1
Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике, идентификации (оценивания) параметров объединенных энергосистем (ОЭС).
Знание амплитудно-частотной характеристики энергосистем требуется в задачах оптимального регулирования частоты и в задачах регулирования и ограничения перетоков мощности по межсистемным линиям электропередач (ЛЭП). Амплитудно-частотная характерно- JQ тика (АЧХ) энергосистемы Н(ил)применяется в задачах оценки состояния энергосистем, устройствах прогноз1фования и ряде других.
В настоящее время АЧХ энергосистем (а 5 также ОЭС) определяется крайне редко, вследствие сложности необходимых для этого системных испытаний. Для получения оценки АЧХ к энергосистеме прикладывают возмущение мощности ДР и по переходному процессу20
отклонения частоты Af(t) определяют с помощью преобразования Фурье вид АЧХ. Для йолучения приемлемой точности оценки АЧХ Н (uj) возмртение должно быть достаточно
большим, что может привести к аварийной ситуации.
Известны способы и построенные на их основе устройства для оценивания H(uj){1J и {2.
Недостатком этих устройств является их сложность и невысокая точность оценивания Н (uj). Сложность указанных устройств оценивания Н (из) вызвана необходимостью оценивать спектральные характеристики таких режимных параметров, как перетоки мошносги и частота. Оценку этих характеристик необходимо находить на сравнительно небольших (JO-20 мин) интервалах времени и это обстоятельство предопределяет невысокую точность рассматриваемых методов и устройств.
Наиболее близким к преяпага&лому является устройство для определения, коэффициен- тов статизма (коэффициента крутизны статической частотной характеристики) энергосистем, содержащее две ветви, каждая из которых состоит из последовательно соединенных измерителя частоты или перетока мощности, узкополосного фильтра, выпрямителя, сглаживающего фильтра, выходы сглаживающих фильт3961ров каждой ветви подключены к входам делителя, выход которого подсоединен к первым входам умножителей, а вторые входы умножителей подключены к регистрам памяти (3. Недостатком известного устройства является ограниченность его функциональных возможностей. Устройство способно определить значение АЧХ энергосистем, связанных межсистемной линией электропередачи только на нулевой частоте, т. е. (0). Устройство предназначено для идентификации подобных энергосистем, т. е. энергосистем, для которых справедливо соотношение Р, Н, (Ч , И) 1 H- ш) где Р и РО - нагрузка первой и второй энерг систем соответственно. Цель изобретения - расширение функционал ных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство содерясащее две ветви, каждая из которых состоит из последовательно соединенны измерителя частоты или перетока мощности, узкополосного фильтра, выпрямителя, сглаживающего фильтра, выходы сглаживающих фильтро каждой ветви подключены ко входам делителя, выход которого подсоединен к первым входам умножителей,, на вторые входы которых подключены регистры памяти, дополиительио введены блок настройки узкополосных фильтро коммутатор и дополнительный блок регистров памяти, а узкополосные фильтры выполнены управляемыми причем управляющий выход ком мутатора подключен к управляемому входу блока настройки, два выхода которого соединены с управляемыми входами узкополосных фильтров а выходы умножителей подключены ко входам коммутатора, выход которого соединен с дополнительным блоком регистров памяти. На чертеже изображена блок -схема устройства. Устройство содержит измеритель межсистемного перетока мощности 1 и измеритель частоты 2, последовательно соединенные соответственно с узкополосными фильтрами 3 и 4, выходы которых подключены к выпрямителям 5 и 6, которые в свою очередь подключены к входам сглаживающих фильтров 7 и 8. Выходы сглаживающих фильтров 7 и 8 соединены с входами делителя 9, выход которого подклю чен к входам умножителей 10-и 11, на вторые входы которых подсоединены соответственно регистры памяти 12 и 13. Выходы блока 14 настройки подключены к управляющим входам узкополосных фильтров 3 и 4, а управляемый вход блока 14 настройки соединен с управляющим выходом коммутатора 15, два входа которого подключены к выходам умножителей 10 и 11. Выход коммутатора 15 соединен с входом блока 16 регистров памяти. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Сигналы с выхода измерителя перетока мощности 1 и частоты 2 поступают на входы полосовых узкополосных фильтров 3 и 4, которые настраиваются блоком 14 настройки узкополосных фильтров последовательно на требуемые частоты (на которых производится оценка частотной характеристики). Управляющие сигналы для блока 14 настройки узкополосных фильтров поступают от коммутатора 15 по мере перехода с одной частоты на другую. Интенсивность (дисперсия) колебаний перетока мощности и частоты j (t) на выходе узкополосных фильтров 3 и 4 пропорциональна энергетическому спектру (спектральной плотности мощности) указанных режимных параметров на истоте настройки узкополосных фильтров. 3 и 4. Необходимый для оценки частотной характеристики Н (OJ) квадратный корень из отношения спектральной плотности частоты Ф f (оо) и перетока мощности Фр(ии) можно заменить на отношение сглаженных модулей случайных колебаний частоты и перетока мощности в узкой полосе частот вокруг частоты ио. Выпрямители 5 и 6 выпрямляют (т. е. находят модуль) случайные колебания перетока мощности и частоты в узкой полосе частот. С выходов сглаживающих фильтров 7 и 8 на входы делителя 9 поступают сигналы, пропорциУФ М W (ш). опальные у у р причем с одним и тем же коэффициентом пропорциональности. Таким образом, в делителе 9 получается отношение / уч)() которое умножается в умножителях 10 и 11 на коэффициенты пропорциональносТи, хранящиеся в регистрах памяти 12 и 13 и равные соответственно / i и ifР / Rj для первой и второй энергосистем. Получеиные оценки значений частотной характеристики И (uij) и И .j ( CA)Q) посылаются коммутатором 15 в соответствующие частоте UJQ ячейки памяти блока 15 регистров памяти. После окончания всего цикла оценки Н(Шо) и И., (и) на частоте 1ц,, коммутатор 15 дает сигнал блоку 14 настройки узкополосных фильтров на переход к работе с другой частотой WJ-,. При этом узкополосные фильтры 3 и 4 перестраиваются г, на частоту ии,, и весь цикл обработки сигналов частоты и перетока мощности повторяется. Таким образом, находится оценка H.,(u)) и Hn(u)) для всего исследуемого диапазона частот. 596 Дадим обоснование предлагаемого устройства для определения АЧХ энергосистем.,.связанных межсистемной линией электропередачи. Будем рассматривать объединение энергосистем работающих без вторичного-регулятора частоты и без регулятора перетока мощности. Если Н (Р) и На (Р) г передаточные функции 1-й и 2-й энергосистем; Lg) и Ц2 -преобразование Лапласа колебаний небаланса мощности и 7. соответственно; Lp(P), L(P) преобразования Лапласа колебаний межсистемного перетока мощности и частоты, а колебан частоты для обеих энергосистем одинаковы, то можно записать ц, (Р) Н, (Р) Lf(P) + Lp(P) 42 (Р) Нз(Р) Ц(Р) - Lp(PV Предполагая некоррелированность случайных колебаний небаланса мощности в рассматрив емых энергосистемах, из (2) получим Н нГФгСш) + О, ( где ф (ш)- энергетический спектр колебаний частоты; Ф (uj) - энергетический спектр колебаний перетока мощности; Pf - взаимный энергетический спектр колебаний перетока и частоты. Используя соотношения (1) и (3) имеем т|н -(и;}рф()4НЛи))Ф w)-тН(|р(ш)-Фр(ш) 0(4) Для подобных энергосистем (1) значения Фр (l-) и (и| близки К НуЛЮ, ПОЭТОМ вторым и третьим членом в (4) можно прене речь. Таким образом m /н; (ш)(и)) - Фр(и)) О Р2 I Фр(ы) /н; (cxj)/ V Фf Амплитудно-частотную характеристику вто Энергосистемы получим в виде фр (ш) H(u;)| Рг I/ Фу.(иП Подобным образом АЧХ первой энергосист мы получим в следующем виде уи I Предлагаемое устройство найдет применение в автоматических системах регулирования час тоты и перетоков мощности, в задачах оперативного прогноза режимных параметров, оценки состояния и ряде других. Экономический эффект от использования предлагаемого устройства зависит от масштабов его применения. Так, применение устройства в задачах оперативного прогноза и оценки состояния в рамках одной объединенной энергосистемы даст экономический эффект порядка 80- 100 тыс. руб. в год. Формула изобретения Устройство для определения амплитудночастотной характеристики энергосистем, связанных межсистемной линией электропередачи, содержащее две ветви, каждая из которых состоит из последовательно соединенных измерителя частоты или перетока мощности, узкополосного фильтра, выпрямителя, сглаживающего фильтра, выходы сглаживающих фильтров каждой ветви подключены к входам делителя, выход которого подсоединен к первым входам умножителей, а вторые входы умножителей подключены к регистрам памяти, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены блок настройки узкополосных фильтров, коммутатор и дополнительный блок регистров памяти, а узкополосные фильтры выполнены управляемыми, причем улравляющий выход коммутатора подключен к управляемому входу блока настройки узкопопосных фильтров, два выхода которого соедины с управляемыми входами узкополосных фильтров, а выходы умножителей подключены к входам коммутатора, выход которого соединенен с дополнительным блоком регистров памяти. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Gueneti М., Quazza G. Dynamic Statistical Analysis of Etectric Power System-CojitrofeEPectricat Engineering Transactions Institution of Engineers(Austratia)l969,№ 5 № 1 p. 125-135. 2.Koszefnic M., Mafktevicz, G., Trybufe St. A Method to Determine, the Transfer Functions of Power Systems. Fourth Congress of the InternationaE Federations of Automatick ControE, Warszawa 16-21, June, 1969. 3.Авторское свидетельство СССР № 767897, кл. Н02 J 3/24, 1978.
