Устройство для ограничения перетока активной мощности по межсистемной связи Советский патент 1980 года по МПК H02J3/06 

многократного импульсного управления при требуемых по условиям динамической устойчивост и амплитудах ограничено для современных турбоагрегатов номативами не более 6-8 раз в год. Это обстоятельство полностью исключает использование данного способа сохранения устойчивости МСС в длительных (.15-20 мин) послеаварийных режимах.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для ограничения перетоков активной мощности по межсистемной свзи, которое содержит систему регулирования скорости турбины, блок формирования отклонения угла от заданно уставки и его производных, выход которого по второй производной угла подключен ко входу сумматора. Устройство содержит датчик мощности по электропередаче, корректирующие и интегрирующие звенья в цепях управляющих сигналов 4 .

Недостатки устройства - необходимость выбора компромиссной настройциf использование в качестве основного регулирующего и пускового параметра отклонения от заданного значения величины перетоков по МСС. При наиболее распространенных видах современных МСС, представляющих собой достаточно сложную и разветвленную группу линий электропередач с промежуточными точками отбора и генераций, с изменяющейся от режима к режиму внутренней структурой, весьма затруднительно контролировать состояние МСС и близость к предельно допустимым загрузкам по величине перетока активной мощности. Помимо того, что зачастую невозможно выбрать сечение для непрерывного контроля величины суммарного перетока по МСС, это сечение еще и может изменять как сво место, так и величину заданного значения, характеризующего границу допустимых перетоков.

Цель изобретения - обеспечение инвариантности настройки для различных схемно-режимных и аварийных ситуаций и повьЕиение точности путем снижения избыточности управляющего воздействия.

Указанная цель достигается тем, что устройство для ограничения перетка активной г ощности по межсистемной связи, содержащее систему регулирования скорости турбины, блок формирования отклонения угла от заданной уставки и его производных, выход которого по второй производной угла подключен ко входу сумматора, снабжено датчиком момента турбины, дифференциатором, релейным исполнительным блоком, вторым сумматором, логическим блоком и диодным ограничителем, причем выход по отклонению угла блока формирования отклонения угла от заданной уставки и его.

производных подключен ко второму входу первого сумматора, выход которого через релейный исполнительный блок подключен к первому входу логического блока, выходы по первой и второй производной блока формирования отклонения угла от заданной уставки и его производной подключены к первому и второму входам второго сумматора, выход по отклонению угла блока формирования отклонения угла от заданной уставки и его производных через диодный Ограничитель подключены к третьему входу второго сумматора, к четвертому входу которого через дифференциатор подключен выход датчика момента турбины, причем выход второго сумматора подключен ко второму входу логического блока, выход которого подключен к системе регулирования скорости турбины.

Работа устройства основана на двух различных принципах обеспечения высокого качества переходных процессов при больших возмущениях в начальной стадии аварии и при относительно малых колебаниях в послеаварийном режиме.

Получение первого релейного импульса оптимальной длительности основано на принципе обеспечения наибольшей скорости убывания избыточной энергии относительного движения энергосистемы над заданным положением равновесия. Записав для простейшего вида МСС уравнение движения, представив избыточную энергию системы в виде первого энергетичзского интеграла этого уравнения и определив длительность импульса, обеспечивающего минимальное значение избыточной энергии к моменту времени, характеризуемому полной компенсацией возмущения (с учетом характеристик паipOBOfi турбины) , получим закон формирования релейного импульса в виде

Tp ar,a.(), (1)

где г| - максимальное значение управ ° ляющего импульса, соответствующего максимально возможной скорости отработки задания системой регулирования турбины

Дб - отклонение от уставки взаимного угла между векторами напряжений по концам МСС; б - вторая производная взаимного угла;

LL - частота собственных колебаний линеаризированной системы, вычисленная для заданного (предельного) допустимого послеаварийного режима.

Исследования показали, что полученное весовое соотношение между 5 сигналами лб и 6 , обеспечивая близкую к оптимальной продолжительность релейного импульса, совершенно не удовлетворяет условия успешного демпфирования колебаний в послеаварийном режиме.

Поэтому вторая сумма режимнЕЛХ пар метров, включающая в себя помимо Д8/, cJ, сГ производную момента регули- руемой турбины (гибкая отрицательная обратная связь), вводится в дей.ствие после завершения релейного импульса, весовые соотношения в ней выбираются обычными методами оптимизации настройки в малом. Следует отметить, что -для исключения действия кан|1ла поДбв области безопасных с позиций устойчивости режимов, этот сигнал во второй сумме используется с диодным ограничителем. Таким образом, пропорциональная часть закона управления может быть записана в виде.

,бдсГ4к с/ ЧкХ к м;,

при лсГуО ;(2)

6-0 при .

Запуск управления может быть выполнен по условию превышения абсолютным значением I некоторой заданной величины (зоны нечувствительности), в большинстве случаев пуск может быт осуществлен по изменению знака I .

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 формирования отклонения угла от заданно уставки и его производных, два выхода которого подключены ко входам первого сумматора 2 (релейное управлени выход которого подключен ко входу блока 3 регулируемой зоны нечувствительности,

Кроме того, устройство содержит релейный исполнительный блок 4, диодный ограничитель 5 сигнала, датчик 6 момента турбины, дифференциатор 7, второй сумматор 8 (пропорциональное управление), логический блок 9, систему 10 регулирования скорости турбины.

Три выхода блока 1 подключены

ко входам второго сумматора 8, выходы релейного исполнительного органа и второго сумматора подключены ко входам логического блока 9. Выход датчика 6 момента турбины через дифференциатор 7 подключен ко входу второго сумматора 8. Выход логического блока соединен со входом системы 10 регулирования скорости турбины.

С выхода блока 1 сигнал, пропорциональный отклонению угла от устав ки, и его вторая производная суммируются со своими весовыми коэффициентами первым сумматором 2, и полченная сумма с заданной на блоке 3 зоной нечувствительности (С ) подается на блок 4. На блоке 4 формируется релейный сигнал максимальной глубины с длительностью, определяемой по факту изменения знака I . Сформированный таким образом релейный синал подается на вход логического блока 9.

С выхода блока 1 отклонение угла через диодный ограничитель 5, а также первая и вторая производная подаются на второй сумматор 8.На этот же сумматор подан сигнал с дифференциатора 7, пропорциональный производной момента управляемой турбины, полученного от датчика 6. Сигнал с выхода сумматора 8 подается на логическое устройство

Таким образом, на логическое устройство подаются два управляющих сигнала - релейный с блока 4 и пропорциональный с блока 9. Логическое устройство обеспечивает следующий порядок управления моментом турбины. Управление включается на систему регулирования скорости турбины по факту появления релейного сигнала с блока 4, который проходит на систему регулирования турбины при блокировании сигнала с блока 9, По факту окончания релейного сигнала снимается блокировка и управление момента турбины осуществляется сигналом, сформированным на блоке 9.

При неоднократных аварийных возмущениях релейное управление включается при каждом возмущении, представляющем опасность нарушения устойчивости. Управление осуществляется в аварийных режимах в течение всего диспетчерского времени. Экономический эффект от внедрения устройства может быть оценен по величин ущерба от недоотпуска электроэнергии вызванного избыточностью разгрузки турбоагрегатов.

Таким образом, изобретение позволяет обеспечить сохранение устойчивости по межсистемным связям в авариных режимах с близкой к минимально нобходимой разгрузке управляемых турбоагрегатов.

Формула изобретения

Устройство для ограничения перетока активной мощности по межсистемной связи, содержащее систему регулирования скорости турбины, блок формирования отклонения угла от заданной уставки и его производных, выход которого по второй производной угла подключен ко входу сумматора, отличающееся тем, что, с целью обеспечения инвариантности настройки для различных схемно-режимных и аварийных ситуаций и повьвиения точности путем снижения избыточности управляющего воздействия, устройство снабжено датчиком момента турбиныI дифференциатором, релейным исполнительным блоком, вторым сумматором, логическим блоком и диодным ограничителем, причем выход по отклонению угла блока формирования отклонения угла от заданной устаки и его производных подключен ко второму входу .первого сумматора, выход которого через релейный исполнительный блок подключен к первому входу логического блока, выхоц а по первой и второй производной блока формирования отклонения угла от заданой уставки и его производной подключены к первому и второму входам второго сумматора, выход по отклонению угла блока формирования отклонения угла от заданной уставки

и его производных через диодный ограничитель подключены к третьему входу второго сумматора, к четвертому входу которого через дифференциатор подключен выход датчика момента турбины, причем выход второго сумматора подключен ко второму входу логического блока, выход которого подключен к системе регулирования скороти турбины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельствоСССР 239413, кл. Н 02 J З/Об, 1964.

2.Авторское свидетельство СССР № 433592, кл. Н 02 J 3/24, 1971.

3.Авторское свидетельство СССР № 558351, кл. Н 02 J 3/24, 1975.

4.Авторское свидетельство СССР 498687, кл. Н 02 J 3/06, 1974.