УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМ Советский патент 1971 года по МПК G06G7/63 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известны устройства для моделирования энергосистем, содержащие модель сети пере.менного тока с генераторными узлами и нагрузкамИ, схемы сравнения, иснолннтельпые органы, и блок программного унравлени.

При решении большого числа задач, главным образом энергетических, -в частности устойчивости, переходных процессов, онтимакзация режимов и т. д., требуется установить модель в состояние, соответствующее исходном;-, стационарному режиму исследуе.мой схем;-знергосисте-мы. На существующих неавтоматизированных моделях такая операция оказывается весь.ма трудоемкой и требует большо; затраты ручного труда квалифицированног-,) инженера. Между тем при автоматизации этого процесса .люжио значительно сократить расчетное время и за: 1енить высококвалифицированного инженера техником или оператором.

Предложенное устройство для моделирования энергосистем отличается тем, что для сокращения количества оборудования и повыщения устойчивости его работы оно содержит блок преобразователей мощности, входы которого связаны с генераторными узлами и пагрузками, а выходы подключены ко входам схем сравнения, другие входы которых соединены с делителями напряжения, связаннылги с

блоком програм.много унравления, соединенным с моде,тью сетп неременного тока. Выходы схем сравнения соединены через группы контактов с исполнительными и органами геператорных узлов и нагрузок людели сетн неременного тока.

Схема устройства приведена на чертеже.

На модели сетей нере.менного тока / собирают схему замещения исследуемой энергооистемы, генераторные узлы 2 и нагрузки 3 которой могут подключаться ко входам блока 4 преобразователей мощности. Генераторный узел 5 схемы замещення является баланспрующи.м. Выходы блока 4 преобразователей мощности подключены к первым входам схем сравнения 6-8, ко вторым входам которых подключены выходы блоков делителей наиряжепия 9-JO соответственно. Выходы сравнивающих устройств через соответствующие группы контактов 12-14 подключены ко входам исполнительных органов 15 и 16 (например, реверсивные двпгатели постоЯНного тока), изменяющих параметры генераторных и нагрузочных узлов. Блокн и элементы схемы управляются блоком программного унравлепня /7, который по каналам управления связан с моделью 1, блоками делителей 9-// и группа МИ контактов 12-14.

пы контактов 12-14, исполнительные органы 15-17, а также генераторные узлы и нагрузки образуют три разные замкнутые следящие системы для отработки соответствеш-ю активной и реактнвной мощностей, нагрузок и фазы нанряжевий генераторных узлов.

Для распределения потОКОв в стациоварных режимах необходи.мо рещить систему трансцедентных алгебраических уравнений, устанавливающих нелинейные зависимости между параметрами генераторов, нагрузок и электрической сети энергосистем.

В предлагаемом устройстве частично используется один из алгоритмов расчета стационарных режимов. Сущность его заключается в следующем.

Задаются; 1) акитиые мощности генераторных узлов (KpOiMe балансирующего) и модули нанряжений на их шинах. Для балансирующего генераторного узла задается фаза напряжения, которая в ходе расчета поддерживаьтся ностоянной; 2) потребляемые нагрузками активные и реактгшиые мощности; 3) допустимые нределы изменения реактивных мощностей генераторных узлов.

Необходимо определить: ) реактивны мощности и фазу напряжений генераторных узлов н активную мощность балансирующего генераторного узла; 2) ианряжения и их фазь; на нагрузках; 3) токи в ветвях (модуль и фаза), а также все перечисленные параметры ii остальных второстепеиньгх узлах.

Неизвестные определяют итерацией. За один никл итерации: а) подпр асляют потребляемые пагрузкамн активные н реактинпые мощности такИМ образом, чтобы они не изменялись; б) изменяют фазы напрял ений геиераггорных узлов таким образом, чтобы их активные мощности стали равны заданным Значеигио. Модули напряжений генераторных узлов ноддержиВают постоянными. Доиустммыс пределы изменения реактивных мощностей генераториых узлов обеспечивают огр.аничением реактивньрх мощностей по максимуму и мннцму;му.

Рещение считается заверщеппым, если при повторении циклов интерации результаты практически остаются неизменными.

В исходном режиме ца бло-кал делителей 9 и 10 устанавливаются уста.вки потребляемых нагрузками активных и реактивных мощностей. На блоке 11 устанавливаются уставкв активных мощностей генераторных узлов. В генераторных ззлах задаются модули наиряжеций, а также допустиМые пределы изменения реактивных мощностей. Для балансирующего генераторного узла задаются модуль н фаза нацрял ения, которые в ходе расчета ноддерживаются постоянны;ми.

Пуск устройства происходит от пульта управления. Ко входам блока 4 преобразователей мощности начинают поочередно подключаться нагрузки и генераторные узлы модели / сетей. На выходах преобразователей получаются напряжения цостоянного то«а, пропорциональные активным и реактивным мощностям нагрузок и активным мощностям генераторных узлов. Эти напряжения нос1Лнают на первые входы схем сравнения 6-8, ко вторым Бхода(м которых подключаются соответствующие делители ианряжений блоков 9- //. Выходы сравнивающих устройств через груцпы .контактов 12-14 подключаются к соответствующим исполнительным органам на0 грузочных и генераторных узлов.

Когда ко входам преобразователей мощности нодключается нервый нагрузочный узел, на вторые входы сравниваюцднх устройств 6 н 7 подключаются первые делители напряжений

5 блоков 9 н 10. Выходы сра винвающих устройств через первые контакты групп 12 н 13 подключаются к исполнительным органам первого нагрузочного узла. Входные напряжения сравниваюЩИХ устройств 6 и 7 имеют нротн0 воположный знак, стройство 6 ср авн-ива-ет напряжения, процорцнональные потребляемой а ктцвной мощности нагрузочных узлов, а устройство 7 - Напряжения, атронорциональиые потребляемой реактивной мондности. Если напряжения уставки И выхода преобразовате;ге11 oщнocтц 4 равны, то измеиени в нагрузочном узле не происходит. Если же этн напряжения неравны, то на выходах сравнивающих устройств получаются напряжения дебаланса,

0 которые по;сту пают на исполнительные о)ганы на1фузочНОго узла и иЗменяют его сопротивление таким образом, чтобы скомпенсировать напряжения дебаланса, т. е. поддерживаются постоянными потребляемые нагрузкой мощ3 ности.

Когда ко входам преобразователей мощности Подключается первый генераторный узел, на второй вход сравнпвающего устройства 8 поступает напряжение уставки от блока делителей 11, знак которОго нротивоположеи знаку выходного напряжения иреобразователя мощНОСТИ.

Если напряжения на входах сравнивагощего устройства 8 равны, измеце1{ий в генератор5 jiOM узле нет. Еслн же эти напряжения lie равны, на выходе сравнивающего устройства получается нанряжение дебалаиса, которые приводит к изменеиию фазы нанряження нервого генераторНОГО узла в таком направлении, чтоO бы сксмпенсировать напряжение дебалапса, нрпчем максимальное изменение угла не должно быть больще 40-50° за время отработки. Такое ограничение, определяемое фактически временем отработки 2-3 сек, задается для обеснечення абсолютной сходимости процесса цтерац1н-1 нри больщих расхождениях фаз напряжений генераторных узлов.

Носле отработки активных и реактивных : 1ощностей нагрузок и фаз напряжений ( тивных мощностей) генераторных узлов спстема переходит на вторую нагрузку и генераторный узел. Последний геиераторный узел является балансирующим. На этом заверщается первый цикл итерации, иачинается второй, коз торый протекает аналогичио первому, и т. д.

Итерация прекр ащается, если фазы напряжений и активных мощностей генераторных узлов не отклоняются ири повторении циклов. Если в ходе расчета реактивные мощности генераторных узлов превышают допустимые пределы, их ограничивают по лаксимулп, и минимуму.

Пред м. е т изобретения

Устройство для моделирования зпергосистем, содержащее модель сети переменноi: тока с генераторными узлами и нагр зкам11. схемы сравнения, исполнительные органы ;;

блок нрограммного уарлвления, отличающееся тем, что, с целью сокращения кол;:чества оборудования и повышения устоГчивостн его работы, оно содержит блок преобразователей лощности, входы которого связаны с генераторными узламц и нагрузками, а выходы подключены ко входам схем срав;1е 1ия, входы которых соединены с дел1 телями напряжений, связанными с блоком программного управления, соединенным с моделью сетн неременного тока, нр этом выходы схем сравнения соединены через группы контактов с нснолнительнымн органами генераторных узло-з и 1 а;рузок модели сети неременного тока.

1 П

.г-л 1Ь--1

1 Из - - :::эА.-ч9ч

11г-| 3

ЙГЗ

1 Ъ ш

, Iг г