Система централизованного автоматического управления электроэнергетической системой Советский патент 1980 года по МПК H02J13/00 

(54) СИСТЕМА ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ Изобретение относится к техническим средствам системной автоматизации автономных электроэнергетических систем(ЭЭС), в частности судовых, состоящих из нескольких элек тростанций, содержащих несколько источников электроэнергии. Изобретение решает задачу автоматизации управления автономной ЭЭС, например судовой ЭЭС. С наибольшим эффектом изобретение может использоваться при создании систем централизованного автоматического управления ЭЭС судов с динамически ми принципами поддержания, для кото рых характерна частая смена режимов Первостепенное значение имеют масс габариты аппаратуры, быстродействие и надежность управления ЭЭС. Известна схема автоматического управления, диагностического и про гнозирующего контроля технического состояния судовой ЭЭС с применением ЭВМ, содержащая устройство представления и регистрации информации о событиях и техническом сос тоянии ЭЭС, устройство обобщенной аварийно-предупредительной сигнали зации, управляющую вычислительную машину, устройство ввода команд. СИСТЕМОЙ устройство дистанционного управления, датчики информации, исполнительные органы, устройство формирования обобщенных сигналов встроенного функционального контроля, локальные системы автоматического регулирования и управления 1 . Известна система централизованного автоматического управления электроэнергетической системой, содержащая пульт управления, комплекс устройств локальной автоматики и управляющее логическое устройство, обеспечивающая автоматический перевод ЭЭС в любое допустимое коммутационное состояние, задаваемое оператором с пульта управления 2 . На основе диагностического анализа текущего состояния ЭЭС оператор с пульта управления при помощи органов управления набирает оптимальный вариант коммутационного состояния, в которое необходимо перевести ЭЭС и включает программное управляющее логическое устройство, которое автоматически проверяет правильно ли оператор набрал состояние и возможно ли такое состояние для ЭЭС на основе запретов, предусмотренных в управляющем логическом устройстве.

При неправильно набранной схеме програ 4ма перестроения коммутационного состояния ЭЭС не выполняется и об этом информируется оператор. Такое построение системы автоматического управления значительно уменьшает влияние ошибок оператора и существенно повышает надежность перестроения коммутационного состояния ЭЭС.

Оператору за пультом управления, снабженным полнодоступным коммутатором, даже в спокойной обстановке представляется затруднительным выбрать из 2 коммутационных состоя|ний оптимальный вариант коммутационJHoro состояния ЭЭС и безошибочно его при помощи полнодоступного коммутатора с первой попыгки. К тому же в случае отказа автоматических выключателей или источников электроэнергии время на обдумывание и повторный набор, естественно, сокращается в целях предупреждения развития аварии, а фактически время пре1бывания ЭЭС в аварийном состоянии увеличивается за счет ошибочных действий оператора и последующих повторных или даже многократных переборов вариантов.

Основным недостатком системы является зависимость надежности и быстродействия системы управления от надежностных и временных характеристик оператора при выполнении нес1втоматизированных операций выбора оптимальных вариантов перестроения ЭЭС $ также от квалификации оператора. Общее количество вариантов перестроения ЭЭС зависит от количества возможных текущих коммутационных состояний и количества коммутационных состояний , в которые возможно перевести ЭЭС.

в общем случае количество вариантов перестроения ЭЭС может быть определено по формуле , где п - количество источников электроэнергии и коммутационных аппаратов в цепи главного тока ЭЭС.

Одной из главных задач построения любой автоматической системы управления ЭЭС является наиболее рациональное разделение функций управления между человеком-операторо и средствами автоматики.

Современные средстваавтоматизации позволяют создать автоматические ЭЭС, работающие без участия оператора в управлении. Однако высокая степень автоматизации приводит к чрезмерному усложнению системы управления, увеличению ее массы и габаритов и, в конечном счете, не исключает возможности отказа система автоматического управления в ответственных режимах.

Если в автоматическое устройство заложить возможность распознавать все состояния ЭЭС и осуществлять ее

автоматическое перестроение, это приводит к чрезмерному усложнению системы управления, а также к ухудшению массогабаритных характеристик и к снижению надежности, что неприемлемо для судов с динамическими принципами поддержания. К тому же опыт эксплуатации и статистииа показывают, что наиболее вероятными состояниями ЭЭС являются состояния, полностью работоспособной ЭЭС и состояния с отказом одного источника электроэнергии или одного коммутационного аппарата.

Вероятность отказа одновременно двух и более источников электроэнергии или коммутационных аппаратов сравнительно мала. Поэтому закладывать в автоматическое управляющее устройство возможности управлени ЭЭС в состояниях с одновременнь1М отказом большого количества элементов ЭЭС нецелесообразно.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система централизованного автоматического управления электроэнергетической системой, содержащая пульт управления, устройства локальной автоматики, управляющее логическое устройство, включающее в себя дешифратор коммутационных состояний и блоки памяти. Кроме того, эта система содержит логическую машину, блоки анализа нормальных и аварийных ситуаций, блоки питания и управления З .

Недостатком указанной системы является ее сложность и недостаточная надежность.

Цель изобретения - повышение надежности электроэнергетической cиcт мы и системы управления.

Указанная цель достигается тем, что в системе централизованного автматического управления электроэнергтической системой, состоящей из нескольких электростанций, содержащей пульт управления, устройства локальной автоматики и управляющее логическое устройство, включающее в себ дешифратор коммутационных состояний и блок памяти, в логическое управляющее устройство введены блок выбора эксплуатационных режимов, входно преобразователь, формирователь сигнала вызова оператора, логический преобразователь, блок временного контроля выполнения команд, причем вход блока выбора эксплуатационных режимов соединен с выходом пульта управления, вход входного преобразователя соединен с выходами блока выбора эксплуатационных режимов, блокс1 допускового контроля параметров электроэнергии и с цепями обратной связи, определяющими коммутацио ное состояние электроэнергетической

системы, а его выход соединен с входом блока памяти.

На чертеже представлена блок-схема системы управления. Система содержит пульт 1 управления, обеспечивающий задание требуемого эксплуатационного режима ЭЭС, адекватного эксплуатационному режиму судна, управляющее логическое устройство 2, обеспечивающее распознавание текущего состояния ЭЭС, автоматическое формирование и выдачу командных сигналов управления в необходимой последовательности для каждого варианта перевода ЭЭС в новое коммутационное состояние, блок 3 выбора эксплуатационных режимов, обеспечивающий формирование сигналов в функции заданого оператором с пульта управления эксплуатационного режима ЭЭС, например количества задействованных источников электроэнергии, обеспечиваю1дих эксплуатационный режим судна, входной преобразователь 4, обеспечивающий формирование обобщенных и унифицированных сигналов О или 1, дешифратор 5 коммутационных состояний, обеспечивающий автоматическое распознавание коммутационных состояний ЭЭС и формирование сигналов о ее текущем состоянии, блок б памяти, обеспечивающий хранение и выдачу информации об отказах.в ЭЭС, формиров.атель 7 сигнала вызова оператора, обеспечивающий формирование сигнала оператору о необходимост перехода на дистанционное управление ЭЭС, логический преобразователь 8, обеспечивающий формирование командны сигналов Б зависимости от текущего коммутационного состояния, заданного эксплуатационного режима, текущих знчений параметров ЭЭС и работоспособности элементов ЭЭС, блок 9 временного контроля исполнения команд, обепечивающий контроль исполнения команд по временнЕЛм уставкам и формирование сигналов об отказах, в цепях системы управления и элементов ЭЭС, устройста 10 локальной автоматики, обеспечивающие автоматическую синхронизацию, распределение нагрузок, отключение источников с аварийными параметрами, устройство 11 допускового контроля параметров электроэнергии, обеспечивающее контроль качества электроэнергии и генерируемой мощности по заданным уставкам, электроэнергетическую систему 12.

Вход блока 3 выбора эксплуатационных режимов соединен с выходом пульта 1 управления. Вход преобразователя 4 соединен с выходами блока 3 выбора эксплуатационных режимов, блока 11 допускового контроля параметро электроэнергии и с цепями обратной связи, определяющими коммутационное состояние электроэнергетической

системы, а его выход соединен с входами дешифратора 5 комт-1утационных состояний, логического преобразователя 8 и входом формирователя 7 сигнала вызова оператора. Вход логического преобразователя 8 соединен с выходами блока 6 памяти и дешифратора 5 коммутационных состояний, а его выход соединен с входами устройств 10 локальной автоматики, блока 9 временного контроля исполнения команд и

0 входом формирователя 7 сигнала вызова оператора. Выход формирователя 7 сигнала вызова оператора соединен с входом пульта 1 управления. Вход блока 9 временного контроля соединен

5 с цепями обратной связи, определяющими состояние электроэнергетической системы, а его выход соединен с входом блока б памяти. Выходы устройств 10 локальной автоматики соединены с

0 электроэнергетической системой 12, выходы которой соединены с входом блока 11 допускового контроля и цепями обратной связи, определякндими коммутационное состояние электро5энергетической системы.

Система работает следующим образом.

По команде оператора из пульта 1 управления сигналы о заданном экс0плуатационном режиме судна поступают на блок 3, который формирует сигналы, определяЕощие эксплуатационный режим ЭЭС (количество работающих источников электроэнергии) и подает их на входной преобразователь

5 4, который преобразует сигналы с блока 3, сигналы обратных связей, определяющих коммутационное состояние и сигналы об отклонениях параметров электроэнергии с блока 11 и

0 выдает нормированные сигналы (логические 1 и О), характеризующие коммутационное состояние ЭЭС на блок 5 и обобщенные сигналы, характеризующие отношение параметров электро5энергии на блоки 7 и 8.

Дешифратор j распознает коммутационное состояние элементов и выдает обобщенный сигнал о текущем коммутационном состоянии ЭЭС на логи0ческий преобразователь 8. Логический преобразователь 8 на основе логических переменных, характеризующих текущее коммутационное состояние отклонения параметров электроэнер5гии и наличие отказов в ЭЭС, формирует командные сигналы на перестроениекоммутационного состояния ЭЭС с изменения числа работающих источников и выдает эти сигналы на устройства 10 локальной автоматики, в блок

0 9 временного контроля исполнения команд и в формирователь сигнала вызова оператора.

Блок 9 осуществляет контроль про5хождения команд по временным устав