Устройство для автоматического регулирования частоты и активной мощности энергообъединения Советский патент 1977 года по МПК H02J3/06 H02J3/46 

В этом устройстве как в регуляторе, так и в ограничителях формируется в каждом свое, общее для всех регулирующих станций, управляющее воздействие в виде интеграла по времени отклонений соответствующих текущих значений регулируемых величин от их заданных значений. Одновременно оно распределяется между регулирующими станциями с помощью коэффициентов долевого участия (КДУ), сумма которых устанавливается равной единице. Такое построение аналогового устройства приводит к тому, что изменение величины КДУ любой станции вызывает изменение ее управляющего воздействия (интеграла), накопленного к моменту изменения КДУ, и соответственно мощности станции. Аналогично, если в процессе регулирования, когда общее управляющее воздействие (интеграл), например, регулятора не равно нулю, подключить регулирующую станцию, т. е. установить значение ее КДУ отличным от нуля, то эта станция сразу получит управляющее воздействие и изменит свою мощность, хотя в то время, когда было сформировано это общее управляющее воздействие она не участвовала в регулировании. Такое вынужденное изменение мощности станции опасно, так как может вызвать перегрузку слабых связей и нарушене устойчивости. Это исключает также возможность автоматического поддержания суммы КДУ равной единице. Кроме того, известное аналоговое устройство не исключает встречного противодействия регулятора частоты и перетока обменной мощности действию ограничителя перетока мощности по внещней связи с последующим автоматическим возвратом перетока обменной мощности к своей прежней уставке в процессе возврата ограничителя к своему исходному положению. Это снижает эффективность работы ограничителя по внешней связи. Цель изобретения - исключение изменений мощности регулирующих станций при изменении доли участия отдельных станций в регулировании или при подключении станции к регулированию. Это достигается тем, что устройство содержит регулятор частоты и перетока обменной мощности, ограничитель перетока мощности по внешней связи, ограничитель перетока мощности по внутренней связи, имеющие каждый блок формирования приращений управляющего воздействия и блок распределения этих приращений с помощью КДУ, блок согласования и блоки формирования результирующих управляющих воздействий для отдельных регулирующих станций. Первый вход регулятора частоты и перетока обменной мощности соединен с задатчиком уставки частоты, второй вход его подключен к измерителю частоты сети, третий вход соединен с задатчиком уставки перетока обменной мощности, а четвертый подсоединен к измерителю мощности этого перетока. Входы регулятора являются соответственно входами его блока формирования приращений управляющего воздействия при отклонении текущих значений частоты и перетока обменной мощности от их заданных величин. Выход этого блока соединен со входом блока распределения этих приращений с помощью КДУ, выходы которого являются выходами регулятора и подсоединены к первым входам блоков формирования результирующих управляющих воздействий для отдельных станций. Входы ограничителя перетока мощности по внешней связи являются соответственно входами его блока формирования приращений управляющего воздействия при превышении текущим значением перетока мощности его допустимой величины. Первый вход этого ограничителя соединен с задатчиком допустимой величины перетока мощности по внешней связи, а второй вход подключен к измерителю мощности этого перетока. Выход блока формирования приращений подсоединен ко входу блока распределения этих приращений с помощью КДУ, выходы которого являются выходами ограничителя и одновременно соединены как со вторыми входами блоков формирования результирующих управляющих воздействий для отдельных станций, так и со входами блока согласования. Выход последнего подключен к пятому входу регулятора частоты и перетока обменной мощности. Входы ограничителя перетока мощности по внутренней связи являются также входами его блока формирования приращений управляющего воздействия при превышении текущим значением этого перетока его допустимой величины. Первый вход ограничителя подсоединен к задатчику допустимой величины перетока мощности, а второй подключен к измерителю мощности этого перетока. Выход блока формирования приращений соединен со входом блока распределения этих приращений с помощью КДУ. Выходы последнего являются выходами ограничителя и подключены к третьим входам блоков формирования результирующих управляющих воздействий для отдельных станций. Предлагаемое устройство обеспечивает получение приращений управляющего воздействия на заданные равные промежутки времени при отклонении текущих значений регулируемых величин от их заданных значений, распределение с помощью КДУ каждого приращения отдельно, т. е. получение приращений управляющего воздействия отдельных станций; формирование управляющего воздействия отдельной станции путем алгебраического суммирования во времени приращений этого воздействия и запоминания полученного результата. Благодаря этому изменение КДУ не вызывает изменения накопленной к этому моменту величины управляющего воздействия, т. е. изменение КДУ не вызывает вынужденных изменений мощности станций. Последнее позволяет автоматически поддерживать сумму КДУ равной единице, что обеспечивает сохранеиие заданных статических и динамических характеристик системы регулирования ири изменении числа регулирующих станций. Наличие блока согласования гарантирует эффективность действия ограничителя перетока мощности по внещней связи путем коррекции уставки задатчика перетока обменной мощности в соответствии с величиной и знаком управляющего воздействия этого ограничителя.. На чертеже приведена блок-схема предложенного устройства. Устройство содержит регулятор 1 частоты и перетока обменной мощности, ограничитель 2 перетока мощности ло внещней связи, ограничитель 3 перетока мощности по внутренней связи, блоки 4 формирования результирующих управляющих воздействий отдельных станций, блоки 5 формирования приращений управляющего воздействия, блоки 6 распределения этих приращений, блок 7 согласования и измерители 8 перетоков мощности. При отклонении текущих значений частоты и перетока обменной мощности от их заданных величин (например, при изменении нагрузки в энергообъединении) в течение одного периода квантования по времени происходит следующее. В блоке 5 регулятора 1 частоты и перетока обменной мощности формируется приращение управляющего воздействия. Оно поступает в блок 6 регулятора 1, где происходит распределение этого приращения с помощью КДУ между регулирующими станциями. Далее полученные приращения с выхода блока поступают на первые входы блоков 4 формирования результирующих управляющих воздействий отдельных станций. В них они алгебраически суммируются с накопленными ранее приращениями, а результирующие величины запоминаются. Такой процесс продолжается до ликвидации отклонений текущих значений частоты и перетока обменной мощности от их заданных величин. Ограничитель 2 перетока мощности по внещней связи вступает в работу при превыщении текущим значением перетока мощности его допустимой величины. В течение периода квантования по времени процесс идет аналогично описанному выще. Отличие его заключается в том, что приращения управляющих воздействий отдельных станций с выхода блока 6 ограничителя 2 перетока мощности, поступающие на вторые входы блоков, одновременно поступают на входы блока 7 согласования. В последнем все эти приращения за один период квантования по времени суммируются, алгебраически складываются с накопленными ранее приращениями и запоминаются. Одновременно с выхода блока 7 согласования результирующая величина поступает на вход блока 5 регулятора 1 частоты и обменной мощности, где она алгебраически суммируется с сигналом задатчика уставки перетока обменной мощности, корректируя величину последнего. Формула изобретения 1.Устройство для автоматического регулирования частоты и активной мощности энергообъединения, работающего параллельно с другим энергообъединением, содержащее регулятор частоты и перетока обменной мощности, первый вход которого соединен с задатчиком уставки частоты, второй вход подключен к измерителю частоты сети, третий вход соединен с задатчиком уставки перетока обменной мощности, четвертый вход подсоединен к измерителю перетока обменной мощности, ограничитель перетока мощности по внещней связи, первый вход которого соединен с задатчиком допустимой величины перетока по этой связи, второй вход подключен к измерителю перетока мощности по внещней связи, ограничитель перетока мощности по внутренней связи, первый вход которого подсоединен к задатчику допустимой величины перетока мощности по этой связи, а второй вход подключен к измерителю перетока мощности по внутренней связи, блоков формирования результирующих управляющих воздействий для регулирующих станций, первые входы которых соединены с выходами регулятора частоты и перетока обменной мощности, вторые входы подключены к выходам ограничителя перетока мощности по внещней связи, а третьи входы подсоединены к выходам органичителя перетока мощности по внутренней связи, отличающееся тем, что, с целью исключения вынужденных изменений мощности регулирующих станций при изменении доли участия отдельных станций в регулировании или при их подключении к устройству, регулятор частоты и перетока обменной мощности, ограничитель перетока мощности по внещней связи и ограничитель перетока мощности по внутренней связи содержат каждый блок формирования приращений управляющего воздействия и блок распределения этих приращений меледу регулирующими станциями, причем на входы блока формирования приращений подаются входные сигналы соответственно регулятора или ограничителей, а выход его соединен со входом блока распределения приращений, выходы которого подключены к выходам соответственно регулятора или ограничителей перетока мощности. 2.Устройство но п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения эффективности действия ограничителя перетока мощности по внещней связи оно содержит блок согласования, входы которого соединены с выходами блока распределения приращений управляющего воздействия ограничителя перетока мощности по внещней связи, а выход его подсоединен к пятому входу регулятора частоты и перетока обменной мощности. Источники ипформатши, принятые во внимание при экспертизе: 1. Bultman Р. Installation de reglage frequence-puissance cher, PGEM, «Revue Landis et Gyr, 1973, N° 3, p. 28-33. 2. Веиевцев R. C. и др. Комплексная система автоматического регулирования частоты и активной мощности в объединенной энергосистеме Сибири, «Электрические станции М 8, 1971, с. 10-14.