Способ предотвращения нарушения статической устойчивости линии электропередачи Советский патент 1979 года по МПК H02J3/24 

1

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использован для создания безаварийного режима работы Энергообъединений.

Известные способы сохранения статической устойчивости делятся на две группы. К первой группе относятся способы, при осуществлении которых различными путями определяется предельный переток по электропередаче, по величине которого устанавливается уставка для противоаварийной автоматики, В свою очередь эту группу можно разделить на три подгруппы .

Первая подгруппа способов основана на оценке параметров режима электропередачи (перетока, величины .синхронизирующей мощности генераторов и др,) при прямом 1 или косвенном их измерении 2, а также на оценке первых производных по времени перетока и угла по линии электропередачи 3 .

В первой подгруппе способов переток по электропередаче считается предельным, если выполняются заранее заложенные условия на указанные параметры режима электропередачи..

Способы первой подгруппы основаны на упрощенных (практических) критериях статической устойчивости и используют соотношения, полученные на основе пpeдвatэитeльныx расчетов.

Недостатком способов определения предельных перетоков мощности первой подгруппы является то, что их точность зависит от совпадения ис0ходных предпосылок, принимаемых в предварительных расчетах, с текущим состоянием параметров энергосистемы.

Вторая подгруппа способов опреде5ления предельного перетока мощности использует создание искусственных синхронных качаний по испытываемой электропередаче, при которых передаваемая мощность проходит макси-

0 мальное значение 4, а также оценку амплитудного значения мощности по электропередаче в асинхронном режиме 5,

Недостатком второй подгруппы спо5собов является ограниченная точность определения предела, поскольку характеристики элементов энергосистемы и автоматических регулирующих устройств, влияющих на предельно значение перетока при качания и асинхронном ходе отличаются от хара теристик в режиме колебаний, при которых рекомпндуетсяопределить статистическую устойчивость энергоси темы. Третья подгруппа способов опреде ления предельного перетока мощности использует медленное увеличение перетока до предельного значения по статической устойчивости 6.. Недостатком этих способов является высокая вероятность нар5шения статической устойчивости, а также то, что для восстановления устойчиво ти требуется разработка специальных мероприятий, связанных в большинстве случаев со значительной и длительной разгрузкой электропередач, ,Ко второй группе.относятся способы, которыми статическая устойчивост сохраняется действием специальных автоматических устройств, обеспечивающих разгрузку электропередачи в момент достижения предела статическо устойчивости. Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является относящийся ко второй группе способ предотвращения нарушения статической устойчивости путем автоматической разгрузки электростанции в момент достижения фактического предела статической устойчивости линии в зависимости от отклонения перетока от уставки, . ;первой производной перетока мощности и скольжения 7. Недостатком этого способа является то, что он не определяет закона управления активной мощностью электростанции, В связи с чем требую ся специальные решения, так как процесс разгрузки электростанции является определяющим при оценке технической целесообразности мероприятия по повышению устойчивости энергосистем ввиду значительного влияния процесса разгрузки на устойчивость энер гообъединения в целом и на режим работы электропередачи по условиям ее Эффективногоиспользования, . Целью изобретения является повышение, эффективности и надежности работы межсистемных связей. Эта цель достигнута в способе предотвращения нарушения статической устойчивости линии электропередачи путем автоматической разгрузки электростанции в момент достижения фактического предела статической устойчивости линии в зависимости от отклонения перетока от уставки первой производной перетока мощности и скольжения. Новым в способе является то, что измеряют; напряжение на электропереда че, определяют первые-производные скольжения и перетока, формируют сиг ал автоматической разгрузки, пропориональный полученной сумме, при том в случае совпадения отрицательости первых производных перетока и апряжениями отклонения напряжения . т уставки, фиксируют величину переока в момент выполнения указанных словий и формируют уставку перетока, ропорциональную величине зафиксироанного перетока. На фиг,1 приведено устройство ля осуществления предлагаемого спосоа, блок-схема; на фиг,2 (а,б) - схема ереходного процесса при достижении редела статической устойчивости по редлагаемому способу, де Р - характер изменения мощности турбины; - характер изменения электромагнитной мощности генера- , тора, -характер изменения угла ротора генератора, -характер изменения напряжения на электропередаче. Устройство для осуществления заявляемого способа содержит блок 1 формирования уставки, датчик 2, арифметическое устройство 3, связанное с блоком 1 формирования уставки, датчики 4-5 связаны с дифференциаторами б и арифметическим устройством 7, а блок 8 формирования управляющего сигнала связан с ним и системой регулирования скорости турбины 9, Логическое устройство 10 связано с запомин.ающим устройством 11, которое влияет на блок 1 и датчик 2, В блоке формирования уставки задана начальная уставка перетока мощности по электропередаче, измеряют переток по электропередаче датчика 2, обе величины поступают на вход арифметического устройства 3, выходное напряжение которого пропорционально разности двух величин. V3 Ру где Ру - уставка перетока мощности; Р - переток мощности по линии. Измеряют скольжение генератора датчиком 4, напряжение на электропередаче - датчиком 5. В дифференциаторах б определяются первые производные отклонения перетока мощности от . его уставки, скольжения и напряжения. В арифметическом устройстве 7 суммируют отклонение перетока от уставки, скольжение и первые производные скольжения и перетока. Формируют в блоке 8 управляющий сигнал и подгиот его на вход систем регулирования скорости турбин 9, В логическом устройстве 10 фикси руют условие совпадения отрицательных величин первых производных пере тока и напряжения. Фиксируют в запо минающем устройстве И величину пер тока в момент выполнения указанного условия и формируют уставку перето ка в блоке 1, пропорциональную зафиксированному перетоку. Переходный процесс при осуществлении заявляемого способа протекает следующим образом (фиг.2). При нарушении статической устойчивости электропередачи начинается разгрузка трубки станции, определяв мая предложенным законом управления В переходном процессе осуществля ется контроль одновременного выполнения условий . . . ., dt, dt где, ,2 1 5 - заданные постоянные Как показали расчеты, выполнение одновременно условий .ЙЕ./ и - Р dt dt 2 происходит при достижении максимума характеристики мощности. Для повы шения надежности способа выявления предела передаваемой мощности (для отстройки от случайных помех) вводит ся дополнительное условие контроля отклонения напряжения на электропередаче ли Sj,, Контроль совместного выполнения условий: . .2U... позволяет одновременно выявить процесс достижения максимума характерис тики мощности и начало нарушения ста тической устойчивости по снижению напряжения в контролируемой на электропередаче ниже уставки, Выявление максимума характеристик мощности используется в дальнейшем для коррекции уставки перетока. В случае, если происходит снижение предела передаваемой мощности за время разгрузки турбины и уставка оказывается скорректированной неверно, как это имеет место при переходном процессе, показанном на фиг,2 б, происходит вторичное нарушение устойчивости с повторной разгр кой и последующей коррекцией уставки Заявляемый способОбеспечил сохр нение статической устойчивости и загрузку межсистемной электропередачи близкую к ее предельной величине по условиям статической устойчивости, В условиях роста загрузки межсис темных связей задача сохранения ста тической устойчивости становится весьма важной, особенно, если учест что нарушение статической устойчивос по одной из межсистемных связей моует привести к развитию цепочечных аварий, приводящих к нарушению устойчивости работы энергосистемы в целом. Осуществление заявляемого способа сохранения статической устойчивости позволяет повысить надежность работы энергосистем, вследствие введения закона управления аварийной разгрузкой электростанций, обеспечивающего сохранение устойчивости работы энергосистем и предотвращение длительной разгрузки электропередачи, позволяющего избежать отключение потребителей электроэнергии. Формула изобретения Способ предотвращения нарушения статической устойчивости линии электропередачи, путем автоматической разгрузки электростанции в момент достижения фактического предела статической устойчивости линии в зависимости, от отклонения перетока от ус тавки, первой производной перетока мощности и скольжения, отличающийся тем, что, с цельЕО повышения эффективности использования линии электропередачи и устойчивости энергосистем, измеряют напряжение на электропередаче, определяют первые производные напряжения и скольжения, суммируют отклонение перетока от уставки, скольжение и первые производные скольткения и перетока, формнруют сигнал автоматической разгрузки, пропорциональный полученной сумме, при этом B .случае совпадения отрицательности первых производных перетока и напряжения и отклонения напряжения от уставки фиксируют величину перетока в момент выполнения указанных условий и формируют уставку перетока, пропорциональную величине зафиксированного перетока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Жданов Н,С, Устройство электрических йнстем, М,, ГЭИ, 1948, с,101,. 2,Буевич В,В, и др.. Косвенные измерения синхронизирующей мощности для сохранения заданного., запаса статической устойчивости, жур, Элек- ; тричество, № 2, 1972, 3,Бронштейн Р,А, и др,. Блок предотвращения нарушения статической устойчивости и выявления начала асинхронного хода, труды ВЭИ, вып,81, 1972. 4,Портной М,Г, и др. Натурные , испытания - основа определения устойчивости сложных энергосистем, сб, Доклады на II Всесоюзном научно-техническом совещании по.устойчивости и надежности энергосистем СССР,М,, Энергия, 1969, 5,Авторское свидетельство СССР J 2211/5,кл.Н ,1968,6. Портной М.Г. и др. Натурные испытания - основа определения., устойчивости сложных энергосистем , сб.Доклады на П Всесоюзном научнотехническом совещании по устойчивости и надежности энергосистем СССР,Н., Энергия, 1969.

7. Авторское свидетельство СССР № 250264, кл.Н 02 У; 3/24, 1967.

.1

5г:т