Устройство для автоматического управления активной мощностью гидроагрегата низконапорной гидроэлектростанции Советский патент 1979 года по МПК H02P9/04 

рата и производной по времени выходного сигнала выявительного органа АРС.

По сравнению с устройством I устройство характеризуется более высокими динамическими характеристиками и имеет меньшее расхождение последних при упомянутых крайних режимах гидроагрегата, однако это расхождение остается значительным.

Причина этого в том, что параметры корректирующей гибкой обратной связи, найденные из условий обеспечения приемлемых динамических характеристик устройства для одного расчетного предельного режима гидроагрегата, оказываются чрезмерно большими для другого предельного режима. В результате этого при втором расчетном режиме переходный процесс управления неоправданно замедляется.

Целью изобретения является повышение надежности параллельной работы энергосистем со слабыми межсистемными связями посредством стабилизации динамических характеристик систем автоматического управления активной мош,ностью ГЭС, привлекаемых к автоматическому ограничению колебаний потоков мощности по слабым связям. Сужение диапазона динамических характеристик устройства автоматического управления мощностью непосредственно служит этой цели.

Поставленная цель достигнута благодаря тому что устройство снабжено корректирующим дифференциатором, дифференциатором задаваемой мощности, блоком запоминания знака производной, блоком формирования команды на отключение, блоком разрешения отключения, блоком запоминания команды на отключение, блоком отключения и двумя нуль-органами, при этом вход корректирующего дифференциатора присоединен к выходу инерционного преобразующего усилителя, а выход включен на вход первого нуль-органа, присоединенного своим выходом к первому входу блока формирования команды на отключение и через блок отключения - к третьему входу суммирующего усилителя, а также к первому входу блока разрешения отключения, второй вход которого подключен через блок запоминания знака производной к выходу дифференциатора задаваемой мощности, вход которого соединен с задающим входом суммирующего усилителя, причем второй вход блока формирования команды на отключение присоединен к выходу блока разрешения отключения, а выход подключен ко второму входу блока отключения через блок запоминания команды на отключение, второй вход которого соединен с первым выходом второго нуль-органа, подключенного входом к выходу суммирующего усилителя, а вторым выходом ко второму входу блока запоминания знака производной.

С помощью вновь введенных блоков образуется гибкая положительная обратная связь (ПОС) по развиваемой мощности, частично компенсирующая корректируюШую гибкую отрицательную обратную связь (ООС). Эта гибкая ПОС, временньш параметры которой выбраны такими же, как у гибкой ООС, включена постоянно, если влияние гидроудара на переходный процесс пзменения мощности не проявляется, и временно - до момента, когда производная мощности, меняя свой знак, проходит через нуль - если гидроудар влияет на переходный процесс мощности, вызывая в начальный период его изменение развиваемой мощности, обратное по знаку изменение задаваемой мощности. В последнем случае гибкая ПОС временно действует, как отрицательная, так как сигнал, поступающий на

вход положительной обратной связи, отрицательный.

Функциональная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже. Выход суммирующего усилителя 1 соеди-.

нен с задатчиком открытия направляющего аппарата 2 и со входом безинерционного усилителя 3. Выход безинерционного усилителя и выход задатчика открытия подключены ко входам выявительного органа АРС

4, выход которого подключен на вход усилительного органа АРС вместе с управляющими органами гидротурбины 5, воздействующего на гидроагрегат 6. Вход инерционного преобразующего усилителя 7 связан с гидроагрегатом. Входы согласующего сумматора 8 соединены с выходом усилительного органа АРС 5 и с выходом выявительного органа АРС 4, а выход через дифференцирующий усилитель

9 - со входом суммирующего усилителя 1. Вход дифференциатора задаваемой мощности 10 подключен к задающему входу суммирующего усилителя 1. Вход корректирующего дифференциатора

И присоединен к выходу инерционного преобразующего усилителя 7.

Один вход блока запоминания знака производной 12 включен на выход дифференциатора задаваемой мощности 10, а выход

соединен с блоком разрешения отключения 13, выход которого через блок формирования команды на отключение 14 соединен с блоком запоминания команды на отключение 15, выход которого подключен к блоку

отключения 16, выход которого соединен с входом суммирующего усилителя 1.

Нуль-орган 17 включен между выходом корректирующего дифференциатора 11 и вторым входом блока формирования команды на отключение.

Вход нуль-органа 18 подключен входом к выходу суммирующего усилителя 1, а выходами - ко второму входу блока запоминания знака производной 12 и входу блока

запоминания команды на отключение 15.

Назначение блока 10 - формирование сигнала, соответствующего скорости изменения задаваемой мощности с целью исследующего сопоставления знака изменения со знаком изменения развиваемой гидроагрегатом мощности, который определяется по выходному сигналу блока 11. Блок 13 предназначен для выдачи сигнала, извещающего о необходимости предстоящего отключения ПОС, если знаки производных заданной и развиваемой мощности неодинаковы. Блок 14 осуществляет запоминание знака производной на время переходного процесса и необходим в связи с тем, что к началу изменения развиваемой мощности изменение задаваемой мощности может полностью закончиться. Блок 14 выполняет фупкиию формирования комаиды на отключение, когда нуль-орган 17, включенный на его вход, фиксирует по равенству нулю выходного сигнала блока 11 перемену знака производной развиваемой мощности. Блок 15 предназначен для запрета ввода гибкой ПОС на все время переходного процесса несмотря па то, что после перемены знака производной развиваемой мощности создаются условия, формально соответствующие отсутствию действия гидроудара. Блок 16 имеет назначением реализацию команды на отключение гибкой ПОС, а нуль-орган 18 возвращает весь комплекс дополпительных органов в исходное состояние, при котором разрешается ввод гибкой ПОС после завершения переходного процесса.

Устройство работает следующим образом.

При поступлепии на вход дифференциатора 10 сигиала, соответствующего величине задаваемой мощности, с его выхода продифференцированный сигнал попадает на вход блока 12 запоминания знака этой производной. В блоке 13, связанном своими входами с выходами блоков 12 и 11, происходит сравнение знаков производных задаваемой и развиваемой мощностей, благодаря чему устанавливается, влияет или нет гидроудар на процесс изменения мощности. При совпадении знаков ироизводных разрешения на отключение положительной обратной связи блок 13 не дает, и последняя действует в течение всего переходного процесса изменения мощности, частично комиенсируя гибкую ООС и тем ускоряя переходный процесс. При несовпадении знаков производных блок 13 посылает на вход блока 14 извещение о разрещении отключения гибкой ПОС. Блок 14 формирует команду на отключение ПОС по получении с выхода нуль-органа 17 сигнала о том, что производная развиваемой мощности проходит через нулевое значение, меняя свой знак с противоположного знаку изменения задаваемой мощности на знак, совпадающий с ним. Команда на отключение запоминается в блоке 15 и передается блоку 16, который

и осуществляет снятие сигнала гибкой ПОС с входа суммирующего усилителя 1. При заверщении переходного процесса, что фиксируется нуль-органом 18 по равенству нулю выходного сигнала усилителя 1, на входы блоков запоминания 12 и 15 поступает команда на снятие запоминания, в результате чего весь комплекс органов управления корректирующей гибкой ПОС возвращается в ис.ходное состояние.

Предлагаемое устройство имеет широкие перспективы внедрения на низконапорных ГЭС, участвующих в ограничении колебаний потоков мощности но слабым межсистемным связям, нозволяющем повысить пределы мощности, передаваемой по этим связям.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления активной мощностью гидроагрегата низконапорной гидроэлектростанции, содержащее суммирующий усилитель, выход

которого соединен с входами задатчика открытия направляющего аппарата п безинерционного усилителя, подключенных своими выходами к входам выявительного органа автоматического регулятора скорости,

к вы.ходу которого присоединен один из входов согласующего сумматора, второй вход которого подключен к выходу управляющего органа гидротурбины, соединенного через усилительный орган с выходом выявительного органа автоматического регулятора скорости, причем выход согласующего сумматора включен через дифференцирующий усилитель на первый вход суммирующего усилителя, ко второму входу которого присоединен выход инерционного преобразующего усилителя, вход которого служит для подключения к гидроагрегату, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности параллельной работы

энергосистем со слабыми связями путем стабилизации динамической характеристики системы автоматического управления активной мощностью гидроэлектростанции, устройство снабжено корректирующим дифференциатором, дифференциатором задаваемой мощности, блоком заиоминания знака производной, блоком формирования команды на отключение, блоком разрещения отключения, блоком запоминания команды на отключение, блоком отключения и двумя нуль-органами, при этом вход корректирующего дифференциатора присоединен к выходу инерционного преобразующего усилителя, а выход включен на

вход первого нуль-органа, присоединенного своим выходом к первому входу блока формирования команды на отключение, и через блок отключения к третьему входу суммирующего усилителя, а также к первому

входу блока разрешения отключения, второй вход которого подключен через блок запоминания знака производной к выходу дифференциатора задаваемой мощности, вход которого соединен с задающим входом суммирующего усилителя, причем второй вход блока формирования команды на отключение присоединен к выходу блока разрешения отключения, а выход подключен ко второму входу блока отключения через блок запоминания команды на отключение, второй вход которого соединен с первым выходом второго нуль-органа, подключенного входом к выходу суммирующего усилителя, а вторым выходом - ко второму входу блока заиоминания знака производной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР , кл. Н 02Р 9/04, 1973.

2.Федоров В. Л. Устройство автоматического управления активной мощностью гидроагрегата с инерционной корректирующей связью но комбинированному сигналу. - Экспресс-информация. Средства и системы управления в энергетике. М., «Информэнерго, 1976, № 6.