. При этом выключатели 14 прерывают каналы от элементов 13 до входов блока 17, а коммутаторы 9 подают на входы элементов 10 уставки ограничения перетоков. Перечисленные операции приводят к

тому, что нерегулируемые перетоки исключаются из учета, а учет ограничиваемых перетоков производится только по факту превышения перетоков уставки ограничения. В этом случае для определения предельно допустимых приращений мощности РЭС находится решение второй целевой функции для г электропередач:

airPi+a2r P2 + ... +«ir PI + ... + атгРт макс,

при ограничениях

a nPi + a i P2 + ... + а PI +...

+ «1m Pm A Pn1,

«21 Pi + «22 Р + ... + а Р| -4- ... + J 2m Pm APn2,

«Ц Pl+ «12 Р2 +... + «JI Pi + ... + aim Pm A Pnl

где I 1. m, m - число РЭС, включенных в состав по условиям обеспечения эффективности ограничения перетоков (учет только ограничиваемых перетоков), J 1,1,1 - число ограничиваемых перетоков мощности.

Если перетоки превысили уставки ограничения по р1 электропередачам, то опреде- ляют результирующие допустимые приращения мощности РЭС

.11

Pi11 мин {Рц, Pi2Pip }. I 1. m.

где РИ, Pi2Pip1 - предельно допустимые

приращения мощности 1-й РЭС. полученные при решении второй целевой функции.

После определения величины допустимого ntmpautejHHfl мощности для каждой РЭС PI (I 1,m) могут быть определены значения коэффициентов долевого участия

Pi11.1 1.

по выражению: PI

,/f

I 1

m.

Указанные операции выполняются вычислительным блоком 18 по поступающей

нашего вход информации: , q, A Pnj, I 1, m, j 1,1, , p1.

Допустимые приращения мощности РЭС Pi11 (I 1, т) от блока 18 передаются на входы блоков 19, в которых определяются

коэффициенты долевого участия f} 11 (I 1,т).

Блоки 5 производят распределение управляющих воздействий ограничителей перетоков с учетом полученных значений

коэффициентов долевого участия 11 . Результирующее приращение мощности каждой РЭС не должно прееышать пЈедель- но допустимого значения Pi11 (1 1, m).

Таким образом, осуществление операций предлагаемого способа позволяет оптимизировать процесс управления мощностью РЭС при ограничении перетоков мощности по ряду электропередач при учете допустимых изменений мощности по всем контролируемым электропередачам. Последнее обеспечивает согласованную выработку управляющих воздействий на изменение мощности РЭС, что повышает эффективность управления.

Формула изобретения Способ автоматического ограничения перетоков мощности электропередач, согласно которому формируют управляющее воздействие на изменение мощности регулирующих электростанций (РЭС) в функции отклонений перетоков мощности от уставок ограничений, задают уставки выбора состава, отстроенные от уставок ограничения, оп- ределяют отклонения каждого из перетоков за эти уставки, фиксируют выход ограничиваемых перетоков за уставки ограничения и формируют управляющее воздействие, затем определяют время нахождения ограничиваемых перетоков за уставками ограничения и при превышении этим временем заданной величины не учитывают в дальнейшем отклонения нерегулируемых перетоков за уставки выбора состава, формируют управляющее воздействие для подавленияотклоненийтолькоограничиваемых перетоков за уставки ограничения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности энергосистемы путем оптимизации выработки управляющих воздействий на изменение мощности РЭС, подключенных к ограничителю перетоков мощности, определяют предельно допустимые приращения мощности

отходящих электропередач Д Pnj. где j f, п, n - число электропередач, находят решение первой целевой функции для г электропередач, перетоки которых превысили уставку ограничения:

«irPi+a2r Р2 + ... + аГ Pi +... + акг Pic макс,

при ограничениях

CtnPl-t- a 12 Р2 + ... + а Р, + ...

+ a IK Рк A Pni,

«21 Pi + 0-22 P2 + ... + «ji P. + ... + «2к Рк АРп2,

аП1 Р1+ «n2 P2 + ...+«jl Pi+... + «me Рк A Pnn

где PI - допустимое приращение мощности 1-й регулирующей электростанции, i 1, К, К - число регулирующих электростанций, включенных в состав по условиям превышения перетоками уставок выбора состава, г

1, р, р - число электропередач, перетоки которых превысили уставку ограничения,

- коэффициент влияния l-той регулирующей электростанции на r-тый переток мощности, а - коэффициент влияния I- той регулирующей электростанции на j-тый переток мощности, определяют результирующее допустимое приращение мощности i- той регулирующей электростанции по выражению

Pi1 - мин {Рц, Pi2Pip},

где Ри, Pi2,...,Pip - предельно допустимые приращения мощности t-той регулирующей электростанции, полученные при решении первой целевой функции, формируют приращения управляющих воздействий на изменение мощности каждой регулирующей электростанции в рамках допустимых приращений PI при превышении временем нахождения ограничиваемых перетоков за уставками ограничения заданной величины осуществляют решение второй целевой функции для г электропередач;

CtirPl+ «2Г Р2 + ... Р| + ...

+ атг Рт макс, при ограничениях

«nPi4- «12 Ра + ... + «л PI + ...

+ Ct 1m Рт Л Рп1,

«2lPl + «22 Р2 + ...+ а Р| + ...

+ «2т Рт АРп2,

«11 Р + Р2 + ... +«j| + aim Рт А Pnl

Р| + ...

где i 1, т, т - число регулирующих электростанций, включенных в состав по условиям обеспечения эффективности ограничения перетоков, г fip1, p1 - число электропередач, перетоки котсуэых превысили уставку ограничения, J 1, I, I - число ограничиваемых перетоков мощности, оп- ределяют результирующее допустимое приращение мощности 1-той регулирующей электростанции по выражению

Р(11-мин{Рц, Р12Pip1}.

где РЦ. Pi2,...,Pipf - предельно допустимые приращения мощности l-той регулирующей электростанции, полученные при решении второй целевой функции, формируют приращения управляющих воздействий на изменение мощности каждой регулирующей электростанции в рамках допустимых приращений Pi11.

Использование: в электроэнергетике, в автоматике ограничения перетоков мощности электропередач. Сущность: с целью повышения надежности работы энергосистемы путем оптимизации управляющих воздействий (УВ) на изменение мощности регулирующих электростанций (РЭС) в функции отклонений перетоков определяют предельно допустимые приращения мощности электропередачAPnj, определяют результирующее допустимое приращение мощности 1-й РЭС как минимальное из приращений при учете перетоков электропередач, уставки которых превысили уставку ограничения, при превышении временем нахождения ограничиваемых перетоков за уставками ограничения заданной величины, не учитывают нерегулируемые перетоки, и определяют УВ как минимальное из приращений при учете ограничиваемых перетоков электропередач. 1 ил. сл с