Способ контроля потребления электроэнергии Советский патент 1992 года по МПК G01R11/56 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть исполь-зовано в системах контроля расхода электроэнергии и управлении режимами электропотребления предприятия.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет определения текущей мощности по времени между импульсами от счетчиков-датчиков расхода электроэнергии, учета скорости изменения нагрузки и своевременного принятия решения по ограничению нагрузки.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, на фиг. 2 - графики, поясняющие способ.

Поставленная цель достигается тем, что при периодическом измерении параметра

iti -1 -t-Pi -i(Ti -ti -i) -Ь

cpi

Pcpi -потребления электроэнергии измеряют время между импульсами от счетчика-датчика электроэнергии и определяют текущую мощность по формуле С

XJ

(1)

Atr

00

где KI - коэффициент трансформации трансформатора тока;

К2 - коэффициент трансформации

ю трансформатора напряжения;

С - цена выходного импульса датчика импульсов электросчетчика, кВт-ч/имп;

Ati ti-ti-i - продолжительность времени между i-M и (i-1)-M импульсами датчика.

С начала периода контроля Т ( мин) для каждого i-ro замера рассчитывается средняя мощность

i-Pi-i)(ti-ti-i)

Pcpi - itl - 1 + PI - 1 (ti tl - l) + (tl - ti - I/tg (p

Использование: в электроизмерительной технике, в системах контроля расхода электроэнергии и управления режимами электропотребления предприятия. Сущность изобретения: при контроле потребле- ния электроэнергии периодическиизмеряют расход электроэнергии с начала контрольного интервала времени, измеряют время между импульсами и определяют текущую мощность, затем определяют среднюю мощность за время от начала периода контроля до момента поступления очередного импульса с датчика импульсов электросчетчика, определяют прогнозируемое значение потребления электроэнергии за контрольный интервал времени, при превышении его заданного допустимого значения расхода электроэнергии и отстройке от пиковых кратковременных нагрузок формируется управляющий импульс на отключение потребителей электроэнергии. 2 ил.

2 Pcpi - 1 + PI - 1 (tl - tl - i) + (tl - ti - 1)2 ,g y

2ti

где Pcpi - 1 средняя мощность за ti-i время, для Pcpi -

Pi, Pi-1 - текущая мощность соответственно за i-й и (1-1)-й замеры;

ti, ti-i - время от начала контрольного интервала соответственно до i-ro и (i-l)-ro замеров:

Pi-Pi-1 ,,

щ 10 V - скорость измеti ti - 1

нения текущей мощности.

Затем вычисляется прогнозируемое значение потребления электроэнергии за контрольный интервал времени

Pcpi - iti - 1 -f Pi - 1 (Т - ti - l) +

W

прогн|

ti-i)(Pi-Pi-l)

Pcpi - lti - 1 + 2 (ti -ti -1) ,2

,(T-,:.-,- U-i:fjfi2i

(3)

в частном случае, когда , т.е. ,

WnporHi Pcpiti-KT-tl)Pi.(4)

Прогнозируемое значение электроэнергии для любого i-ro замера формируется в предположении, что скорость изменения текущей мощности за последний период замера (ti-ti-i) остается постоянной до наступления времени Т,

Далее WnporH, сравнивается с заданным допустимым значением расхода электроэнергии за контрольный интервал времени (Ws)

(5)

P,.

где Рмакс заданное электроснабжающей организацией значение максимальной потребляемой мощности.

При наступлении условия

(6

Wa

Wi

прогн|

И проверке ограничения по предельному значению скорости изменения текущей мощности (Упред). если У Упред. выполняет(2)

ся отключение потребителей электроэнергии.

Ограничения по предельному значению скорости изменения текущей мощности выполняются в связи с отстройкой от пиковых кратковременных нагрузок, возникающих при пусках крупных электроприемников, работе электроприемников с кратковременной резкопеременной нагрузкой. В этих

случаях при условии WnporH W3 дается задержка на отключение нагрузки на время, достаточное для снижения скорости изменения текущей мощности до допустимых значений. При достижении допустимых значений скорости изменения текущей мощности и сохранении условия WnporH Ws выполняется ограничение нагрузки.

Устройство, реализующее предлагаемый способ контроля расхода электроэнергии, содер-жит блок 1 микроЭВМ, блок 2 сопряжения, таймер 3, пульт 4 управления, блок 5 индикации, выходной блок 6, счетчикдатчик 7 расхода электроэнергии,

В ОЗУ микроэвм заносятся значения

интервалов времени прохождения максимума активной мощности в энергосистеме, значение максимальной мощности, заданное энергоснабжающей организацией, коэффициенты трансформации Ki, К2, цена

выходного импульса счетчика-датчика, параметр Упред, продолжительность контрольного интервала времени Т.

Устройство работает следующим образом.

В момент времени to, определяемый началом времени прохождения максимума, импульсы с электросчетчика-датчика 7 через блок 2 сопряжения поступают в микроЭВМ, с помощью таймера 3 по формуле (1)

происходит вычисление текущей мощности и средней мощности по формуле (2). Далее по формуле (3) рассчитывается значение прогнозируемого расхода электроэнергии, которое сравнивается с заданным значением Wa. Заданное значение расхода электроэнергии вычисляется по формуле (5). При условии Wnpoi-H W3 и У Упред на блок 5 инд /1кации выводится время для принятия решения или для автоматического упрзвления снижением нагрузки (T-ti). На выходной блок б подается сигнал из отключение первой очереди нагрузки.

При условии V Упрцд и WnporH W3 дается задержка на отключение нагрузки на время, за которое скорость изменения текущей мощности станет меньше Упред. С помощью пульта 4 управления в микроЭВМ заносятся параметры и осуществляется управление программой.

Предлагаемый способ позволяет вести контроль потребления электроэнергии с учетом скорости изменения нагрузки, обеспечивает своевременное принятие решения по управлению нагрузкой при достаточной точности измерения текущей мощности.

Вычисление текущей мощности традиционным способом путем подсчета числа импульсов от счетчика-датчика за промежутки времени, равные 2. 5, 10 мин по формуле

nt С

(7)

Pi

где г - продолжительность измерения, принимаемая равной 2, 5, 10 мин:

nt - число импульсов, поступивших от счетчика-датчика за время t;

С - цена одного импульса, кВт -ч/имп. имеет погрешность Д Р, величина которой обусловливается ценой импульса, и эта погрешность тем больше, чем больше цена импульса. Имеет место это потому, что моменты формирования импульсов и измерения мощностей Pi при усреднении нагрузки за 2.5,10 мин не совпадают во времени. При больщих величинах коэффициента трансформации измерительных трансформаторов тока Кт и коэффициента напряжения Кн погрешность может достичь значительных величин.

Например, необходимо учесть потребление электроэнергии по вводу 10 кВ (Кт 2000/5 400, Кн 10000/100 100). Максимальное значение погрешности канала измерения, соответствующего данному вводу, как известно, равно цене одного импульса

400 100

40 кВт ч/имп.

С 1000

где 1000 - число оборотов диска счетчика на 1 кВт -ч вторичной энергии в цепях измерения.

Кроме того, при нормализации коэффициента импульса и приведении погрешности к получасовой или часовой мощностям.

2Jfc,P( 1) ti - 1 -f Pi - 1 (tj - tij-jj + (ti -ti - l)Tgy

-cpi

значение погрешности определения мощности значительно возрастает. (Трубников Е.В. О контроле текущей нагрузки предприятия с помощью информационно-измерительной системы ИИСЭ1-48.

Промышленная энергетика, 1986, М 5. с. 26-27). Так, при времени усреднения 2 мин и приведении к часовой мощности погрешность составит 40 60/2-1200 кВт, что мешает возможности обеспечить необходимый уровень регулирования потребляемой мощности. Измерение текущей мощности пргедлагаемым способом по формуле (1) не имеет такого фактора, вызывающего погрешность (в кн. Гордеева В.И. Регулирование максимума нагрузки промышленных электрических сетей, - М.: Энергоатомиздат, 1986,184 с. приведена зависимость погрешности регулирования нагрузки от периода усреднения).

Что касается точности измерения текущей мощности на малых промежутках времени, особенно в области больших мощностей, то следует отметить, что точность первичного измерения зависит от физической реализации счетчика-датчика электроэнергии {индукционный или электронный счетчики с датчиками) и выбора измерительных трансформаторов тока и

напряжения, чтобы способ реализовался для линейной зависимости в интервале малых значений At (до 1 мин).

Формула изобретения Способ контроля потребления электроэнергии, заключающийся в периодическом измерении расхода электроэнергии с начала контрольного интервала времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, измеряют время между

импульсами и определяют текущую мощность по формуле

Р.К1К, ,

где KI - коэффициент трансформации трансформатора тока;

К2 - коэффициент трансформации трансформатора напряжения;

С - цена выходного импульса датчика импульсов электросчетчика, кВт -ч/имп;

At ti-ti-i - продолжительность времени между i-M и (i-l)-M импульсами датчика, затем определяют среднюю мощность за время от начала периода контроля Т до момента поступления очередного импульса

где Pcpi , Pcpi - 1 - средняя мощность соответственно за ti и ti-i время;

PI, Рм - текущая мощность, соответственно за i-й и (1-1)-й замеры времени поступления импульса;

ti, ti-1 - время от начала контрольного интервала соответственно до i-ro и (j-l)-ro замеров;

Pi-Pi-i tg скорость изменения

tj ti - 1

текущей мощности;

и определяют прогнозируемое значение потребления электроэнергии за контрольный

интервал времени Т для 1-го замера

WnporH Pcpi - iti - 1 + PI - l(T - ti - 1) +

(T -ti -ifigt

a при наступлении условия

WnporH W3,

где Ws - заданное допустимое значение расхода электроэнергии за контрольный интервал времени,

и отстройки от пиковых кратковременных нагрузок формируется управляющий импульс на отключение потребителей электроэнергии.

Фиг

ti-l ti