PL216424B1 - Sposób identyfikacji charakterystyki nastawnika prędkości kątowej synchronizowanego zespołu wytwórczego w procesie synchronizacji obiektów elektroenergetycznych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób identyfikacji charakterystyki nastawnika prędkości kątowej synchronizowanego zespołu wytwórczego w procesie synchronizacji obiektów elektroenergetycznych. Znajduje on zastosowanie w procesie automatycznej synchronizacji takich obiektów zwłaszcza w sytuacjach ruchowych wymagających szybkiego łączenia do pracy równoległej wielu obiektów elektroenergetycznych, w szczególności prądnic synchronicznych, pracujących zarówno w systemie elektroenergetycznym, jak i na jednostkach pływających.

W znanych rozwiązaniach dotyczących realizacji procesu automatycznej synchronizacji obiektów elektroenergetycznych, stosowane w nich synchronizatory automatyczne nie uwzględniają charakterystyki nastawnika prędkości kątowej, która może być liniowa lub nieliniowa. Znane z polskiego opisu patentowego nr 205 019 rozwiązanie dotyczy sposobu adaptacyjnej synchronizacji obiektów elektroenergetycznych ze względu na różnicę częstotliwości w procesie sterowania prędkością kątową, który jednak nie uwzględnia charakterystyki nastawnika prędkości kątowej, ani możliwości jej identyfikacji. Rozwiązania znane z polskich patentów nr 65365 i 67496 dotyczące sposobów synchronizacji prądnic opierają się na założeniu stałej wartości czasu wyprzedzenia przed wysłaniem sygnału załączającego wyłącznik główny i także nie wykorzystują charakterystyki nastawnika prędkości kątowej w procesie sterowania prędkością kątową synchronizowanego obiektu elektroenergetycznego. Znany z polskiego patentu nr 90187 sposób automatycznej synchronizacji prądnic synchronicznych uwzględnia stopień obciążenia systemu elektroenergetycznego w procesie synchronizacji, natomiast nie wykorzystuje charakterystyki nastawnika prędkości kątowej w procesie sterowania prędkością kątową synchronizowanego obiektu, ani możliwości jej identyfikacji.

Sposób identyfikacji charakterystyki nastawnika prędkości kątowej synchronizowanego zespołu wytwórczego w procesie synchronizacji prądnic charakteryzuje się tym, że charakterystykę nastawnika prędkości kątowej identyfikuje się za pomocą synchronizatora automatycznego przed pierwszym uruchomieniem na obiekcie, wysyłając w kolejnych krokach impulsy sterujące umożliwiające uzyskanie założonej kolejnej wartości częstotliwości napięcia synchronizowanego obiektu, a następnie ustala się taki czas trwania impulsu sterującego TSi, który powoduje zmianę częstotliwości od jej wartości w danym kroku fpi do wartości znamionowej fn.

Korzystnie jest, gdy w pierwszym etapie ustala się minimalny czas trwania impulsu sterującego TS(min) formując ustalony najkrótszy impuls sterujący i mierząc spowodowaną nim zmianę częstotliwości, przy czym czas trwania tego impulsu zwiększa się aż do osiągnięcia założonej minimalnej zmiany częstotliwości fgz(min). W następnym etapie identyfikuje się kolejne czasy trwania impulsu sterującego TSi powodujące kolejne narastające zmiany częstotliwości fgzi, wysyłając w każdym kroku serię impulsów sterujących o minimalnym czasie trwania TS(min), których sumaryczne działanie powoduje zmianę częstotliwości znamionowej fn napięcia o wartość wynikającą z realizacji danego kroku fpi, po czym w sposób wprost proporcjonalny do minimalnego czasu trwania impulsu sterującego TS(min) określa się czas trwania impulsu sterującego TSi powodującego zmianę częstotliwości od jej wartości danym kroku fpi do wartości znamionowej fn z założoną dokładnością.

Rozwiązanie będące przedmiotem wynalazku umożliwia automatyczną identyfikację charakterystyki nastawnika prędkości kątowej i uwzględnienie jej w procesie synchronizacji. Ma to szczególne znaczenie w sytuacjach ruchowych wymagających pośpiechu, ponieważ pozwala na precyzyjne wysterowanie synchronizowanego zespołu wytwórczego za pomocą pojedynczego impulsu sterującego, o czasie trwania wynikającym z charakterystyki nastawnika prędkości kątowej. Pozwala to na znaczne, nawet kilkukrotne skrócenie czasu trwania procesu synchronizacji.

Przykład realizacji wynalazku zilustrowany jest rysunkiem przedstawiającym schemat kolejnych kroków identyfikacji charakterystyki.

W pierwszym kroku 1 przedstawionego sposobu identyfikacji charakterystyki nastawnika prędkości kątowej formuje się bardzo krótki impuls sterujący, np. o czasie trwania 10 ms, a następnie w drugim kroku 2 sprawdza się, czy spowodował on określoną jako minimalna zmianę częstotliwości, np. 0,01 Hz. Jeśli zmiana taka nie została odnotowana, wówczas czas trwania impulsu sterującego zwiększa się w trzecim kroku 3 o stałą wartość, np. 5 ms i ponownie wraca się do drugiego kroku 2 sprawdzając, czy nastąpiła ustalona zmiana częstotliwości. Proces ten realizowany jest aż do uzyskania pożądanej zmiany częstotliwości. W chwili ustalenia minimalnego czasu trwania impulsu sterującego TS(min) powodującego określoną jako minimalna zmianę częstotliwości fgz(min), rozpoczyna się kolejny etap identyfikacji. Polega on na identyfikowaniu kolejnych czasów trwania impulsów sterująPL 216 424 B1 cych TSi, powodujących kolejno narastające zmiany częstotliwości fgzi różniące się o określoną stałą wartość, np. 0,2 Hz. W tym celu w czwartym kroku 4, co ustalony okres czasu, wysyłana jest seria impulsów sterujących o minimalnym czasie trwania TS(min), których sumaryczne działanie powoduje zmianę częstotliwości znamionowej napięcia fn o wartość fpi wynikającą z realizacji danego punktu identyfikacji. W przypadku pierwszego punktu jest to np. wartość 0,2 Hz, w przypadku drugiego punktu 0,4 Hz itd. Następnie, w sposób wprost proporcjonalny do wartości minimalnego czasu trwania impulsu sterującego TS(min), ustalany jest w piątym kroku 5 czas trwania impulsu sterującego TSi, który powinien spowodować zmianę częstotliwości od wartości fpi do wartości znamionowej fn. Jeśli w czasie sprawdzania tej częstotliwości w szóstym kroku 6 impuls o ustalonym czasie trwania TSi okaże się zbyt długi, wówczas jego nowa wartość określana jest w siódmym kroku na zasadzie połowienia przedziału. Proces ten realizowany jest aż do chwili, w której uzyskuje się czas trwania impulsu sterującego TSi, który spowoduje zmianę częstotliwości o wartość fn -fpi z założoną dokładnością. Wówczas w ósmym kroku 8 następuje zmiana wielkości częstotliwości fpi o wartość wynikającą z realizacji kolejnego kroku (np. 0,2 Hz) i w dziewiątym kroku 9 sprawdzenie, czy nowa wartość fpi nie przekracza nastawionej wartości maksymalnej, np. 6 Hz. Jeśli wartość maksymalna nie jest przekroczona, wówczas następuje przejście do czwartego kroku 4 umożliwiające identyfikację kolejnego punktu charakterystyki nastawnika prędkości kątowej.

Przedstawiony proces identyfikacji charakterystyki nastawnika prędkości kątowej jest uniwersalny, tzn. nadaje się zarówno dla ustalania charakterystyk liniowych, jak i nieliniowych.

Claims (2)

1. Sposób identyfikacji charakterystyki nastawnika prędkości kątowej synchronizowanego zespołu wytwórczego w procesie synchronizacji prądnic, znamienny tym, że charakterystykę nastawnika prędkości kątowej identyfikuje się za pomocą synchronizatora automatycznego przed pierwszym uruchomieniem na obiekcie wysyłając w kolejnych krokach impulsy sterujące umożliwiające uzyskanie założonej kolejnej wartości częstotliwości napięcia synchronizowanego obiektu, a następnie ustala się taki czas trwania impulsu sterującego TSi, który powoduje zmianę częstotliwości od jej wartości w danym kroku fpi do wartości znamionowej fn.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w pierwszym etapie ustala się minimalny czas trwania impulsu sterującego TS(min) formując ustalony najkrótszy impuls sterujący i mierząc spowodowaną nim zmianę częstotliwości, przy czym czas trwania tego impulsu zwiększa się aż do osiągnięcia założonej minimalnej zmiany częstotliwości fgz(min), a w następnym etapie identyfikuje się kolejne czasy trwania impulsu sterującego TSi powodujące kolejne narastające zmiany częstotliwości fgzi wysyłając w każdym kroku serię impulsów sterujących o minimalnym czasie trwania TS(min), których sumaryczne działanie powoduje zmianę częstotliwości znamionowej fn napięcia o wartość wynikającą z realizacji danego kroku fpi, po czym w sposób wprost proporcjonalny do minimalnego czasu trwania impulsu sterującego TS(min) określa się czas trwania impulsu sterującego TSi powodującego zmianę częstotliwości z założoną dokładnością od jej wartości danym kroku fpi do wartości znamionowej fn.