Изобретение относится к автоматическому управлению протяженной линией электропередачи постоянного тока высокого напр5 жения.
Известен способ управления электропередачей постоянного юка (ППТ), который состоит в том, что одну из преобразовательных подстанций регулируют на постоянство напряжения, а другую - на постоянство тока. Управление перетоком мощности при этом способе осуществляется без телесвязи подстанций, путем изменения уставки тока подстанции, регулирующей ток. -Нормальная работа передачи может протекать только при относительно больших углах включения вентилей преобразователей подстанций, в противном случае эксплуатационные изменения напряжений в примыкающих системах приводят к нестабильности режима по перетоку мощности. Работа с большими углами включения приводит к недоиспользованию оборудования, увеличению потерь,требует дополнительной мощности компенсирующих устройств. Кроме того, короткие за1«ь1кания в системе переменного тока подстанции, регулирующей
ток, сопровождаются резким изменением выпрямленного тока передачи
11 .
Известен другой способ управления ППТ, такжге не требующий для управления перетоком мощности наличия телесвязи между подстанциями, состоящий в том, что одну из подстанций регулируют на постоянство тока,
10 а вторую - на поддержание экстремального значения контролируемой величины, например, модности,формуемой по параметрам режима на этой же подстанции, причем поддержание
15 экстремального значения контролируемой вепичины осуществляют путем изменения уставки регулятора тока подстанции, регулируемой на поддержание экстремума, для чего исполь20зуется устройство, содержащее блоки стабилизации и формирователи контролируемой величины 2.
Способ обеспечивает режим работы передачи с заданным током при на25ивысшем возможном напряжении линии в условиях работы подстанций с минимальными углами включения, а также обеспечивает удержание тока ПИТ, при коротких закеаканиях в при30
мыкающих системах и пригоден как для биполярных, так и для униполярных ППТ. Реализация данного способа предполагает установку на одной из подстанций экстремального регулятора, работающего по принципу поисковой обратной связи, сложного в исполнении и уступающего в быстродействии системам управления по отклонению .
Цель изобретения - упрощение системы управления и повьпиение ее быстродействия .
Цель достигается тем, что при осуществлении способа управления биполярной электропередачи постоянного тока, содержащей выпрямительную и инверторную подстанции, путем регулирования полуцепей одной преобразовательной подстанции на поддержание тока в соответствии с заданной уставкой и воздействием на углы включения вентилей второй преобразовательной подстанции посредством сигнала контролируемых величин, полученного путем измерения режимных параметров полуцепей указанной подстанции и поддержания экстремального значения последних, указанные сигналы контролируемых величин полуцепей второй подстанции сравнивают между собой и полученным сигналом рассогласования осуществляют воздействие на углы включения вентилей, при этом на одной из подстанций поддерживают постоянное смещение уставок регуляторов соответствующих полуцепей.
Для реализации указанного способа устройство, содержащее регуляторы тока, установленные на выпрямительной подстанции, формирователи контролируемых величин с регулятором экстремального их значения и блоки стабилизации тока, выходы которых подсоединены к дискриминаторам знака управляющего воздействия установленные в полуцепях второй подстанции, снабжено сумматором, ко входам которого подсоединены выходы формирователей контролируемой величины, выход которого через усилитель подсоединен к одному из входов блоков стабилизации, второй вход каждого нз которых предназначен для, введения, значения измеренного тока полуцепи, а третьи входы блоков стабилизации предназначены для введения сигналов смещения уставок, причем эти сигналы для блоков стабилизации различных полуцепей противоположны по знаку, а выходы дискриминаторов знака управляющего воздействия соединены со входами формирователей контролируемых величин соответствующих полуцепей.
На фиг,1 приведены внешние харатеристики полуцепей выпрямительной и инверторной подстанций и соответствующие им зависимости контролируемых величин от уставок тока;на фиг. 2 - пример устройства, реализующего способ.
Способ по изобретению предполагает, что обе полуцепи подстанций работают с одинаковыми уставками тока. Это условие в нормальных режимах выпол-няется на всех действующих биполярных передачах и связано с требованием охраны окружающей среды и подземных коммутаций от вредного воздействия больших земляных токов.
Заданное значение тока поддерживается на выпрямительной подстанции, а экстремальное значение контролируемой величины - на инверторной подстанции (фиг. 1). Ломанной линией i изображены внешние характеристики полуцепей выпрямительной подстанции, приведенные к зажимам постоянного тока инвертора (
и.
при некотором значении уставНапряжеки тока выпрямителя - 1. ,„
О ния и токи по осям отложены в отнрS сительных едини1дах, за базисные
величины приняты параметры номинального режима выпрямителя Уцо Тацо Внешние характеристики полуцепей выпрямителя на графике совмещены и идентичны, что обуславливается присоединением полу11епей к общим шинам переменного тока; идентичностью образования полуцепей, в том числе систем управления; идентичностью уставок тока и минимальных углов включения полуцепей; равенством сопротивлений полюсов линии.
Пунктирными ломаными линиями 2 показаны внешние характеристики полуцепей инвертора ) при трех фиксированных значениях уставок тока инвертора уиг УИЬХарактеристики обеих полуцепей инвертора совмещены, как и в случае с выпрямителем.
Цифрой 3 на фиг. 1 обозначены линии равных значений контролируемой величины, формируемой в каждой лолуцепи по параметрам режима инверторной подстанции. В примере, в качестве контролируемой величины полуцепи взята величина
(1)
Ф1,.я
U,
где bf соответственно напряжение и ток полюса инвертора.
Значения Ф приводятся на графике возле соответствующей линии Ф-c-oritt Пунктирной ломаной линией 4 показаны статические зависимости контролируемых величин полуцепей (1) в функции уставки тока инвертора
( I
Для принятых соотношений
VU
55 продольных напряжений преобразовательных подстанций зависимости носят экстремальный характер. Максимум Ф соответствует уставке инвертора которой рабочая точка (точка пересечения характеристик подстанций) приходится на точку излома характеристик полуцепей выпрямителя.
Произведем смещение внешних характеристикг полуцепей инвертора, установив, например, следующее соотношение между уставками тока полуцепей инвертора:
1Чи-Чи Ч
(2)
где ij - уставка тока первой полу „ цепи ;
VU уставка тока второй полуцепи;I.., - уставка тока инвертора
т Ц
- некоторая постоянная величина, определяемая соотношением l yV7dI 0.
Если обе подстанции присоединены к шинам бесконечной мощности, и сопротивление связи между полуцепями при использовании земли в качестве обратного провода пренебрежимо мало, можно утверждать, что полуцепи по режиму полностью изолированы и вид внаиних характеристик полуцепей не зависит от процедуры их измерения. Тогда в результате производственного смещения (2) внешние характеристики инвертора для значения I -lyuC/ имеют вид,, показанный ломаными тиниями 5, 6, где 5 - характеристика первой, а 6 второй пол у цепи инвертора. Если теперь снять зависимости контролируемых величин полуцепей Ф и Ф от устаки тока инвертора 1 ,сохраняя на выпрямителе равенство Iyg, t то они изображаются соответственно ломаными линиями 7,8, подобными, ломаной 4, и смещенными относительно последней на величину Aly .
Наличие одновременно двух экстремальных зависимостей ФС ) и Ч ( ) позволяет организовать дифференциальное экстремальное управление инвертором по разности контролируемых величинуполуцепей
йф (3)
Знак разности (3) Однозначно указывает на местоположение экстремального значения Ф . В предложенном :примере при лФ « О уставку увеличивать, при уменьшить. Точкой равновесия системы при таком управлении становится точка пересечения экстремальных зависимостей О , где ЛФ-О. Соответствующие точке О рабочие точки на внешних характеристиках полуцепей буцут: а - для первой полуцепи, в для второй полуцепи. Точки айв лежат на одной и той же линии равного значения контролируемых вели ин палуцепей - %, определяемой с проекцией точки О на ось ордийат. Координата точки О ,по оси абсцисс 1уц близка к оптимальному эначанию уставки тока полуцепи инвертора , Таким образом, управление по отклонению обеспечивает
0
выход системы в окрестность экстремального значения контролируемой величины и установление режима ППТ с токами полуцепей, близкими к заданному на выпрямителе, учитывая ма лость дГу , максимальным напряжением одной полуцепи и несколько пониженным - другой. Величина понижения напряжения полуцепи может регулироваться введением весовых коэффициентов суммирования в выражение (1), изменяющих наклон линий равных значений контролируемой величины ср , ВеличинаФ должна приниматься возможно меньшей, но такой, чтобы гарантировать правильную работу системы управления в условиях неидеальной тождественности характеристик полуцепей выпрямителя. Аналогичное управление может быть осуществлено
Q если произвести смещение внешних
характеристик полуцепей выпрямителя а на инверторе составить
т -i 1
Чи NU
5 Смещение на выпрямителе достигается, например, такими соотношения. ми уставок.
(4)
f v mm°)w;rv ,m( Р
где l - уставка тока первой
полуцепи выпрямителя; Ц„ - уставка тока второй
полуцепи выпрямителя;
1ч.п уставка тока выпрямитеР
ля;
Л1ча - постоянная величина; 1 VP , - уставка минимального
титшп
угла включения первой „ полуцепи; .min уставка минимального угла включения второй полуцепи;
VBmin минимально допустимый угол включения вентилей выпрямителя; йс.у0 - постоянная положительная величина добавки, лремальноё управление по. предлагаемому способу может быть
осуществлено на выпрямительной подстанции, если управление током ППТ производится со стороны Инвертора, при этом на выпрямителе необходимо взять соответствующую контролируемую величину.
Устройство содержит формировател 1 контролируемой величины в первой полуцепи и формирователь 2 контролируемой ве г1ичины во второй полуцепи, сумматор 3, на котором производится вычитание выходных сигналов формирователей контролируемых величин, устройство 4 уси.пения, выра..батывающее уставку тока подстанции, подключенное своим входом к выходу сумматора 3, блок 5 стабилизации тока в первой полуцепи и блок 6 стабилизации тока во второй полуцепи, вход уставки блоков соединен с выходом формирователя уставки тока подстанции 4, а вход тока - с входом тока соответствующего формцрователя контролируемой величины, дискриминаторы 7 знака управляющего воздействия в первой полуцепи и дискриминатор 8 знака управляющего воздействия во второй полуцепи, своим входом связанные с выходом соответствующего блока стабилизации тока, а выходами - с входами формирователей контролируемой величины этой же полуцепи и со входом системы фазового управления уг-лом рклычения полуцепи.
Структурная схема устройства конкретизирована и предусматривает установку устройства на инверторе (фиг. 2). При этом предполагается, что на выпрямителе в каждой полуцепи установлены автономные регуляторы тока, которым задается едданая уставка,
Данное устройство воздействует на уставки углов касания или углов опережения зажигания полуцепей таким образом, что, когда выходное воздействие устройства на полуцепь равно кулю, уставка угла этой полуцепи равна минимально допустимой - PvnAm э когда не равно нулю, то уставка больше, чем минимально допустимая, то есть устройство вырабатывает положительные добавки угла до или Afiv на полуцепи инвертора.
Регулятор работает следующим образом.
На входы сумматоров 1 и 2 , являющихся формирователями контролируемых величин полуцепей, и на один из входов блоков 5 и 6 стабилизации тока полуцепей поступает сигнал тока соответствующей полуцепи инвертора Ijy и 1,ц .
Наиболее быстродействующей часть регулятора, являются блоки стабилиsatyiH тока, где сигнал тока полуцепи инвертора сравнивается с устав.ой 1у„, формируемой на выходе усилителя 4 и в зависимости от знака рассогласования появляется сигнал на одном из выходов соответствующего, усилителя-дискриминатора знака 7, 8.
Формирователи 1, 2 контролируемых величин представляют собой сумматоры, на входы которых помимо сигналов токов полуцепей 1 ° ступсиощнх с коэффициентом суммирования К, поступают сигналы с выходом дискриминаторов 7, 8 знака управляющего воздействия этой же полуцепи с коэффициентами К,, (с отрицательного выхода дискриминатора) и К. (с положительного выхода дискpHt« HaTOpa) . При соответствующем выборе коэффициентов суммирования К, Kj, К- статический максимум выходного сигнала формирователя имеет место тогда, когда раСочвя точка на внешних характеристиках полуцепи подстанций совпадает с точкой излома либо характеристики выпрямителя, как в фиг. 1, либо характерис5 тнки инвертора, когда горизонтальный
участок последней лежит
ниже горизонтального участка характеристики выпрямителя.
В элементы сравнения блоков 5 и 6 стабилизации тоКа введены равные по величине, но противоположные по знаку сигналы &1ч.у 0. В блок 5 стабилизации тока первой полуцепи dfy введен с положительным знаком а в блок 6 второй полуцепи - с отрицательным. Принятое смещение обеспечивает положительный знак разности контролируемых величин на выходе сумматора 3 в режимах, когда рабочие точки полуцепей лежат на
горизонтальных
участках характеристик полуцепей выпрямителя,где выполняется
(6)
lUll..v.
и -tu ч и когда рабочие точки лежат на горизонтальных участках характеристик полуцепей инвертера, где выполняется
il.
(7)
J.
и отрш ательный знак разности, когда рабочие точки характеристик полуцепей подстанций лежат одновременно на вертикальных участках характеристик инвертора и выпрямителя, где выполняется
1 (8)
vNf и NU
Полученное рассогласование усили вается усилителем 4 и подается на входные сумматоры блоков стабилизации токов полуцепей в капестве уставки. Закон работы устройства 4 может быт.ч интегральным
рТ (9)
или другим, обеспечивающим необходимую точность управления.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает экстремальное управление режимом подстанции по отклонению, благодаря чему регулирующее устройство не содержит автоматического оптимизатора и потому значительно проще в исполнении,, деЭкономический эффектв народном хозяйстве будет получен преимущественно эа счет исключения телеканала управления, стоимость которого несоизмеримо превышает стоимость экстремального регулятора.
Формула изобретения
1. Способ управления биполярной электропередачей постоянного тока, содержащей выпрямительную и инверторную подстанции, путем регулирования полуцепей одной преобразовательной подстанции на поддержание тока в соответствии с заданной уставкой и воздействием на углы включения вентилей второй преобразовательной подстанции посредством сигнала, полученного путем измерения режимных параметров полуцепей указанной подстанции и поддержанкя экстремального значения последних отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия, указанные сигналы контролируемых величин полуцепей второй подстанции сравнивают между собой и полученным сигналом рассогпасования осуществляют воздействие на углы включения вентилей, при этом на одной из подстанций поддерживают постоянное смещение уставок регуляторов соответствую цих полуцепей .
2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее регуляторы тока, установленные на одной из подстанций, формирователи контролируемых величин с регулятором
0 экстремального их значения, и блоки стабилизации тока, выходы которых подсоединены к дискриминаторам знака управляющего воздействия,установленные в полуцепях второй под5станции, отличающееся, тем, что оно снабжено сумматором, ко входам которого подсоединены вы, ходы формирователей контролируемой величины, выход которого через усилитель подсоединен к одному из вхо0дов блоков стабилизации,,второй вход каждого из которых предназнаkieH для введения значения измеренного тока полуцепи, а третьи входы блоков стабилизации предназначены
5 для. введения сигналов смещения уставок, (Причем эти сигналы для блоков стабилизации различных полуцепей противоположны по энаку, а выходы дискриминаторов знака управляющего
0 воздействия соединены со входами формирователей контролируемых величин соответствующих полуцепей.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Акцептованная заявка Японии № 35734/72, кл. 56 С 2, 1972.
2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2143728/24-07,
кл. Н 02 Р 13/18, 1975. (,2 f,5 tf 0 i6 (,, 19 2,0 2,1 ол 0,5 qe о/ ц (г 03 1p i,i 2,e 0 12 t5
,KJ
-il,
Фи-г, 2
