Способ автоматического управления перетоками мощности по связям между энергосистемами Советский патент 1974 года по МПК H02J3/06 

1

Изобретение относится к автоматическому управлению режимами энергосистем и можег быть использовано при построении систем автоматического ограничения перетоков мощности по связям между энергосистемами.

Известен способ автоматического управления перетоками мощности по связям между энергосистемами, оснащенными системами автоматического управления режимом по частоте и активной мощности (САУ ЧМ), путем формирования управляющих воздействий на нижестоящие системы управления в виде заданного значения относительного прироста энергосистемы, получаемого в функции отклонения режимных параметров энергосистемы от заданных, в том числе отклонения суммарных обменных мощностей энергосистем от заданных значений, и с использованием в качестве сигнала по ограничению перетоков мощности сигнала изменения заданного значения суммарной обменной мощности, сформированного системой управления более высокой ступени иерархии.

На САУ ЧМ отдельных энергосистем возлагаются задачи регулирования частоты и обменной мощности, ограничения перетоков по внутренним и внещним межсистемным связям, а также управления нормальными режимами и по другим возможным параметрам. Сложность и закольцованность межсистемных связей приводит к тому, что к ограничению перетоков по отдельным связям должны привлекаться несколько энергосистем, причем некоторые из них могут не примыкать непосредственно к связи, переток по которой должен быть ограничен. В этих условиях задача ограничения перетоков по таким связям решается системой управления более высокой ступени иерархии.

Непосредственное управление от этой системы отдельными регулирующими электростанциями невозможно, так как САУ ЧМ, регулируя заданную обменную мощность энергосистемы, привлеченной к ограничению, произведет компенсацию управляющих сигналов, поступающих на эти электростанции от системы управления более высокой ступени. Поэтому управляющий сигнал от системы управления .более высокой ступени должен подаваться на установку суммарной обменной мощности САУ ЧМ энергосистемы.

Однако отработка этого сигнала при работе в режиме ограничения перетоков происходила бы недопустимо медленно, так как динамические характеристики контура регулирования обменной мощности САУ ЧМ не позволяют с необходимой при ограничении скоростью подавлять колебания перетока мощности по ограничиваемой связи. Кроме того, САУ ЧМ отдельных энергосистем могут паботать по методу относительных приростов, что затрудняет их согласование с работой систем управления более высокой ступени, если последние формируют управляющие воздействия .во всех режимах управления в виде мощности.

Цель изобретения - построить такую иерархическую систему управления нормальным режимом энергосистемы, при которой работа САУ ЧМ, регулирующих заданные обменные мощности энергосистемы, согласовывается с работой системы управления более высокой ступени в режиме ограничения. При этом обеспечивается требуемое быстродействие всей иерархической системы управления при работе в режиме ограничения.

Это достигается тем, что управляющий сигнал по относительному приросту энергосистемы преобразуют с помощью обратной характеристики относительного прироста энергосистемы в соответствующее значение мощности энергосистемы, суммируют с упомянутым сигналом изменения заданного значения суммарной обменной мощности. Полученный сигнал преобразуют в относительный прирост с помощью характеристики относительного прироста энергосистемы и полученным сигналом воздействуют на нижестоящие системы управления.

На чертеже .приведена структурная схема системы управления, работающей по предлагаемому способу, для случая образования управляющих воздействий на регулирующие электростанции в виде заданного значения относительного прироста, где

/, /3, А/ -частота в энергосистеме, заданное значение частоты и отклонение частоты от заданного значения;

-Робм, Робм 3 суммарная обменная мощность -энергосистемы, заданное значение обменной мощности и отклонение обменной мощности от заданного значения; 3 -управляющий сигнал по ограничению перетока, поступающий от системы управления более высокой ступени; k-звено умножения на /fe -обратную величину частотного коэффициента энергосистемы; X-регулируемая величина; А (xi, t) - звено, реализующее оператор А (х, t), в соответствии с которым происходит формирование закона регулирования; Q -относительный прирост энергосистемы;Ф -характеристика относительного

прироста энергосистемы; ф-обратная характеристика относительного прироста энергосистемы;

Р-суммарная мощность регулирующИХ электростанций; А обмз-изменение относительного прироста, соответствующее АРобм з Структурная схема приведена применительно к случаю управления по критерию:

x + .(1)

где А/, ЛРобм -отклонение частоты / и обменной мощности Робм от заданных значений /з, обм зk-обратная величина частотного коэффициента энергосистемы. Система работает следующим образом. Пусть управляющий сигнал по ограничению перетока АРобм з, поступающий на САУ ЧМ от системы управления более высокой ступени, отсутствует, т. е. ни одна из ограничиваемых линий не перегружена. На вход САУ ЧМ из энергосистемы поступают величины Робм и /, которые вычитаются из заданных значений fz и Робк 3, образуя величины АРобм и Д/. Величина ДРобм умножается на /С и складывается с Д/, образуя регулируемую величину х в соответствии с уравнением (1).

Величина х с помощью оператора А (х, t) преобразуется в величину относительного прироста Q, которая поступает для отработки на регулирующие электростанции через звенья с характеристиками ф и ф, обратными друг другу. Таким образом, при прохождении через эти звенья величина Q в данном случае не изменяется, при этом на выходе звена ф будет иметь место мощность регулирующих электростанций Р, соответствующая данному значению Q.

Оператор Л (х, t) в частном случае может соответствовать И или ПИ закону регулирования и обеспечивает такие динамические характеристики САУ ЧМ, которые позволяют эффективно подавлять колебания / и Робм с периодом 10 мин и более.

При перегрузке какой-либо межсистемной связи от системы управления более высокой ступени поступает сигнал изменения заданной обменной мощности ДРобм з, величина которого должна определяться в этой системе с учетом необходимого долевого участия рассматриваемой энергосистемы в ограничении перетока по данной связи. Величина ДРобмз поступает как на уставку САУ ЧМ, где складывается с 3, так и в обход оператора А (х, t) на выход звена с характеристикой ф, где складывается с величиной Р.

Сумма мощностей Р+ДРобм з с помощью характеристики относительного прироста ф преобразует ся в относительный прирост е+|Ддобмз, где Дроби з - изменение относительного прироста, соответствующее ДРобм з- Величина е+Дробм 3 является результирующим сигналом САУ ЧМ, поступающим для отработки на регулирующие электростанции энергосистемы.

Подача величины ДРобмз на выход звена с характеристикой ф обеспечивает фррсировку переходного процесса при ограничении и согласовании управляющего сигнала по мощности, формируемого системой управления более высокой ступени иерархии, с управляющим сигналом по относительному приросту, получаемому на выходе САУ ЧМ. При этом требуемое быстродействие всей иерархической системы управления в режиме ограничения обеспечивается системой управления более высокой ступени, формирующей необходимый закон изменения во времени величины ЛРобм з, который обеспечивает подавление перегрузок по ограничиваемой связи с периодом 1,5- 2,0 мин.

Предмет изобретения

Способ автоматического управления перетоками мощности по связям между энергосистемами, оснащенными системами автоматического управления режимом по частоте и активной мощности, путем формирования управляющих воздействий на нижестоящие системы управления в виде заданного значения относительного прироста энергосистемы, получаемого в функции отклонения режимных параметров энергосистемы от заданных, в том числе отклонения суммарных обменных мощностей энергосистем от заданных значений, и с использованием в качестве сигнала по ограничению перетоков мощности сигнала изменения заданного значения суммарной обменной мощности, сформированного системой управления более высокой ступени иерархии, о тличающийся тем, что, с целью согласования работы системы автоматического управления энергосистемы и системы автоматического управления более высокой ступени иерархии и ускорения переходного процесса в режиме ограничения, управляющий сигнал по относительному приросту энергосистемы преобразуют с помощью обратной характеристики относительного прироста энергосистемы в соответствующее значение мощности энергосистемы, суммируют с упомянутым сигналом изменения заданного значения суммарной обменной мощности, полученный сигнал преобразуют в относительный прирост с помощью характеристики относительного прироста энергосистемы и полученным сигналом воздействуют на нижестоящие системы управления.