Автоматический регулятор частоты и обменной мощности в энергосистемах Советский патент 1980 года по МПК H02J3/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматич;ескому регулированию частоты -и обменной мощности в объединенных энергосистемах. Известны автоматические регуляторы частоты и обменной мощности в энергосистемах, состоящие из сумматора и интегратора. Такие регуляторы при настройке коэффициентов регулирования требуют знания возмущений и нестационарных параметров объекта Llj . , Однако, измерение возмущений и определение параметров объекта в режиме нормального функционирования является практически неразрешимой задачей. Известен также автоматический реЬулятор частоты и обменной мощности в энергосистемах, связанных межсистемнрй связью, содержащий интегратор блок дифференцирования, вход которо го подключен к измерителю отклонени частоты в одной из энергосистем, сум матор, входы которого подключены к измерителям перетока мощности по меж системной связи и отклонения частоты в одной из энергосистем к задатчику требуемого значения перетока мощности и ко входам по (n-l) производной блока дифференцирования, а выход - к вычитающему входу блока сравнения, к суммирующему входу которого подключен выход по п-ой производной отклонения частоты, и исполнительный элемент 2 . Регулирование частоты и обменной мощности осуществляется путем изменения мощности регулирующих станций пропорционально отключению фактического . значения п-ой производной частоты от заданного ее значения,.формируемого в- сумматоре,, на часть входов которого поступают сигналы отклонения частоты и его (п-1) - производная блока дифференцирования. На другуто часть входов сумматора поступает отклонение перетока и интеграл этого отклонения, который формируется в интеграторе. Выходной сигнал сумматора определяет желаемую динамику всей системы в целом согласно заданного дифференциального уравнения. В блок сравнения этого регулятора происходит сравнение сигнала фактического значения п-ой производной части и выходного сигнала сумматора.

С выхода блока сравнения сигнал поступает на вход усилителя. При этом управляющее воздействие, поступающее с выхода усилителя на исполнительное устройство регулирующих станций г,-й энергосистемы, имеет вид:

Ki. R ( Pot - Рл1 ) ,

и

i

In-n

o5{Poi - РЛ;

idt ,& Si ,.. .s ) - s:,

де S,. , S.| , . . . . - отклонение частоты

и его n-производных;

ol л отклонение перетока от заданного значенияJ (о) - уравнение, опреде...,.:.,. ,. - ляющее желаемую .

динамику всей системы в целом , Kj - коэффициент усиления усилителя.

Этот регулятор обеспечивает заданые дингйические свойства всей систеы в целом за счет стабилизации старей производной отклонения частоты соответствии с требуемым ее значенйем. Статическая ошибка поддержания заданного значения старшей производной отклонения частоты пропорциональна 1/(1+К(), т.е.всегда существует, ак как К- нельзя реализовать бесконечно большим, что является надостаткрм данного устройства.

Цель изобретения - повышение экономичности работы энергосистемы путем повышения точности регулирования и уменьшения интенсивности работы регулирующих станций.

Пбс а ВЛённая цель достигается тем, что в регуляторе частоты и обменной ощности энергосистем, связанных межсистемной связью, содержащем йнтегратор, блок. дифс1)еренцирования, вход которого подключен к измерителю отклонения частоты в одной из энергосистем, сумматор, входы которого подключены к измерителям перетока мощности по мёжсистемной связи и отклонения частоты в одной из энергосистем, к задатчику требуемого значения перетока мощности и ко входам по (п-1) производной блока дифференцирования, а выход - к вычитанщему входу блока сравнений, к суммирующему входу которого подключен выход по п-ой производной 6тк лЬнения частоты, и исполнительный элемент, вход генератора подключен к блока сравнения, а выход соедищеа с исполнительным элементом регулятора.

На чертеже представлена блок-схема автоматического регулятора частоты и обмёйной мощности в энёргоббъединении, состоящая из двух энергосистем с;.межсистемной связью.

Объект управления 1 представляет Собой объединение двух энергосистем с межсистемной связью. Регуляторы 2 и 3 включают в себя блоки дифференцирования 4 {40,блока суммирования 5(5), интеграторы б (б) и блоки сравнения 7(7) Входы блоков дифференцирования 4(4) соединены с выходами измерителей отклонения частоты объекта (на чертеже - не показаны), а выходы - с блоками суммирования 5(5) и вычитающим входом блока сравнения 7(7). Суммирующий вход блока сравнения подключен к выходу блока суммирования, а его вы ход соединен с входом интегратора 6(6 ).Выход интегратора соединен с исполнительным элементом,воздействующим на регуляторы турбин регулирующих станций (на чертеже не показаны).

5 Входы сумматора 5(5) подключены к измерителям перетока мощности по межсистемной связи и отклонения частоты в энергосистемах (на чертеже не показаны).

0 На регулятор 2 подают сигналы, пропорциональные отклонению частоты в первой энергосистеме S, перетока Р,, и требуемого значения перетока , а на регулятор 3 - пропорциональные отклонению частоты во второй

энергосистеме S,, перетока Р и заданного значения Р,,., . В регуляторе сигналы, пропорциональные S(S5) подают на блоки дефференцирования 4(4) и на блок суммирования 5(5), на который, кроме этого, поступают сигналы

с блока 4(4), пропорциональные S . . . 3f S,j , Sj . . . s ) и сигналы, пропорциональные (Рла Сигнал с сумматора, пропорциональный

5 требуемому п-ой производной частоты поступает на суммирукиций вход блока; суммирования 1(1}, на вычитающий вход 7(7) подается сигнал текущего значения п-ой производной

0 частоты ( , который берется с блока 4(4) и сигнал разности с блока сравнения 7(7) подают на интегратор б (б ) , с выхода которого управляющий сигнал и(и) поступает на исполнис тельный элемент, воздействующий на регуляторы турбий регулирующих станций энергосистем.

Контур стабилизации п-ой производной, состоящий из энергосистемы, бло,. ков дифференцирования 4(4), блоков

сравнения7(7), интеграторов ,6(6) является астатическим, следовательно статическая ошибка Jloддepжaния требуемого значения старшей производной отклонения частоты -пол костью устраняется. Одновременно обеспечивается астатизм и ртнрсительно заданного значения перётОка, поэтому интегратор, используемый в прототипе при формировании желаемого значения п-ой производной частоты исключительно для обеспечения астатизма по предписанному значению перетока по линии становится лишним.

Включение интегратора на выход блока сравнения фактического значения n-ой производной частоты с задешным ее значением, фор лируемом- в сумматоре 5(5), выгодно отличает предлагае мый автоматический регулятор, так как в этом случае интегратор 6(6) выпол няет несколько функций увеличение точности поддержания желаемого значе ния п-ой производной отклонения частоты/ обеспечение астатизма йо rtpenh писанному значению перетОйа мощности и улучшение помехозащищенности, так как интегрирование сглгикивают сигнал отклонения. Автоматический регулятор, в котором применена новая компановка элементов, позволяет за счет увеличения точности обеспечения жгшаемых динамических свойств в системе повысить предел передаваемой мова1ности по линии связи RjOAHOBpef-ieHHo, За счет улучшения помехозащищенности устранить из- лишнюю интенсивность работы регулирующих станций. Формула изобретения Автоматический регулятор частоты и обменной мощности в энергосистемах связанных межсистемной связью, содержащий интегратор, блок дифференцирования, вход которого-подключен к измернтелю. отклонения частоты в одной из энергосистем, сумматор, входы которого подключены к измерителям перетока мощности по межсистемной связи и отклонения частоты в одной из энергосистем, к задатчику требуемого значения перетока мощности и ко входам по (n-l) производной блока дифференцирования, а ВЫХОД- к вычитающему входу блока сравнения, к суммирхкяце му входу которого подключен выход по п-ой производной отклонения частоты, и исполнительный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности работы энергосистемы путем повышения точности регулирования и уменьшения интенсивности работы регулирующих станций в системе, вход интегратора подключен к выходу блока ср авйения, а выход Соединен с исполнительным элементом регулятора. Источники информации, принятые но внимание при экспертизе 1.Зеккель А.С. и Миллер Л.А. Применение частотного метода для разработки инвариантной системы регулирования активной мощности и частоты. Труды СибНИИЭ, Новосибирск, 1972, вып. 21. 2,Авторское свидетельство СССР № 560291, кл. Н 02 Т 3/06, 1975.