Устройство для астатического регулирования частоты в энергосистеме несколькими электростанциями с распределением мощности между ними Советский патент 1982 года по МПК H02J3/06 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АСТАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ НЕСКОЛЬКИМИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯМИ С РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ МОЩНОСТИ Изобретение относится к энерге-. тике, а именно к системам автоматического регулирования частоты и мощности в энергосистеме. При применении автоматического ре гулирования частоты и мощности в эне госистемах для обеспечения устойчивого распределения мощностей между станциями, участвующими в регулирова нии, необходима статическая настройка этих регуляторов по мощности. Регулирование мощности со статизмом по частоте неприемлемо,так как приводит к отклонению частоты. Поэтому мощности следует регулировать со статизмом по некоторой другой величине. Известны устройства для статического регулирования частоты с распределением мощностей между станциями согласно задания.Одним из таких устройств является устройство регулирования по интегральному откло нению частоты, содержащее блоки форМЕЖДУ НИМИ ования сигналов мгновенного отнения частоты и мощности от задано значения, блок формирования нала отклонения электрического мени и сумматорГ. При использовании этого устройа на каждой станции, участвующей егулировании, регулирование ведетпо критерию f- о, 1 ... iu эТГ о ном HC3M-p; 4 S гif f--f ; , номинальная частота, поддерживаемая в энергосистеме, реальная частота в энергосистеме, номинальная мощность элект-. рической станции, реальная мощность станции, At, - отклонение электрического времени от эталонного, некоторые коэффициенты, uf - отклонение частоты от номинальной. Установившийся режим наступает при uf 0, при этом мощность, установившаяся на станции, определяется -i -As|5.(,, . Откуда видно, что распределение мощ ностей между станциями зависит толь ко от отношения коэффициентов К р и К так как для всех станций д-Ь,одинаНедостатками устройства регулиро НИИ по интегральному отклонению час тоты является то, что отклонение электрического времени в статике не равно нулю, а скорость регулировани ограничена по условиямдинамической устойчивости. Известно также устройство регули рования частоты по методу мнимого статизма, содержащее блоки формирования отклонения частоты и мощности от заданного значения и выходной блок суммирования мгновенных отклонений частоты и мощностиС2. При регулировании с помощью данного устройства осуществляется статическое регулирование, частоты и ре гулирование мощности со статизмом по действительной мощности всех ста ций, участвующих в регулировании. Для чего на диспетчерском пункте осуществляется телеизмерение мощнос ти каждой станции, участвующей в регулировании, а с диспетчерского пункта на каждую станцию по каналам телеизмерения передаетЬя величина, пропорциональная суммарной мощности всех станций, участвующих в регули ровании. С помощью этого устройства регулирование на каждой станции вед ся по критерию Р-йЙР 0 U) ном р суммарная действительна мощность всех станций, участвующих в регулиров нии, коэффициент крутизны характеристики, постоянная величина, ра ная назначаемой доле участия данной регулиру щей станции в группе станций, регулирующих частоту. Для каждой станции коэффициент а выбирается произвольно, но их сумма обязательно должна равняться еденице Sc)- Установившийся режим наступает при , а мощности распределяются между станциями, согласно выбранных коэффициентов а Недостатком устройства мнимого ста тизма является необходимость каналов телеизмерения между всеми станциями, участвующими в регулировании, и центральным диспетчерским пультом, а также то, что, если сумма коэффициентов Q по всем регулирующим станциям не равна 1, а равна 1+ U , то возникает результирующее отклонение частоты uf . SI 0 ном Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для астатического регулирования частоты в энергосистеме несколькими электростанциями с распределением мощности между ними по методу ведущейэлектростанции. Это устройство содержит на всех электростанциях, кроме ведущей, блоки формирования сигнала мгновенного отклонения частоты и мощности от заданного значения и блок суммирования. Ведущая электростанция при этом, содержит блок мгновенного отклонения частоты t3. При регулировании с помощью устройства ведущей станции на каждой из них, кроме одной ведущей, осуществляется астатическое регулирование частоты и регулирование мощности со статизмом по заданной мощности, например по суточному графику мощности. Регулирование на этих станциях ведется по критериюJ-.bEi 0 СБ) где Af - отклонение частоты от номинальной , fg- номинальная частота, поддерживаемая в энергосистеме. 5 действительная мощность станции, заданная мощность станции, номинальная мощность станции, крутизна астатической характеристики регулирования частоты. Одна .станция,- называемая ведущей, ведет астатическое регулирование частоты,компенсируя неточности зада ния мощности на всех остальных стан циях, а также ее внеплановые изменения в энергосистеме. Ведущая стан ция работает по критерию Данное устройство просто по свое му исполнению, но в настоящее время не применяется, так как мощности од ной станции недостаточно для компен сации неточности задания мощности и ее внеплановых изменений в объединенной энергосистеме. Цель изобретения - повышение точ ности поддержания частоты, повышение надежности быстродействия систе мы регулирования частоты. Цель достигается тем, что устрой ство для астатического регулирования частоты в энергосистеме несколь кими электростанциями с распределением мощности между ними в соответствии с заданием, содержащее блок формирования сигнала мгновенного отклонения частоты от заданного зна чения, блок формирования сигнала мг венного отклонения мощности от заданного значения, снабжено блоком формирования знака сигнала и блоком деления для формирования управляющего воздействия, причем выходы блоков мгновенного отклонения частоты и мощности подключены к входам блока формирования знака сигнала, а входы блока деления подключены соответственно к выходам блоков формирования сигнала мгновенного отклонения частоты и формирования знака сигнала. Регулирование при этом способе ведется по критерию tft) 1-KflP Л uPsP-Pj-, где Pa мощность станции по заданно Р - действительная мощность станции, flf - мгновенное отклонение частоты, ДР - мгновенное отклонение мощности, К - коэффициент пропорциональности. При этом регулирующее воздействие на изменение мощности станции выполняется таким образом, что при мгновенном отклонении частоты, равном нулю, оно равно нулю, при мгновенном отклонении мощности, равном нулю, оно пропорционально мгновенному отклонению НИИ мощности, равном нулю, оно пропорционально мгновенному отклонению частоты, а при отличии от нуля мгновенных отклонений частоты и мощности регулирующее воздействие равно частному от деления мгновенного отклонения частоты на коэффициент, который всегда положителен, величина которого больше единицы при разных знаках мгновенных отклонений частоты и мощности и возрастает с возрастанием абсолютного значения дР, меньше единицы при совпадении знаков мгновенных отклонений частоты и мощности и убывает с убыванием абсолютного значе ниядР. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Схема содержит блок 1 формирования сигнала мгновенного отклонения частоты, на один вход которого подается сигнал действующего значения частоты, на другой - заданная уставка по частоте, причем формирование сигнала мгновенного отклонения частоты if осуществляется путем сравнения действующего значения частоты f с постоянной величиной заданной уставкой f , т.е. , блок 2 формирования си(- нала мгновенного отклонения мощности лР, на первый вход которого попадается сигнал действующего значения мощности станции, на второй задание станции по мощности, причем формирование сигнала мгновенного отклонения мощности осуществляется путем сравнения действующего значения мощности с заданием станции по мощности, т.е. . ДР-P-PS блок 3 формирования знака сигнала. На вход этого блока подаются: выходной сигнал с блока 1 (д)и выходной сигнал с блока 2 (йР) . В блоке 3 осуществляется сравнение знаков сигналов д и йР , причем на выходе этого блока мы получаем сигнал равный по абсолютному значению величине Р, знак сигнала положительный, если знаки Л и ЛР одинаковы, отрицательный, если знаки Д и Д Р разные. На выходе этого блока получаем сигнал д PStcjDuf Кроме того, схема включает блок 4 деления сигнала мгновенного отклонения частоты на коэффициент 1 -КДPs C5n Л . Входными сигналами д блока являются сигнал л (выходной сигнал блока 1 ) и сигнал dPsicgn f (выходной сигнал блока 3) На выходе этого блока мы получим сигнал регулирующего воздействия равный дА T-KdPsicjriuf Величина мгновенного отклонения астоты для всех станций одинакова, поэтому соотношение регулирующих воздействий на изменение мощности на станциях, участвующих в регулирование, определяется как видно из критерия регулировании (8) коэффициентом1-КйРз1сипл завися1Дим от ДР Величина регулирующего воздействия на изменение мощности на станции .определяет скорость регулирования. Так как регулирование осуществляется несколькими станциями одновре менно и прекращается при uf О, то скорость регулирования определяет распределение мощностей между станци ями в процессе регулирования. Поэтому при регулировании в сторону увеличения дР скорость уменьшается, а при регулировании в сторону уменьшения и Р - увеличивается относительно скорости регулирования при лР О, мощности между стан циями распределяются в соответствии с заданием. По своим входным параметрам предлагаемое устройство аналогично известному устройству ведущей станции, но в отличие от этого устройства не требует выделения ведущей станции, так как на всех станциях поддерживается независимо от отклонений мощности станции от заданной частота по заданию, а при использовании устройс ва ведущей станции все станции, кроме ведущей, поддерживают заданную частоту с ошибкой, пропорциональной 73 отклонению мощности данной станции от заданной. Предлагаемое устройство применимо при любой мощности энергосистемы. Скорость регулирования при предлагаемом устройстве выше, так как регулирование частоты до величины отклонения, равной нулю, ведется всеми станциями, участвующими в регулировании, одновременно, а при использовании устройства ведущей станции малые отклонения частоты устраняются регулированием только ведущей станции. При централизованных ) мощности, когда задания по мощности на каждую станцию передаются с центрального диспетчерского пункта, предлагаемое устройство по результатам регулирования аналогично устройству мнимых мощностей, но требует в два раза меньше каналов телемеханики, так как требуется только передача задания по мощности,на каждую регулирующую станцию, но не требуется передача реальной мощности каждой регулирующей станции на диспетчерский пункт. При этом предлагаемое, устройство не имеет погрешности по частоте, обусловленное погрешностями задания мощности как способ мнимых мощностей. По сравнению с устройством регулирования по интегральному отклонению частоты предлагаемое устройство имеет преимущество за счет больших скоростей регулирования. Чем выше скорость регулирования, тем меньше величина интеграла среднеквадратичного отклонения частоты, по которому определяется ущерб от отклонения частоты. Следовательно, предлагаемое устройство является более экономичным по сравнению с применяемыми устройствами. Кроме того, практическое осуществление предлагаемого устройства не представляет затруднений. Схема может быть выполнена на серийно выпускаемых элементах. Формула изобретения Устройство для астатического регулирования частоты в энергосистеме несколькими электростанциями с распределением мощности между ними, б соответствии с заданием, содержащее блок формирования сигнала 93 мгновенного отклонения частоты от заданного значения, блок формирования сигнала мгновенного отклонения мощности от заданного зна чения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности поддержания частоты, надежности и быстродействия, устройство снабжено блоком формирования знака си1- нала и блоком деления для формирования управляющего воздействия, причем выходы блоков мгновенного откло- ения частоты и мощности подключе10ны к входам блока формирования зна ка сигнала, а входы блока деления подключены соответственно к выходам блоков формирования сигнала мгновенного отклонения частоты и формирования знака сигнала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Дроздов А.Д. и др. Автоматизация энергетических систем. М., Энергия, 1977, с. 108. 2.Там же, с. 106. 3.Там же, с. 106.