1
Изобретение относится к устройствам противоаварийной автоматики энергосистем и может использоваться в составе устройств противоаварийной автоматики для автоматической выработки величины управляющего воздействия этими устройствами с учетом информации о рассматриваемой фиксации предела статической устойчивости по линиям межсистемной «слабой связи в сложной схеме сети цепочечной структуры и доаварийной нормальной и ремонтной схеме сети (например в составе устройства фиксации величины ограничения перетока при динамической или статической перегрузке) и в послеаварийной схеме сети в предположении отключения отдельных линий связи (например в составе устройства фиксации величины ограничения перетока при отключении отдельных линий).
Известен блок фиксации предела статической устойчивости в составе .устройства фиксации динамической перегрузки электропередачи 1. Этот блок фиксации предела статической устойчивости снабжен элементами фиксации активной мощности исходного режима и элементами фиксации угла исходного режима, причем последовательно соединены выходы тех двух элементов фиксации в исходном режиме активной мощности и угла, которые соответствуют определенному пределу статической устойчивости в данной схеме сети. Однако для фиксации динамической перегрузки и преде: ла статической устойчивости в нормальной или ремонтной схеме сети это устройство и этот блок должны быть предварительно настроены с помощью значительного объема предварительно проведенных расчетов устойчивости. Кроме того, указанный блок фиксации предела статической устойчивости не предназначен для фиксации предела статической устойчивости в послеаварийном режиме в предположении отключения отдельных линий связи.
Целью изобретения является создание устройства фиксации (на основании параметров исходного режима) предела статической устойчивости по линиям межсистемной «слабой связи в сложной схеме сети цепочной структуры в доаварийной (нормальной и ремонтной) схеме сети и в послеаварийной схеме сети в предположении отключения отдельных линий связи без выполнения предварительных расчетов устойчивости при практически постоянных модулях напряжения в узлах схемы сети, обеспечиваемых с помощью автоматического регулирования напряжения, или при выполнении определенного объема предварительных расчетов устойчивости при отличающихся модулях напряжения в исходном и предельном по статической устойчивости режимах. Это достигается тем, что известное устройство, содержащее по числу ветвей -и узлов схемы сети элементы фиксации активной мощности исходного режима в сечении каждой ветви (PC.), элементы фиксации угла между напряжениями в узлах-каждой ветви в исходном режиме (S), снабжено элементами фиксации модулей напряжения в узлах каждой ветви (U), элементами фиксации мощности исходного режима в каждой предполагаемой к отключению линии связи (Pf,), вычислительными блоками фиксации реактивного сопротивления каждой ветви (Хд) в доаварийной схеме сети, вычислительными блоками фиксации реактивного сопротивления каждой ветви в послеаварийной схеме сети (Хп) в предположении отключения отдельной линии связи с реактивным сопротивлением (Х/) в составе этой ветви, вычислительными блоками фиксации предельной активной мощности каждой ветви в доаварийной схеме сети, вычислительными блоками фиксации предельной активной мощности каждой ветви в послеаварийной схеме сети в предположении отключения отдельной линии связи в составе этой ветви, вычислительными блоками фиксации перетоков активной мощности и углов в других ветвях, доаварийной схемы сети в предельном по статической устойчивости каждой Данной ветви режиме, вычислительными блоками фиксации перетоков активной мощности и углов в других ветвях послеаварийной схемы сети в предположении отключения отдельной линии связи в составе каждой йетви в предельном по статической устойчниопти этой ветви режиме, причем выходы э.зеиснтов фиксации активной мощности в сечении каждой ветви (Р), фиксации угла мг;кду напряжениями в узлах каждой ветви (8), фиксации модулей напряжения в узлах каждой ветви (U) присоединены к входам вычислительного блока фиксации Р:;активного сопротивления (Хд) каждой в доаварийной схеме сети, выход которого присоединен к входу вычислительного блока фиксации реактивного со1фотивления этой ветви в послеаварийной схеме сети (Xq) в предположении отключения данной линии связи с реактивным сопротивлением (Хд) в составе этой ветви, к входу каждого из которых подключен выход элемента фиксации активной мощности в сечении этой ветви (Рс) и выход элемента фиксации мощности в предполагаемой к отключению данной линии связи (Рд),а выход каждого вычислительного блока фиксации реактивного сопротивления (Хо) каждой ветви в доаварийной схеме сети и выход каждого- вычислительного блока фиксации реактивного сопротивления этой ветви в послеаварийной схеме сети (Х) в предположении отключения данной линии связи в составе этой ветви подключены каждый к входу своего вычислительного блока фиксации предельной мощности той ветви в доаварийной схеме сети и к входу своего вычислительного блока фиксации предельной мощности этой ветви в послеаварийной схеме сети в предположении отключения данной линии связи в составе этой ветви и к входам каждого из этих двух блоков подключены выходы элементов фиксации модулей напряжения в узлах этой ветви, а выходы вычислительных блоков фиксации реактивного сопротивления (Хп) каждой ветви в доаварийной схеме сети и в послеаварийной схеме сети, а также выходы вычислительных блрков ф|1ксации предельной мощности каждой ветви в доаварийной схеме сети и в послеаварийной схеме сети подключены к входам вычислительных блоков фиксации перетоков активной мощности (Рпр.«.зр) и углов (np.o.pj в других ветвях (др.) доаварийной схемы сети в предельном по статической устойчивости каждой ветви (пр,о. 90°, Яю..) режиме и к входам вычислительнь1х олоков фиксации перетоков активной мощности (Гар.п.о. ) и углов (Snp.n.|p.) в других ветвях послеаварийной схемы сети в предположении отключения отдельной линии связи в составе каждой ветви в предельном по статической устойчивости этой (5пв.п90°, Р„, ветви (Snp.n.9U, Hip.n) режиме, к входам которых подключены также выходы соответствующих элементов фиксации модулей напряжения в узлах ветвей (U) и выходы элементов фиксации активной мощности (Р) всех ветвей схемы сети. На фиг. 1 и 2 изображены структурные схемы устройства для фиксации предела статической устойчивости с основными функциональными элементами и блоками применительно для сложной трехмашинной схемы сети цепочечной структуры; на фиг. 3 - параметры одной из ветвей схемы сети для объяснения принципа действия одного из блоков предложенного устройства. На фиг. 1 изображена схема сложной трехмащинной сети цепочечной структуры с реактивными сопротивлениями отправнойузел 1, промежуточной - узел 2 и приемной - узел 3 энергосистемам при постоянных напряжениях на их щинах с двумя линиями 4, 5 в одной ветви между узлами 1, 2 и двумя линиями 6, 7 в другой ветви между узлами 2, 3 применительно для направления перетока от энергосистемы 1 к энергосистемам 2 и 3 в режиме генерации промежуточной энергосистемой избыточной активной мощности Рпром Структурная схема устройства (фиг. 1 и 2) для фиксации предела статической устойчивости в доаварийной схеме указанной сети, а также для фиксации предела статической устойчивости в послеаварийной схеме указанной сети в предположении отключения линии 5 Ёетви между узлами 1, 2 или линии 7 ветви между узлами 2, 3 содержит следующие основные элементы и блоки, сбединенйые между собой телеканалами доаварийной информации: элементы 8, 9 фиксации активной мощности исходного режима в сечении каждой ветви PC,, , Pcij, элементы 10, 11 фиксации угла между напряжениями в узлах каждой ветви в исходном режиме У-1,г - г i элементы 12, 13, 14 фиксации модулей напряжения в узлах каждой ветви U-j, U Uj, элементы 15, 16 фиксации мощности исходного режима в каждой предполагаемой к отключению линии Рду. РЛТ вычислительные блоки 17, 18 фиксации реактивного сопротивления Х каждой ветви в доаварийной схеме сети (на основании выражений для указанной на фиг. 1 сети у . V vStuSj iV, . Ь.1 л, вычислительные блоки 19, 20 фиксации реактивного сопротивления X каждой ветви в послеаварийной схеме сети в предположении отключения отдельной линии 5 или 7 с реактивным сопротивлением Хд5 и Хд. в составе ветви между узлами 1, 2 и 2, 3 (на основании выражений по фиг. 3: Хл; , ni.u5 l.- Рсл.-РА5 ( Рс,. рг: V р.с / г,., Pc...-PM.f РС,,РД, V Рл, V РЛ,7 вычислительные блоки 21, 22 фиксации предельной мощности каждой ветви в доаварийной схеме сети (на основании выражения: Рпоо р Хд,.г VlM - вычислительные блоки 23, 24 фиксации предельной мощности ветви в послеаварийной схеме сети в предположении отключения отдельной линии 5 или 7 в составе этой ветви (на основании выражений: - и, --иг. , г- . а )-x,,,,,)-v,,c.) вычислительные блоки 25, 26 фиксации перетоков активной мощности и углов в других ветвях, доаварийной схемы сети в предельном по статической устойчивости каждой данной ветви режиме (на основании выражений: Ха,лЯРпр.. ц:, Snp.a i-apcsirt при binOnf.i.,i41 Vii.i Pnp . «Р-31. S.p..,,.arc,... -V, Ui при 1Л P|vp.4,.3,i4Pti.i-Pc,,O; Snp.i,i .8г,0-, вычислительные блоки 27, 28 фиксации перетоков активной мощности и углов в других ветвях послеаварийной схемы сети в предположении отключения отдельной линии 5 или 7 в составе каждой ветви в предельном по статической устойчивости этой ветви режиме (на основании выражений: Kg iLPnp,ni,i(S)(Pcz.i-Pei,L)I arcs-La .ni,jcs) при bxnonp.) il 41,1(5) Pnp.ni,ttS)(Pei,,)i Snp.ni Д5) 90, Рпр.гцг(5) I . Х9,.гЧРпр.П,..г(Рс1.г-Рси)1 . Snt..n,,iw ciP«9-tH- JTJJ при &inOnp.n(i)4i Рпр.п,.г(т) Т-пр,,..) -(Pcj,rPc,,i) i Зпр-Пг,эЬ) 0° .W))К входам вычислительных блоков 17 и 18 присоединены выходы элементов 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 соответственно. К входам вычислительных блоков 19 и 20 присоединены выходы своих элементов 8, 9, 15, 16, а также выходы своих блоков 17 и 18. К входам вычислительных блоков 21 и 22, 23 и 24 присоединены выходы соответствующих элементов и блоков: 12, 13, 17 и 13, 14, 18; 12, 13, 19 и 13, 14, 20. К входам основных вычислительных „ ков 25, 26, 27, 28 присоединены выходы соответствуюц1их элементов и блоковТ Г2, 14, 8, 9, 18, 21; 12, 13, 8, 9, 17, 22; 13, 14, 8, 9, 18, 23; 12, 13, 8, 9, 17, 24. На фиг. 2 для основных блоков 25, 26, 27, 28 показаны сплощными линиями основj, аналоговые или дискретные (релейные, позиционные) выходы с информации о предельном по статической устойчивости перетоке активной мощности Р.о, предельном ч. угле Snp,. 90° «слабой ветви в доаварийной схеме сети (блоки 25, 26) и в послеаварийной схеме сети (Рпр-п .п 90° блоки 27, 28) в предположении отключения отдельной линии 5 или 7 в составе «слабой ветви в доаварийной схеме сети (блоки 25, 26) и в послеаварийной схеме сети (Р и 90°; блоки 27, 28) в предположении отключения отдельной линии 5 или 7 в составе «слабой ветви. Основные выходы блоков 25, 26 должны быть использованы путем их присоединения к соответствующим аналоговым или дискретным входам известных устройств фиксации величины ограничения перетока при динамической или статической перегрузке. Указанные устройства вырабатывают управляющее воздействие для сохранения устойчивости с учетом предельного по статической устойчивости перетока активной мощности Pnp.Q. или предельного угла пь., «слабой ветви °в доаварийной нормальной или ремонтной схеме сети. Основные выходы блоков 27, 28 должны быть использованы путем их присоединения к соответствующим аналоговым или дискретным входам известных устройств фиксации величины ограничения перетока при отключении отдельных линий 5 или 7. Указанные устройства вырабатывают управляющее воздействие для сохранения устойчивости с учетом предельного по статической устойчивости перетока активной мощности РП|,,П. в «слабой ветви в послеаварийной схеме сети с отключенной линией 5(7), приводящей к тому, что ветвь между узлами 1, 2, (2,3), в которой отключится линия, станет «слабой. На фиг. 2 для основных блоков 25, 26, 27, 28 показаны пунктирными линиями вспомогательные выходы с информацией о перетоках и углах в других ветвях схемы сети при предельном по статической устойчивости перетоке.в «слабой ветви доаварийной или послеаварийной схемы сети в предпо-. ложении отключения отдельной линии, приводящего к тому, что ветвь, в которой отключится линия, станет «слабой.. Информация вспомогательных выходов и основных выходов (при ее отображении в удобной для визуального наблюдения форме) может испо.яьзоваться для введения режима. Из изложенного следует, что на основных и вспомогательных выходах того блока 25 или 26, который фиксирует «слабую ветвь в доаварийной схеме сети, а также того блока 27 или 28, который фиксирует «слабую ветвь в послеаварийной схеме сети, присутствует информация о значениях активных мощностей и углов в «слабой и другой ветви в предельном по статической устойчивости режиме. Указанные значения предельных активных мощностей углов в «слабой и другой ветви являются координатами одной точки области устойчивости Рпр, j. f(.i) или Snf. f(5npi,i ) что также может быть использовано при ведении режима. Рассматриваемое устройство работает следующим образом. В исходном режиме и формация с выходов элементов 12, 8, 10, 13, 9, 11, 14 подается на входы вычислительных блоков 17 и 18. Появляющиеся на выходах блоков 17 и 18 сигналы с информацией о величине реактивного сопротивления соответственно ветви между узлами 1, 2 и 2,3 подаются в аналоговый или цифровой форме на входы блоков 21 и 22, на входы которых подаются также сигналы с выходов элементов 12, 13 и 13, 14. Появляющиеся на выходах блоков 21 и 22 сигналы с информацией о величине предельной активной мощности при угле 90° соответственно в ветви между узлами 1,1 и 2,3 подаются в аналоговой или цифровой форме на входы блоков 25 и 26. на входы которых подаются также сигналы с выходов блока 18, элементов 13, 14, 8, 9 и блока 17, элементов 12, 13, 8, 9. При зафиксированных в исходном режиме значениях Х,, г.,3 РПРОМ. Ui, Jг, и 3 появляются сигналы на основных (угол §п.а. 90° и предельна по статической устойчивости активная мощности Рпр.о, в «слабой ветви) и вспомогательных (угол и активная мощность в другой ветви) выходах того из блоков 25 или 26, который фиксирует «слабую ветвь в доаварийной схеме сети. При изменении сопротивлений Хо, или (например в ремонтной схеме сети) или изменении величины или направления перетока (Рпрвм PU, , - Рс.г.) или изменении напряжения U-,, U г, з изменяется также информация на основных и вспомогательных выходах одного из блоков 25 или 26, фиксирующего «слабую ветвь в доаварийной схеме сети для зафиксированных в исходном режиме значений Ul, и 2, U: 4l,i ПрОМ) Практически также работает устройство для выдачи информации в основных и вспомогательных выходов блоков 27 или 28 в послеаварийной схеме сети в предположении отключения отдельной линии 5 или 7. Различия (по сравнению с описанным) составляют функционирования вычислительных блоков 19 и 20, фиксирующих реактивное сопротивление ветви между узлами 1,2 и 2,3 в послеаварийной схеме сети в предположении отключения линии 5 в ветви между узлами 1,2 или линии 7 в ветви между узлами 2, 3. При этом на входы блоков 19 и 20 подаются сигналы в аналоговой или цифровой форме с выходов блока 17, элементов 8, 15 и блока 18, элементов 9, 16. Появляющиеся на выходах блоков 19 и 20 сигналы с информацией о величине реактивного сопротивления соответственно ветви между узлами 1, 2 в предположении отключения линии 5 и ветви между узлами 2, 3 в предположении отключения линии 7 подаются в аналоговой или цифровой форме на входы блоков 23 и 24, на входы которых подаются также сигналы с выходов элементов 12, 13 и 13,14. Появляющиеся на выходах блоков 23 и 24 сигналы с информацией о величине предельной активной мощности при угле 5 90° соответственно в ветви между узлами ), 2 в предположении отключения линии 5 и в ветви между узлами 2, 3 в предположении отключения линии 7 подаются в аналоговой или цифровой форме на входы блоков 27 и 28, на выходы которых подаются также сигналы с выходов блока 18, элементов 13, 14, 8, 9 и блока 17, элементов 12, 13, 8, 9. Блоки 27 и 28 функционируют для послеаварийной схемы сети по аналогии с блоками 25 и 26 для доаварийной схемы сети. По предлагаемому принципу может быть выполнено устройство фиксации предела статической устойчивости по линиям межсистемной «слабой связи напряжением 330, 500. 750 кВ в сложной схеме сети цепочной структуры с больщим, чем, две, числом ветвей и, соответственно, больщим, чем три, числом узлов. При принятий в энергосистемах необходимых специальных мер по регулированию и поддерживанию напряжения практически постоянным в узлах схемы в условиях исходного и предельного по устойчивости режимов с помощью предлагаемого устройства можно фиксировать предельные, по статической устойчивости режимы практически без выполнения предварительных расче-. тов устойчивости. При этом для условий напряженных исходных режимов (близких к предельным), в которых наиболее вероятно нарущения устойчивости и наиболее необходимо использование средств противоаварийной автоматики, напряжения в таких режимах не существенно отличаются от предельных по устойчивости режимов даже без применения специальных мер по поддержанию напряжения постоянным. В тех случаях, когда возможно существенное различие напряжений в узлах схемы в условиях исходного (исх.) и предельного (пр.) по устойчивости режимов, требуется некоторый предварительный объем расчетов устойчивости для определения усредненного значения коэффициента снижения напряжения , в узле: Ки Во все блоки, к которым подводится информация о напряжении U -t, U а U з, вводятся такие коэффициенты KH перед напряжением и 2, и 5 исходного режима, фиксируемым элементами 12, .13, 14. Таким образом, предлагаемое устройство обладает определенной адаптацией и позволяет фиксировать предельные по статической устойчивости перетоки активной мощности и углы в сложных схемах сети цепочНОЙ структуры в доаварийной схеме сети и в послеаварийной схеме сети в предположении отключения отдельных линий Связи, что позволяет использовать это устройство как в составе устройств противоаварийной автоматики, так и самостоятельно при ведении режимов. Указанное создает важный положительный эффект, заключающийся в повыщении устойчивости, надежности и живучести энергосистем с щироко распространенными линиями «слабой связи напряжением 330, 500, 750 кВ. Формула изобретения Устройство для фиксации предела статической устойчивости по линиям межсистемной «слабой связи в сложной схеме сети цепочной .структуры, содержащее по числу ветвей и узлов схемы сети элементы фиксации активной мощности исходного режима в сечении каждой ветви, элементы фиксации угла между напряжениями в узлах каждой ветви в исходном режиме, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности и фиксации по параметрам исходного режима предела статической устойчивости в доаварийной и послеаварийной схемах сети с отключенной линией связи, устройство снабжено элементами фиксации модулей напряжения в узлах каждой ветви, элементами фиксации мощности исходного режима в каждой предполагаемой к отключению линии связи, вычислительными блоками фиксации реактивного сопротивления каждой ветви в доаварийной схеме сети, вычислительными блоками фиксации реактивного сопротивления каждой ветви в послеаварийной схеме сети с отключенной линией связи в составе этой ветви, вычислительными блоками фиксации предельной активной мощности каждой ветви в доаварийной схеме сети, вычислительными блоками фиксации предельной активной мощности каждой ветви в послеаварийной схеме сети с отключенной линией связи в составе этой ветви, вычислительными блоками фиксации перетоков активной мощности и углов в других ветвях доаварийной схемы сети в предельном по статической устойчивости каждой данной ветви режиме, вычислительными блоками фиксации . перетоков активной мощности и углов в других ветвях послеаварийной схемы сети с отключенной линией связи в составе каждой ветви в предельном по статической устойчивости этой ветви режиме, причем выходы элементов фиксации активной мощности каждой ветви, фиксации угла, фиксации модулей напряжения присоединены к входам вычислительного блока фиксации реактивного сопротивления каждой ветви в доаварийной схеме сети, выход которого присоединен к входу вычислительного блока фиксации реактивного сопротивления этой ветви в послеаварийной схегле сети с отключенной линией связи в составе этой ветви, к входу каждого из которых подключен выход элемента фиксации активной мощности этой ветви и выход элемента фиксации активной мощности в предполагаемой к отключению линии связи, а выход каждого вычислительного блока фиксации реактивного сопротивления каждой ветви в доаварийной схеме сети и выход каждого вычислительного блока фиксации реактивного сопротивления этой ветви в послеаварийной схеме сети с отклю.ченной линией связи в составе этой ветви подключены каждый к входу своего вычислительного блока фиксации предельной мощности этой ветви в доаварийной схеме сети и к входу своего вычислительного блока фиксации предельной мощности этой ветви в послеаварийной схеме сети с отключенной линией связи в составе этой ветви и к входам каждого из этих двух блоков подключены входы элементов фиксации модулей напряжения в узлах этой ветви, а выходы вычислительных блоков фиксации реактивного сопротивления каждой ветви в доаварийной схеме сети и в послеаварийной схеме сети, а также выходы вычислительных блоков фиксации предельной мощности каждой ветви в доаварийной схеме сети и в послеаварийной схеме сети подключены к входам вычислительных блоков фиксации перетоков активной мощности и углов в других ветвях доаварийной схемы сети в предельном по статической устойчивости каждой данной ветви режиме и к входам вычислительных блоков фиксации перетоков активной мощности и углов в других ветвях послеаварийной схемы сети с отключенной линией связи з составе каждой ветви Б предельном по статической yeтойчивости этой ветви режиме, к входам которых подключены также выходы соответствующих элементов фиксации модулей напряжения и выходы элементов фиксации активной мощности всех ветвей схемы сети.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2363077/24-07, кл. Н 02 J 3/24, Ш76
ffffr Г8 0тг/ fffff /J U 0nf3
А
