УСТРОЙСТВО для МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ Советский патент 1973 года по МПК G06G7/63 

1

Изобретение относится к области электрического моделирования.

С помощью известных моделирующих устройств для расчетов и исследования установившихся и переходных процессов в энергосистемах обеспечивается автоматический расчет установившихся и кратковременных электромеханических (динамической устойчивости).

Однако для расчетов и анализа режимов, связанных с возникновением больших дефицитов мощности и работой автоматической частотной разгрузки (АЧР) и частотного автоматического повторного включения (ЧАПВ), оказывается необходимым выполнение дополнительных ручных вычислений и многократной установки электрического режима, что приводит к потере точности и увеличению продолжительности расчетов.

Целью изобретения является создание моделирующего устройства для автоматизации расчетов и исследования электромеханических переходных процессов, возникающих при больших дефицитах мощности и работе АЧР и ЧАПВ (результирующей устойчивости), что приводит к обеспечению точности и быстроты расчетов. Электромеханический переходиый процесс при возникновении больших дефицитов мощности, сопровождаемый снижением частоты, реализуется предлагаемым автоматическим устройством методом решения уравнений роторов генераторов в конечных разностях по частоте, при котором для рещения уравнений генераторных и нагрузочных узлов энергосистемы используется только один комплект аналогового вычислительного устройства (машины последовательного действия) .

Сравнительно длительное время иротекания процессов снижения частоты вследствие больших постоянных времени машин (порядка 10-15 сек), позволяет в каждом промежуточном режиме ие учитывать электромагнитные переходные процессы в контурах генераторов и динамические процессы в системе регулирования. Это дает возможность при исследовании указанных процессов пользоваться параметрами установившегося режима генераторов при различных дискретных значениях частоты.

В качестве заданных величин нринимаются параметры системы и ее доаварийного стационарного режима, статические характеристики нагрузочных узлов, аппроксимированные

полиномами, законы регулирования возбуждения генераторных узлов системы, а также значения мощностей потребителей, отключаемых в иагрузочных узлах энергосистемы от устройств АЧР и включаемых от устройств

частотного АПВ на каждой ступени частоты

Предложенное устройство отличается тем, что оно содержит блок расчета временных интервалов и соединенный с ним блок расчета активной Мощности генераторов, выход которого соединен со входом блока моделирования установившегося режима, блок дискретного изменения частоты и подключенный к его выходу блок расчета мощностей, выход которого соединен с моделью нагрузочных узлов, а входы соединены с блоком управления и моделью энергосистемы, нодключенной к блоку расчета временных интервалов, а выходы блока дискретного изменения частоты подключены к блокам моделирования генераторных и нагрузочных узлов.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из модели энергосистемы 1, подключенных к ней своими входами и выходами блока 2 решения уравнений системы возбуладения и регулирования генераторов и блока 3 моделирования нагрузочных узлов энергосистемы по их статическим характеристикам, блока 4 моделирования установившегося режима, связанного входами с блоками 2 и 5 и моделью энергосистемы /, а выходом - с моделью энергосистемы, блока 5 расчета временных интервалов А, подключенного входом к модели энергосистемы, а выходом - к блоку печати 6, который также связан непосредственно с моделью энергосистемы, блока 7 расчета активной мощности генераторов / гфикт. связанного входом с блоком 5, а выходом - с блоком 4 моделирования установившегося режима, блока 8 расчета мощностей АЧР и ЧАПВ, вход которого подключен к модели энергосистемы, а выход- к блоку 3 моделирования нагрузочных узлов, блока управления 9, связанного .каналами управления с блоками 2, 3, 4, 6 к 8, через блок W дискретного изменения частоты- с блоками 2, 3 и 8, а через коммутатор // - с моделью энергосистемы.

На модели энергосистемы набирается эквивалентная схема замещения исследуемой энергосистемы. В блоках 2, 3, 5 i7 в соответствии с заданными параметрами турбин, синхронных генераторов, регуляторов и нагрузок осуществляется установка коэффициентов уравнений и настройка функциональных устройств. В блоке 8 устанавливаются коэффициенты, характеризующие значения мощностей нагрузок, отключаемых от АЧР и включаемых от ЧАПВ нри определенных дискретных значениях частоты. В блоке 10 устанавливается наперед выбранная величина шага по частоте Д/. Блок управления 9 настраивается на необходимую программу расчета АЧР и соответствующе aвтo aтичecкoй регистраци) параметров режима.

Устройство работает следу он1,нм образом. Нутем задания соответствующих параметров а блок 4 устанавливается исходный установившийся режим. Но окончании установки и

регистрации указанного режима после очередного сигнала с блока управления 9 посредством коммутатора 11 в схеме модели энергосистемы моделируется схема замещения аварийного режима.

После этого блок 4 устанавливает при неизменных углах б роторов генераторов аварийный , соответствующий новым параметрам режима генераторов и нагрузок, полученным в результате решения уравнений в блоках . Активные мон ности генераторов этого режима поступают на суммирующее устройство блока 5. Полученное на выходе блока 5 значение А/, соответствующее тому

промежутку времени, в течение которого частота изменяется на А/, подается на вход блока печати 6 и регистрируется по команде с блока управления 9.

В блоке 5 рассчитывается также значение

-, которое подается на вход блока 7 расчеД

та .- выхода блока 7 значения Р. подаются на вход блока 4. По с блока управления 9 блок 4 устанавливает промежуточный установившийся режим, соответствующий полученным значениям мощностей генераторов / гфикт. прежним значениям э.д.с. и активных и реа ;тивных мощностей нагрузок PU и Qn. Установленные таким образом углы э.д.с. генераторов являются значениями б следующего шага расчета.

После этого по команде с блока управления 9 блок 10 рассчитывает и подает на вхоДЬ1 блоков 2, 3 { 8 значение частоты Af нового шага, и в блоке 8 рассчитываются мощности нагрузочных узлов, отключаемые от АЧР и включаемые от ЧАПВ при этой частоте. Полученные значения мощностей подаются на

блок 3 моделирования нагрузочных узлов.

После этого блок 4 устанавливает установившийся режим, соответствующий второму шагу расчета. Последуюшие шаги расчета выполняются аналогично первому шагу. При

выполнении заданного числа шагов расчета по команде с блока управления 9 нроцесс решения останавливается.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования переходных процессов в энергосистемах, содержащее модель энергосистемы, блоки моделирования генераторных и нагрузочных узлов, блок моделирования установившегося режима, блок управления, блок памяти и коммутатор, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно содержит блок расчета временных интервалов и соединенный с ннм блок

расчета активной мощности генераторов, выход которого соединен со входом блока моделирования установившегося , блок дискретного изменения частоты и подключенный к его выходу блок расчета моп- ностей, выход

гсоторого соединен с моделью нагрузочных

узлов, а входы соединены с блоком управления и моделью энергосистемы, нодключенной к блоку расчета временных интервалов, а выходы блока дискретного изменения частоты подключены к блокам моделирования генераторных и нагрузочных узлов.

-HI: