Способ автоматического ограничения перетока мощности межсистемной электропередачи Советский патент 1993 года по МПК H02J3/06 

сл

С

Сущность изобретения: определяют отклонение перетока мощности сверх установки ограничителя, вызываемое дефицитом мощности в приемной энергосистеме, и формируют управляющее воздействие на снижение мощности потребителей регуляторов (ПР) приемной энергосистемы и увеличение мощности ПР передающей энергосистемы. В установившемся режиме производят восстановление мощности ПР обеих энергосистем до исходного уровня, а затем осуществляют компенсацию недоотпу- ска (излишнего потребления) энергии ПР путем увеличения мощности ПР приемной энергосистемы и уменьшение на равную ей величину мощности ПР передающей энергосистемы. - ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для авто- матического ограничения перетока мощности межсистемной электропередачи.

Повышение эффективности ограничения перетока может быть достигнуто за счет балансирующего изменения мощности потребителей-регуляторов (ПР) приемной и передающей энергосистем. Для этого формируют управляющие воздействия на задание мощности РЭС в функции отклонения перетока от уставки ограничения и воздействие на снижение мощности ПР приемной энергосистемы и увеличение мощности ПР передающей энергосистемы в функции величины дефицита мощности в приемной энергосистеме ЛРН по выражению

ЛРпр. ДРн /(Р +Р), где Р , Р - мощности приемной и передающей энергосистемы. При этом параметр АРпр.э формируется, если показатель динамического нарастания перетока 5ф превышает заданное значение S3. Полученное значение ДРлр.э ограничивается величиной Pnp min{Pnp , , где Рпр , Рпр -текущий динамический диапазон регулирования мощности ПР приемной и передающей энергосистем. При выполнении условия осуществляют восстановление мощности ПР обеих энергосистем до исходного уровня, после чего производят компенсацию отклонения потребляемой энергии ПР путем увеличения их мощности о приемной

00

го со о VI о

и снижением в передающей энергосистемах на величину Д Рпр.д Л/н/Тк, где WH - отклонения потребляемой энергии ПР; Т - время компенсации отклонения.

На чертеже показана схема осуществления способа автоматического ограничения перетока.

Схема содержит датчик 1 перетока мощности, задатчик 2 уставки перетока, элемент 3 сравнения перетока мощности с уставкой, блок 4 определения управляющего воздействия ограничителя перетока, блок 5 изменения коэффициентов передачи пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих блока 4, блок 6 распределения управляющего воздействия, канал 7 передачи информации, регулирующую электростанцию 8, потребитель-регулятор 9 приемной энергосистемы, датчик 10 регулировочного диапазона потребителя- регулятора, потребитель-регулятор 11 передающей энергосистемы, блок 12 определения результирующего регулировочного диапазона потребителей-регуляторов, датчик 13 показателя динамического нарастания перетока, задатчик 14 пороговой величины показателя динамического нарастания перетока, элемент 15 сравнения, датчик 16 величины небаланса (дефицита) мощности, блок 17 выработки управляющего воздействия на изменение мощности потребителей-регуляторов, инвертор 18, блок 19 распределения управляющего воздействия, блок 20 определения недоотпуска (дополнительного потребления) энергии потребителя-регулятора, блок 21 компенсации недоотпуска (дополнительного потребления) энергии потребителей- регуляторов.

Система автоматического ограничения перетока мощности работает следующим образом.

Датчик 1 производит измерение перетока мощности, величина которого сравнивается в элементе 3 с заданным значением (уставкой), которое образует задатчик 2. Отклонение перетока от заданного значения подается на блок 4 определения управляющего воздействия на изменение мощности РЭС в функции отклонения перетока. При этом может быть использован пропорцио- нально-интегральмо-дифференциальный закон регулирования (ограничения) перетока. Коэффициенты передачи пропорционального,интегральногои дифференциального органов формирования управляющего воздействия изменяются в зависимости от величины показателя динамического нарастания перетока 5ф. определяемого датчиком 13 по значению вза0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

имного скольжения энергосистем. Если 5ф превысит пороговое значение S3. задаваемое задатчиком 14, то производится увеличение коэффициентов передачи пропорционального и дифференциального органов блока 4. Управляющее воздействие, вырабатываемое блоком 4, распределяется блоком 6 по каналам 7 передачи информации между отдельными РЭС 8 с учетом коэффициентов их долевого участия.

При возникновении небаланса мощности (дефицита в приемной энергосистеме) датчиком 16 определяется его величина Д Рн . Одновременно проверяется условие 5фЗ:Зз, при соблюдении которого блоком 17 вырабатывается управляющее воздействие ДРпр.з нэ изменение потребляемой мощности ПР по выражению Д РПр. Д Рн /(Р +Р), где Р , Р - мощности приемной и передающей энергосистем. Причем величина ДРпр.з не должна происходить расчетного диапазона изменения мощности ПР РПр, определяемого выражением Pnp min{Pnp , , где Рпр . Рпр - величины текущего динамического диапазона регулирования мощности ПР приемной и передающей энергосистем.

Значения РПр и Рпр фиксируются датчиками 10 и передаются по каналам 7 на вход блока 12 определения расчетного диапазона РПр, по величине которого в блоке 17 производится ограничение управляющего воздействия ДРпр.з по условию Д Рпр.з-Рпр.

Реализация воздействия ДРпр.з приводит к снижению мощности ПР приемной и увеличению мощности ПР передающей энергосистем. Для противоположного по знаку изменения мощности ПР передающей энергосистемы в схеме предусмотрен инвертор 18. Равные по величине и противоположные по знаку управляющие воздействия ДРпр.з передаются через блоки 19 и каналы 7 на ПР 9 и 11 приемной и передающей энергосистем.

Балансирующее воздействие ограничителя перетока на снижение мощности ПР приемной и увеличение мощности ПР передающей энергосистем обеспечивает неизменность перетока мощности после возникновения дефицита в квазиустановив- шемся и установившемся режимах. При этом полагается соответствие эквивалентных постоянных инерции и совмещенных частотных характеристик энергосистем величинам мощности этих энергосистем Р и Р. Реализация воздействия Д РПр з частично компенсирует дефицит мощности в приемной энергосистеме и искусственно

создает небаланс мощности в передающей энергосистеме. При неизменности перетока мощности начинается сбалансированное торможение обеих энергосистем. Небаланс турбинной и генераторной мощностей энергосистем компенсируется энергией, запасенной во вращающихся массах энергосистем.

Сбалансированное изменение мощности ПР обеих энергосистем приводит к снижению показателя изменения перетока и при выполнении условия начинает осуществляться восстановление мощности ПР до исходного уровня, что вызовет отклонение перетока мощности от заданного зна- чения. Отклонение воспринимается ограничителем перетока, который воздействует на увеличение мощности РЭС приемной энергосистемы. В установившемся режиме дефицит полностью компенсируется приращением мощности этих РЭС.

В процессе регулирования мощности ПР производится фиксация отклонения потребляемой энергии ПР по выражению

IB ДРпр (t)dt, где APnp(t)- отклонео

ние мощности ПР от задаваемой по технологии их работы, to - время регулирования ПР.

В установившемся режиме осуществляется компенсация отклонения потребляемой мощности ПР путем увеличения их мощности в приемной и снижением в передающей энергосистемах на величину, определяемую выражением

Л РПр.д I WH I /Т,

где Тк - время компенсации отклонения поребляемой энергии ПР.

В блоке 20 производится определение недоотпуска (излишнего потребления) энергии по информации, поступающей по каналам 7 от ПР. По величине параметра WH в бяоке 21 вырабатывается управляющее воздействие на изменение мощности ПР, которое поступает на блоки 19 и передается по каналам 7 на ПР приемной и передающей энергосистем.

Увеличение мощности ПР приемной нергосистемы в режиме компенсации соровождается снижением на равную ей веичину мощности ПР передающей нергосистемы. При этом избыточная энерия электростанций передающей энергоситемы передается ПР приемной нергосистемы посредством межсистемной лектропередачи. В процессе компенсации ереток мощности увеличивается. Для исключения работы ограничителя в режиме компенсации требуется соответствующий выбор времени Тк, увеличение которого ведет к снижению изменения перетока. 5В процессе компенсации мощность

электростанций обеих энергосистем остается неизменной, так как увеличение мощности ПР приемной энергосистемы балансируется снижением мощности ПР пе0 редающей энергосистемы. При этом не требуется дополнительного регулировочного диапазона на РЭС приемной энергосистемы, предназначаемого для компенсации недоотпуска энергии ПР. Необходимая

5 энергия компенсации поступает по электропередаче от электростанций передающей энергосистемы при снижении потребляемой мощности ее ПР.

Таким образом, осуществление способа

0 позволяет повысить эффективность ограничения перетока, достигаемую противоположным по знаку изменением мощности ПР, приемной и передающей энергосистем. Для быстрого ограничения перетока использу5 ется регулировочный диапазон ПР обеих энергосистем, а для компенсации недоотпуска (дополнительного потребления)энергии ПР осуществляется балансирующее дополнительное приращение мощности ПР при0 емной энергосистемы и снижение на равную ей величину мощности ПР передающей энергосистемы. Последнее исключает необходимость резерва мощности на РЭС -приемной энергосистемы для компенсации

5 недоотпуска энергии ПР.

Формула и зобретения Способ автоматического ограничения перетока мощности межсистемной электропередачи, согласно которому осуществляют

0 воздействие на задание мощности регулирующих электростанций в функции величины отклонения перетока от уставки ограничения, его дифференциальной и интегральной составляющих, определяют те5 кущее значение показателя динамического нарастания перетока мощности Зф, сравнивают его с заданным значением S3 и при выполнении условия формируют дополнительное воздействие, о т л и ч а ю щ и0 и с я тем, что, с целью повышения эффективности ограничения перетока, определяют величину текущего динамического диапазона регулирования мощности потребителей-регу- лятороо приемной РПр и передающей РПр

5 энергосистем, в качестве расчетного диапазона Рцр выбирают меньший изхих, фиксируют показатель динамического нарастания 5ф и одновременно с ним величину дефицита мощности о приемной энергосистеме Д Рн ,

при выполнении условия 5фЈ5э формируют воздействие на снижение мощности потребителей-регуляторов приемной энергосистемы и увеличение мощности потребителей-регуляторов передающей энергосистемы по выражению

ЛР

пр.з

Р -ДРн /(Р + Р),

где Р , Р - мощности приемной и передаю- щей энергосистем соответственно; ограничивают величину ДРпр.з значением расчетного диапазона Рпр, повторно фиксируют показатель 5ф и при выполнении условия 5ф 5з осуществляют восстановление мощности потребителей-регуляторов обеих

энергосистем до исходного уровня, фиксируют отклонение потребляемой энергии по

выражению W

Л

о

ЛРпр (t)dt, .где

Д Pnp(t) - отклонение мощности потребителей-регуляторов от задаваемой по технологии их работы, ta - время регулирования потребителей-регуляторов, затем осуществляют компенсацию отклонения потребляемой энергии потребителями-регуляторами путем увеличения их мощности в приемной и снижением в передающей энергосистемах на величину, определяемую выражением ДРпрд. 1 WH I /Тк, где Тк - время компенсации отклонения.