Способ автоматического регулирования частоты и обменной мощности в энергосистемах Советский патент 1977 года по МПК H02J3/06 

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к автоматическому регулированию частоты и обменной мощности в объединенных энергосистемах. Известны способы автоматического регулирования частоты и обменной мощности в энергосистемах, по которым регулирование частоты и обменных потоков мощности осуП1,ествляется либо с помощью компаундирующих связей но суммарной нагрузке регулируемых станций, либо с помощью компаундирующих связей по суммарной нагрузке регулируемых станций, либо в функции отклонений частоты и перетока. Недостатком этих способов является иеобходимость измерения возмущающпх воздействий и параметров объекта. Наиболее близким техническим решением к и.юбретепию является способ автоматического регулирования частоты и обменной мощности в энергосистемах путем изменения мощности регулирующих станций каждой эиергосистемы в зависимости от отклонения частоты, отклонения н интеграла отклонения иеретока мощности от заданного значения. Этот способ основан на введении обратных связей по частоте и обменной мощности. Управляющее воздействие, подаваемое на исполнительные оргаиы управления мощностью регулируемых станций, при таком способе формируется на выходе пропорционально-интегрирующего звена, на вход которого подается сигнал Af I Pi где Ki - коэффициент средней крутизны характерпстнкн генернруюп ей мощности или энергия регулирования; Л/,- - отклоненне частоты; АР; - отклонение обменной мощности. При регулнрованнн таким сиособом настройка регулятора для обеснечення избирательности действия (колебания нагрузки подавляются регулятором той энергосистемы, в которой нагрузка изменилась) требует знания параметров объекта (коэффициента /(, и постоянной инерции), изменяющихся во в щцроком диапазоне. Иоэтому для обеспечения ностоянных. динамических свойств всей системы в целом необходима текущая идентификация этих нестационарных параметров, что связано с дополнительными затратами. Целью изобретення является повышение экономичности работы энергосистем путем обеспечения инварнантности частоты к возмущениям нагрузки н сохранення постоянных дпнамнческнх свойств указанных энергосистем прн изменении их параметров.

Указанная цель достигается тем, что сигнал отклонения частоты дифференцируют п раз, формируют требуемое значение п-ой производной иутем суммирования с заданными коэффициентами сигналов отклонения частоты и ее я-1 производных с сигналами пропорциональными отклонению перетока и интегралу указанного отклонения, сравнивают с сигналом, иропорциональным л-ой производной отклонения частоты и полученным сигналом рассогласования осуществляют указанное изменение мощности. Такое решение иовьпиает экономичность работы энергосистемы благодаря возможности увеличения предела передаваемой мощности по лииии, так как амплитуда нерегулярных колебаний перетока уменьшается за счет обеспечения инвариантности частоты к возмущениям нагрузки и обеспечения избирательности действия регуляторов при изменяющихся параметрах объекта.

На чертеже нриведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Объект управления представляет собой объединение двух энергосистем с межсистемной связью 1. Регуляторы 2 и 3 включают в себя блоки дифференцирования 4(4), соединенные с блоками суммирования 5(5), выходы которых связаны с выходом пропорционально-интегральных регуляторов 6(6) и со входом усилителей 7(7).

На регулятор 2 подают сигналы, пропорциональиые отклонению частоты в первой энергосистеме Si и перетока Рд , а на регулятор 3 -пропорциональные отключению частоты во второй энергосистеме и иеретока Рл, Кроме того, на оба регулятора подают сигиалы, пропорциональные требуемым значениям перетока POI и POZ- В регуляторе сиг)алы, пропорциональные 5i S2, подают па блок дифференцирования 4 (4) и на блок суммирования 5(5), па который, кроме того поступают сигналы с блока 4(4), пропорциональные (п-1)-ой производным частоты 5i...Si(-)S2... 52(-1).

Р01-Р.1 () ,

Сигиал с выхода блока 5(5) суммируют с выходом пропорционально-интегрального регулятора 6(6), на вход которого поступает сигнал разности требуемого и текуп1его зиачений перетока POI-Рл(Р &--Рлг), что обеспечивает астатическое регулирование перетока мощности.

Из полученного сигиала Ui(Uz), пропорционального требуемому значению п-ой производиой частоты, вычитается сигнал текуп1;его значения п-ой производной частоты 5j (5 ) ,

который берется с блока 4(4), и сигнал разности подают на усилитель 7(7), с выхода

которого управляющий сигнал Ui(Uz) поступает на исполнительное устройство турбин регулирующих станций энергообъединения.

В основе предлагаемого способа лежит подчипение движения нестационарного объекта нужному дифференциальному уравнению, которое выбирается заранее по заданным динамическим свойствам системы в целом с учетом требования на время переходного процесса и перерегулирования. Движение объекта будет подчиняться требуемому уравнению, если старшая производная объекта будет в каждый момент времени совпадать с требуемой старшей производной из дифференциального уравнения.

Стабилизируя п-ую производную от Si (5.9,) в соответствии с требуемым значением старшей производной Ui(Uz) и требуемого дифференциального уравнения, можно добиться

того, что Si(Sz) в каждый момент времени будет мало зависеть от возмущений и изменяющихся параметров объекта. Стабилизируют п-ую производную введением обратной авязи ПО S (Sg ).

Контур стабилизации п-ой производной, состоящей из энергосистемы блоков 4(4) и 7(7), при достаточно большом коэффициенте усиления усилителя 7(7) парирует все параметрические и сигнальные возмущения, чем

и обеспечивается иивариантность частоты к возмущениям нагрузки п сохранение постоянных динамических свойств всей системы при изменяющихся параметрах.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования частоты и обменной мощности в энергосистемах путем пзмепения мопцюсти регулирующих станций каждой энергосистемы в зависимости от отклонения частоты, отклонения и интеграла отклонения перетока мощности от заданного значения, отличающийся тем,

что, с целью повышения экономичности работы энергосистем путем обеспечения инвариаптиости частоты к возмущениям нагрузки и сохранения постоянных динамических свойств указанных энергосистем при изменении их

параметров, сигнал отклонения частоты дифференцируют п раз , формируют требуемое значение п-ой производной путем суммирования с заданными коэффициентами сигналов отклонения частоты и ее п-1 производных с

сигналами, пропорциональными отклонению перетока и интегралу указанного отклонения, сравнивают с сигналом, проиорциональным п-ой производной отклонения частоты и полученным сигналом рассогласования осуществляют указанное изменение мощности.