В П Т Б Советский патент 1973 года по МПК G06J1/00 

1

Изобретенье относится к вычислительной технике, в частности к специализированным вычислительным машинам для расчета режимов работы энергосистем.

При расчете режимов объединенной энергосистемы группы станций (подсистемы) приходится рассматривать как отдельные эквивалентные объекты. Объединенному диспетчерскому управлению (ОДУ) необходимо знать характеристики относительного прироста расхода топлива генерирующих объектов в том числе и подсистем, которые характеризуют зависимость относительного прироста расхода топлива b в узле подсистемы (принятом за балансирующий) от ее суммарной генерации Р, экономично распределенной между станциями подсистемы.

В известных устройствах для режимных расчетов в энергосистемах не предусмотрен расчет характеристики относительного прироста подсистемы. При иерархической организации расчета режимов используется упрощенная характеристика относительного прироста подсистемы, представляющая собой сумму характеристик относительных приростов станций подсистемы, что не всегда допустимо, так как изменение величины b при изменении одного из влияющих на нее параметров может достигать значительной величины при постоянном значении Р.

Целью изобретения является расщирение функциональных возможностей устройства и повыщение точности расчетов. Предложено устройство, которое позволяет

выполнить расчет значений характеристик относительного прироста в отдельных точках и расчет коэффициентов для приближенного аналитического представления характеристик относительного прироста.

Предложенное устройство отличается тем, что оно содержит блок задания аргумента, блок коммутации, блок расчета коэффициентов линеаризации и блок управления, причем выход блока ком.мутации соединен со входом

нуль-органа, первый вход блока коммутации через резистор соединен с выходом блока задания аргумента, второй вход блока коммутации через соответствующие резисторы соединен с выходами блока ввода, вход которого

соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен со входом блока задания аргумента, а третий - с первы.м входом блока расчета коэффициентов линеаризации, второй вход которого соединен

с выходом модели энергосистемы.

В связи с наличием потерь в сети подсистемы зависимость Ь от Р изменяется при изменении перетоков мощности по внещним ЛЭП и при изменении суммарного потребления рассматриваемого района.

Характеристика относительного прироста подсистемы является функцией вида

b f(P, /7„...Яуу),(1)

гдеЯь ... Яп, ... r/N -параметры, влияющие на зависимость b от Р.

Характеристика подсистемы изменяется при изменении характеристик ее станций и при изменениях в сети. Если для ОДУ необходимы эквивалентные характеристики относительных приростов районной системы или ее частей, то целесообразно расчет этих характеристик выполнять в районных энергосистемах. Для сокращения объема информации, которую надо передавать при этом из районной системы в ОДУ, и для упрощения работы в ОДУ вычислительного устройства, в котором используются характеристики районных систем при расчете режимов объединенной энергосистемы, табличное задание функции (1) желательно заменить приближенным аналитическим представлением.

Для расчета значений характеристики относительного прироста производится экономичное распределение суммарной генерации Р между станциями по методу равенства относительных приростов при замене уравнения баланса мощностей вида

P, + ... + Pj-f ... + +

(2) + Я, + -.. + /7.м,

где Pj - мощность/-ОЙ станций;

переток обменной мощности в узле энергосистемы, принятом за балансирующий, соотношением

P, + ... + Pj+... P(3)

Для приближенного аналитического представления функции (1) применяется известный способ представления характеристики относительного прироста энергосистемы

0 Р(Я, Я„...Я)6« + Я„-Яб

+ 2К + РлР)

где Яп, Яп-границы изменения параметра Ягь из которых Лп принимается за базовое значение,

6 . F(P, Я ,... Я) - характеристика,

снятая при базовых значениях параметров,

«п+РпР - прямая, аппроксимирующая разность (Р) между характеристикой, рассчитанной при , и базовой характеристикой

ср„ (Р) (P, П1,...П1... П1) - F(P, П1,...П1,... П1,)а„ + р„Р. (4)

Расчет коэффициентов an и Рп для прямой, аппроксимирующей разность фп(Р) между характеристикой, максимально смещенной по параметру Яц, и базовой характеристикой, выполняется с применением метода средних, согласно которому

KI2к

PI 2. 2 УпА

2 /С

+ 1

(5)

PH-PI

кК1Ч

2 Pnft - 2 2

k l

.

fu-Pi

где К - количество точек Pk на оси аргумента Р, в которых рассчитаны значения характеристики;

k, .... К. - текущий номер точки;

„, /-(р„я...я;, ...я,(Я„Я,...Я,...Я);

Р, 4 Pii D;

(6) 44

D - диапазоны изменения аргумента Р. Учитывая соотношения (4) и (6), выражения (5) можно привести к виду

к/2к

32 nk- 2 fn

ft + l

К

к

k)- 2 ()

fe ir/2 + l

К

Kftк

2 fnk-3 2 f

lfe + l

3/4Л:/)

к

k)-3 2 ()

+ l

(7)

3J4KD

Предложенное устройство выполняет расчет таблицы значений характеристики относительного прироста подсистемы и коэффициентов ai, PI, ... «N. PN для приближенного представления этой характеристики, являющейся функцией () переменных, в виде функции одной п-еременной и суммы линеаризованных поправок к ней.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема блока 4 задания аргумента; на фиг. 3 - вариант структурной схемы блока 6 расчета коэффициентов линеаризации, разработанной для преобразованного выражения (7) коэффициентов Кц и рп; на фиг. 4 - структурная схема блока управления 7. Устройство для расчета экономичных режимов энергосистем содержит экономическую модель энергосистемы 1, нуль-орган 2, блок ввода 3, блок 4 задания аргумента, блок коммутации 5, блок 6 расчета коэффициентов линеаризации, блок управления 7, резисторы 8,

9, 10.

Выход блока коммутации 5 соединен со входом нуль-органа 2, причем первый вход блока 5 через резистор 8 соединен с выходом блока 4 задания аргумента, а второй вход блока 5 через соответствующие резисторы 9 соединены с выходами блока ввода 3. Входы блоков 3 и 4 соединены с первым и вторым выходами блока управления 7, третий выход которого соединен со входом блока 6 расчета коэффициентов линеаризации. Другой вход блока 6 соединен с выходом экономической модели энергосистемы 1.

Блок 4 задания аргумента вырабатывает дискретные значения аргумента Р, при которых должны быть рассчитаны значения характеристики относительного прироста. Напряжение на выходе блока 4 пропорционально величине

D

р

.(/е-1),

макс

К - 1

которая изменяется в зависимости от входного сигнала k, причем Ямакс - верхняя граница диапазона изменения аргумента Р.

Блок 4 задания аргумента содержит цифроаналоговый преобразователь 11 с напряжением подпора, пропорциональным D, управляемый сигналом К, представленным в форме параллельного кода, усилитель постоянного тока 12, резисторы 13, 14.

Блок коммутации 5 предназначен для изменения схемы соединений при переходе от режима расчета эконо.мичных нагрузок в энергосистеме (первый режим) к режиму расчета характеристики относительного прироста энергосистемы (второй режим). В первом режиме нуль-орган обеспечивает выполнение условия баланса мощностей (2), во втором режиме условие (2) заменяется соотнощением (3), поэтому коммутатор обеспечивает поступление на вход нуль-органа 2 величин Ро , П, ... Як в первом режиме и величины Р во втором режиме.

Блок 6 расчета коэффициентов линеаризации предназначен для нахождения разностей фп(Р) между базовой характеристикой и характеристиками, макси.мально смещенными по одному из параметров Пп, и для расчета коэффициентов «п и РП для линеаризации поправки в соответствии с (4) и (7).

Вариант структурной схемы блока 6 содержит аналого-цифровой преобразователь 15, счетчик 16, регистры 17-20, цифро-аналоговые преобразователи 21-24, усилитель постоянного тока 25, резисторы 26-28, коммутирующие элементы 29, 30.

Аналого-цифровой преобразователь 15 в блоке 6 преобразовывает напряжение, пропорциональное величине Ьк или Ьпк, поступающее из экономической модели энергосистемы 1, в код.

Счетчик 16 суммирует поступающие на него коды, накапливая суммы

/2к к ft к

S bl- 2 bl S ftnk, 2 .(8)

+ 1

Y +

Сброс счетчика происходит по сигналу «установка О, приходящему из блока управления 7.

В регистрах 17-20 хранятся коды суммы (8). Перезапись кодов этих величин из счетчика 16 в регистры разрещается сигналами «перезапись 1, ... «перезапись 4. Содержимое регистров сбрасывается по сигналам

«сброс 1, ... «сброс 2. Сигналы «сброс и «перезапись поступают из блока управления 7.

Для унификации ключей в цифро-аналоговом преобразователе и для сокращения количества источников опорного напряжения, преобразователи 21 и 24 управляются обратным кодом.

Источники опорного напряжения и

2 - 1 соответствуют коэффициентам в числителях формул (7).

Напряжение смещения EZ и резистор 26 на входе усилителя 25 необходимы в связи с заменой операции вычитания в выражении (7)

использованием обратных кодов.

При помощи резистора 27 (28) в обратной связи усилителя 25 учитывается знаменатель /С (3/4 KD формул (7) в режиме вычисления а(р).

Коммутирующий элемент 29 переключает резисторы 27, 28 обратной связи, а коммутирующий элемент 30 переключает напряжение смещения для преобразователей 21-24 для

расчета величины а или р в зависимости от сигнала «расчет р, поступающего из блока 7. Блок управления 7 предназначен вырабатывать сигналы, которыми задается последовательность работы узлов в блоке 6, и согласоБывать работу блоков 4 и 6 с основными блоками устройства.

Блок управления 7 содержит генератор 31 тактовых импульсов, счетчики 32 и 33, формирователь счетного импульса 34, блок 35 логических схем, вырабатывающих сигналы управления.

Генератор 31 вырабатывает импульсы с интервалом, превосходящим время расчета одного значения 6k в модели энергосистемы 1.

Основное назначение счетчика 32 - управление дискретным изменением аргумента Р-. Кроме того, код i, записанный в этом счетчике, используется в блоке управления 7 для формирования сигналов управления. Код i

принимает значения t 1,гмакс. Предельное значение 1макс изменяется в зависимости от кода п, содержащегося в счетчике 33;

/С при л О

макс -

/С + 2 при л : О

65 С выхода счетчика 32 код i подается в блок 35 и при , ... k, ... К подается в блок 4 задания аргумента. Формирователь 34 формирует счетный импульс В для счетчика 33 из кода i так, чтобы счетчик 33 срабатывал при переходе счетчика 32 в положение . Счетчик 33 задает число п, соответствующее номеру параметра, принимающего смещенное значение Пп- Код п принимает значения , 1Л. Блок 35 логических схем формирует сигналы, соответствующие тому или иному положению счетчиков 32 и 33. Виды этих сигналов приведены в таблице, где С - внутренний сигнал блока 35, отмечающий переход счетчика 32 в положение . i + .. Вычислительное устройство работает в режиме расчета характеристик относительного прироста следующим образом. В исходном положении счетчиков 32 и 33, при и я 0 на вход нуль-органа 2 поступает через блок коммутации 5 режима сигнал Ui, пропорциональный PI/ в модель энергосистемы поступают напряжения, пропорциональные величинам nf ,Ядг. При этих исходных данных в экономической модели энергосистемы 1 рассчитывается первая ордината базовой характеристики bi F(Pi П ... П). Напряжение, пропорциональное значению bi, поступает на аналого-цифровой преобразователь 15 в блоке б, и код &iзаносится в счетчик 16 блока 6. После очередного импульса от генератора 31 в блоке 7 счетчик 32 переходит в положение . В результате на выходе экономической модели энергосистемы 1 появляется напряжение, пропорциональное величине (Рг; HI , ... Ял-). Код этой величины добавляется к содержимому счетчика 16 блока 6 и так далее. В блоке 6 в момент перехода в положение (К -+ 1) содержимое счетчика 16, равное S к переписывается для запоминания в , регистр 17 по сигналу «перезапись 1. Затем содержимое счетчика 16 сбрасывается. В конце такта номер г - - КОД величины к записывается в счетчик 16, и при дальнейшем увеличении числа k там происходит накоплекние суммы S Ьк1 которая по сигналу «перезапись 2 заносится в регистр 18 с последующим сбросом преобразователя И. На этом заканчивается расчет базовой характеристики. Очередной импульс генератора 31 переводит счетчик 32 блока управления 7 из положения 1 Смакс -/С в положение i-1. При этом устанавливается и начинается расчет точек характеристики, смещенной по параметру Kft ,к , с перезаписью сумм 2 IK и 2 IK ft Ift /ir/2-l I из счетчика 16 блока 6 в регистры 19 и 20. При j /(+l (затем г (+2) коммутирующие элементы 29 и 30 находятся в положении, соответствующем расчету коэффициента а(р). Напряжение на выходе усилителя 25, т. е. на выходе блока 6, пропорционально величине KI (затем PI). В блоке 7 по очередному сигналу, поступающему с генератора 31, счетчик 32 переходит из положения в положение . При этом устанавливается сбрасываются счетчик 16, регистры 19, 20 в блоке 6. Затем при код в счетчике 32 блока 7 снова изменяется (, - гмакс), и рассчитываются точки б2к на характеристике, смещенной по параметру Ui, для нахождения коэффициентов аг и р2 и т. д. Процесс заканчивается после вычисления коэффициентов ак, PN. Преимущество предложенного вычислительного устройства перед известными устройствами для расчета экономичного режима энергосистемы по активной мощности, заключается в том, что оно может выполнять как расчет экономичного распределения активных нагрузок, так и расчет эквивалентной характеристики относительного прироста энергосистемы, что дает возможность повысить, точность распределения нагрузки между эквивалентными объектами. Предложенное вычислительное устройство может применяться на промежуточной ступени объединенной энергосистемы с иерархической структурой для расчета эквивалентной характеристики относительного прироста подсистемы или ее частей. Кроме того, модель 1 и нуль-орган 2, рассчитывающие одно значение функции нескольких переменных (P; IJi, .... UN), могут быть перестроены в соответствии с какой-либо иной функциональной зависимостью. Тогда вычислительное устройство, имеющее структурную схему, приведенную на фиг. 1, можно рассматривать как рассчитывающее параметры для приближенного представления функций нескольких переменних в виде суммы функций одной неременной и линеаризованных поправок.

Предмет изобретения

Устройство для расчета экономичных режимов энергосистем, содержащее модель энергосистемы, соединенную с блоком ввода и нуль-органом, и резисторы, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей и повыщения точности расчетов, оно содержит блок задания аргумента, блок коммутации, блок расчета коэффидиентов линеаризации и блок управления, причем выход блока коммутации соединен со входом нуль-органа, первый вход блока коммутации через резистор соединен с выходом блока заДания аргумента, второй вход блока коммутации через соответствующие резисторы соединен с выходами блока ввода, вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен со входом блока задания аргумента, а третий - с первым входом блока расчета коэффициентов линеаризации, второй вход которого соединен с выходом модели энергосистемы.

и

Фиг. I

/4

12

1

Фиг 2

Фиг.З