RU2432659C2 - System of automatic control of multifunctional power complex - Google Patents

System of automatic control of multifunctional power complex Download PDF

Info

Publication number
RU2432659C2
RU2432659C2 RU2009140344/07A RU2009140344A RU2432659C2 RU 2432659 C2 RU2432659 C2 RU 2432659C2 RU 2009140344/07 A RU2009140344/07 A RU 2009140344/07A RU 2009140344 A RU2009140344 A RU 2009140344A RU 2432659 C2 RU2432659 C2 RU 2432659C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
converters
power
load
converter
control
Prior art date
Application number
RU2009140344/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009140344A (en
Inventor
Николай Викторович Матвеев (RU)
Николай Викторович Матвеев
Владимир Иннокентьевич Переводчиков (RU)
Владимир Иннокентьевич Переводчиков
Юрий Константинович Розанов (RU)
Юрий Константинович Розанов
Андрей Робертович Шульга (RU)
Андрей Робертович Шульга
Роберт Николаевич Шульга (RU)
Роберт Николаевич Шульга
Александр Владимирович Щербаков (RU)
Александр Владимирович Щербаков
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority to RU2009140344/07A priority Critical patent/RU2432659C2/en
Publication of RU2009140344A publication Critical patent/RU2009140344A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2432659C2 publication Critical patent/RU2432659C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: system comprises diverse sources of supply and a power accumulator, outlets of which via ac-dc (ac-dc-ac) converters are connected to load buses, and load outlets via power and voltage sensors are connected to inlets of control systems of each ac-dc (ac-dc-ac) converter. As ac-dc (ac-dc-ac) converters are switched, the outlet of their control systems is supplied to the inlet of upper level control system, and its outlet is connected to control circuit of switches of the specified ac-dc (ac-dc-ac) converters.
EFFECT: provision of guaranteed uninterrupted power supply to a passive load.
18 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматического управления многофункциональным энергетическим комплексом (МЭК), встроенным в энергосистему, работающим на пассивную нагрузку, т.е. нагревающимся без ЭДС и включающим разнородные источники электроэнергии и накопитель электроэнергии (НЭЭ). Используется в системах распределительной и малой энергетики (до 10 МВт) гарантированного энергоснабжения потребителей.The invention relates to electrical engineering, in particular to automatic control systems for a multifunctional energy complex (IEC), integrated into a power system operating on a passive load, i.e. heating without EMF and including dissimilar sources of electricity and an energy storage device (NEE). It is used in distribution and small energy systems (up to 10 MW) of guaranteed energy supply to consumers.

Системы МЭК в качестве источников электроэнергии содержат базисные энергоустановки (ЭУ): синхронный генератор (СГ), вращаемый дизелем; асинхронный генератор (АГ); ветровую электроустановку (ВЭУ), вращаемую ветром; асинхронная связь которых с нагрузкой осуществляется через ac-dc-ac преобразователи, питаемые от энергосистемы, и выключатели. Дополнительным источником электроэнергии для МЭК могут быть фотоэлектрические установки (ФЭУ), подключаемые к МЭК через ac-dc преобразователь; микрогидроэлектростанции (ГЭС), дизельные генераторы (ДЭЗ) и другие источники. Разнотипный характер источников с резко переменным графиком выработки электроэнергии обуславливает необходимость применения в составе МЭК накопителя НЭЭ, в качестве которого могут быть использованы: аккумуляторные батареи (АБ); топливные элементы (ТЭ); суперконденсаторы и другие электрохимические источники, присоединенные к МЭК через ac-dc преобразователь.IEC systems as energy sources contain basic power plants (EA): synchronous generator (SG), rotated by a diesel engine; asynchronous generator (AG); wind electrical installation (wind turbine), rotated by the wind; whose asynchronous communication with the load is through ac-dc-ac converters powered by the power system and switches. An additional source of electricity for the IEC can be photovoltaic installations (PMTs) connected to the IEC through an ac-dc converter; microhydroelectric power stations (HES), diesel generators (DEZ) and other sources. The heterogeneous nature of sources with a sharply variable electricity generation schedule necessitates the use of an NEE storage device as part of an IEC, which can be used as follows: storage batteries (AB); fuel cells (TE); supercapacitors and other electrochemical sources connected to the IEC through an ac-dc converter.

Задача изобретения - создание системы автоматического управления комплексом (САУК), способной обеспечить: согласованную работу разнотипных источников электроэнергии; гарантированное питание пассивной нагрузки при пропадании питания от базисного источника или энергосистемы; накопление, хранение, заряд НЭЭ, а также его разряд; стабилизацию и демпфирование колебаний напряжения на шинах нагрузки и при коммутации различных источников.The objective of the invention is the creation of a system for automatic control of the complex (ACS), capable of providing: the coordinated work of different types of electric power sources; guaranteed power for the passive load in the event of power failure from a basic source or power system; accumulation, storage, charge of NEE, as well as its discharge; stabilization and damping of voltage fluctuations on load buses and when switching various sources.

Известно изобретение («Harada Seiji», Разнородная система энергоснабжения, Патент JPA2001177995, класс H02J 3/28, опубликован 29.06.2001 г.) [1] системы управления разнородной системой энергоснабжения, в которой используются ФЭУ и НЭЭ, присоединенные к энергосистеме через один или несколько преобразователей напряжения ac-dc, причем указанные преобразователи коммутируются выключателями, осуществляющими их попеременное подключение.Known invention ("Harada Seiji", a heterogeneous power supply system, Patent JPA2001177995, class H02J 3/28, published June 29, 2001) [1] a control system for a heterogeneous power supply system that uses PMTs and NEE connected to the power system through one or several ac-dc voltage converters, moreover, these converters are switched by switches that make them alternately connected.

Недостатком данного изобретения является отсутствие регуляторов мощности и напряжения, обеспечивающих гарантированное качество напряжения, которое обеспечивается генераторами энергосистемы, то есть рассматривается не пассивная, а активная нагрузка. Кроме того, исключено мешающее влияние регуляторов каждого из преобразователей при их коммутации, что увеличивает длительность пропадания напряжения на шинах нагрузки и приводит к перегрузке преобразователей.The disadvantage of this invention is the lack of power and voltage regulators that provide guaranteed voltage quality, which is provided by the generators of the power system, that is, it is not a passive load, but an active load. In addition, the interfering influence of the regulators of each of the converters during their switching is excluded, which increases the duration of the voltage drop on the load buses and leads to overload of the converters.

Известно также другое изобретение (L.Gyugyi «Apparatus and method for interline power flow contro». Патент US 5698969, класс G05F 1/70, опубликован 16.12.1997 г.) [2], в котором применяется один или несколько параллельно соединенных преобразователей ac-dc-ac, регулирующих потоки активной и реактивной мощностей в одной или нескольких параллельных линиях, соединяющих две энергосистемы. Недостатком приведенного изобретения является то, что в нем не рассматривается энергоснабжение пассивной нагрузки и не учитывается мешающее влияние регуляторов преобразователей.Another invention is also known (L. Gyugyi "Apparatus and method for interline power flow contro". US Patent 5698969, class G05F 1/70, published December 16, 1997) [2], in which one or more ac converters are connected in parallel -dc-ac, regulating the flows of active and reactive power in one or more parallel lines connecting the two power systems. The disadvantage of the invention is that it does not consider the power supply of the passive load and does not take into account the interfering effect of the regulators of the converters.

Наиболее близким к заявленному (прототип) является изобретение (Bebic Jovan, Lehn Peter, Hybrid power flow controller and method. Патент ЕР 1573878, класс H02J 3/18, опубликован 17.09.2005 г.) [3], в котором также рассматривается случай соединения двух энергосистем через гибридный преобразователь ac-dc-ac, дополненный компенсатором реактивной мощности. Недостатком данного [3] изобретения, как и второго [2] изобретения, является отсутствие питания пассивной нагрузки и не учет мешающего влияния регуляторов преобразователей.Closest to the claimed (prototype) is the invention (Bebic Jovan, Lehn Peter, Hybrid power flow controller and method. Patent EP 1573878, class H02J 3/18, published September 17, 2005) [3], which also considers the case of the connection two power systems through an ac-dc-ac hybrid converter, supplemented by a reactive power compensator. The disadvantage of this [3] invention, as well as the second [2] invention, is the lack of power for the passive load and not taking into account the interfering influence of the regulators of the converters.

Предлагаемое устройство САУК предназначено для обеспечения гарантированного энергоснабжения пассивной нагрузки при наличии разнородных источников энергоснабжения, содержащих дизель - синхронный генератор и/или асинхронный генератор ВЭУ, накопитель электроэнергии (НЭЭ) в виде топливных элементов (ТЭ) или аккумуляторных батарей (АБ). При этом используется один или более преобразователей напряжения ac-dc (ac-dc-ac) от источников, а также сетевой преобразователь ac-dc (ac-dc-ac), присоединенный к энергосистеме.The proposed SAUK device is designed to provide guaranteed power to a passive load in the presence of heterogeneous power sources containing a diesel-synchronous generator and / or an asynchronous wind turbine generator, an energy storage device (NEE) in the form of fuel cells (TE) or storage batteries (AB). In this case, one or more ac-dc (ac-dc-ac) voltage converters from sources are used, as well as an ac-dc (ac-dc-ac) network converter connected to the power system.

Предложенное изобретение обеспечит бесперебойное энергоснабжение; улучшение качества переходных процессов (мощности активной и мощности реактивной); отклонение напряжения в пределах допустимых норм (норма для провала: не более 30 с.) согласно Межгосударственному стандарту ГОСТ 13109-97 "Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения" [4].The proposed invention will provide uninterrupted power supply; improving the quality of transients (active power and reactive power); voltage deviation within the permissible norms (norm for failure: not more than 30 s.) according to the Interstate standard GOST 13109-97 "Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Electric energy quality standards in general power supply systems" [4].

Цель изобретения в отличие от первого [1] аналога состоит в том, что для обеспечения бесперебойного энергоснабжения и улучшения качества переходных процессов при коммутации преобразователей ac-dc (ac-dc-ac) выход их систем управления подается на вход системы управления верхнего уровня, а ее выход соединяется с цепями управления выключателей указанных преобразователей ac-dc (ac-dc-ac).The purpose of the invention, in contrast to the first [1] analogue, is that to ensure uninterrupted power supply and improve the quality of transients during switching of ac-dc (ac-dc-ac) converters, the output of their control systems is fed to the input of the upper-level control system, and its output is connected to the control circuits of the switches of these ac-dc (ac-dc-ac) converters.

Средством достижения указанной цели является система управления верхнего уровня, которая задает режимы работы каждого преобразователя ac-dc (ac-dc-ac) (заряд-разряд), уставки мощности и напряжений, аварийное или коммутационное отключение импульсов управления на выключатели преобразователей ac-dc (ac-dc-ac).A means of achieving this goal is a top-level control system that sets the operation modes of each ac-dc (ac-dc-ac) converter (charge-discharge), power and voltage settings, emergency or switching off control pulses to ac-dc converter switches ( ac-dc-ac).

Для пояснения существа изобретения приводятся чертежи (фиг.1-6). На фиг.1 приведена упрощенная схема предлагаемого устройства САУК. На фиг.2 приведена более детальная схема с учетом датчиков мощности и напряжения, уставок регуляторов и ключей, задающих режимы работы преобразователей ac-dc (ac-dc-ac). Фиг.3 иллюстрирует состояние выключателей и прохождение импульсов управления каждого преобразователя ac-dc (ac-dc-ac). Влияние качества переходных процессов при коммутации преобразователей ac-dc (ac-dc-ac) иллюстрируется графиками (фиг.4-6), причем фиг.4 соответствует неблагоприятному варианту коммутации преобразователей ac-dc (ac-dc-ac), приводящему к провалу напряжения на шинах нагрузки; фиг.5 соответствует отсутствию провала напряжения нагрузки, но регуляторы преобразователей ac-dc (ac-dc-ac) мешают друг другу, приводя к перегрузке преобразователей ac-dc (ac-dc-ac) по реактивной мощности; фиг.6 соответствует применению рекомендуемой схемы, которая обеспечивает отсутствие провала напряжения нагрузки и плавной коммутации преобразователей ac-dc (ac-dc-ac) без их перегрузки.To explain the merits of the invention are given drawings (figures 1-6). Figure 1 shows a simplified diagram of the proposed device ACS. Figure 2 shows a more detailed diagram taking into account the power and voltage sensors, the settings of the regulators and the keys that specify the operating modes of the ac-dc (ac-dc-ac) converters. Figure 3 illustrates the state of the switches and the passage of control pulses of each ac-dc (ac-dc-ac) converter. The effect of the quality of transients when switching ac-dc (ac-dc-ac) converters is illustrated by graphs (Figs. 4-6), and Fig. 4 corresponds to an unfavorable variant of ac-dc (ac-dc-ac) converters switching, leading to failure voltage on load tires; 5 corresponds to the absence of a load voltage drop, but the regulators of the ac-dc (ac-dc-ac) converters interfere with each other, overloading the ac-dc (ac-dc-ac) converters by reactive power; 6 corresponds to the use of the recommended circuit, which ensures the absence of a voltage drop of the load and smooth switching of the ac-dc (ac-dc-ac) converters without their overload.

Схема замещения силовой части многофункционального энергетического комплекса (МЭК) в минимальной конфигурации приведена на фиг.1, где принимаются следующие обозначения:The equivalent circuit of the power part of the multifunctional energy complex (IEC) in the minimum configuration is shown in figure 1, where the following notation is accepted:

1 - синхронный генератор СГ 6 кВ;1 - synchronous generator SG 6 kV;

2,2′ - выключатели преобразователей ac-dc (ac-dc-ac);2,2 ′ - ac-dc (ac-dc-ac) converter circuit breakers;

3 - эквивалент нагрузки, приведенный к напряжению 6 кВ;3 - load equivalent reduced to a voltage of 6 kV;

4,4′ - соответственно преобразовательные трансформаторы 6/35 кВ и 6/0,4 кВ;4.4 ′ - respectively, transformer transformers 6/35 kV and 6 / 0.4 kV;

5,5′ - соответственно РУ 6 кВ и РУ 0,4 кВ с фильтрами;5.5 ′ - respectively, 6 kV switchgear and 0.4 kV switchgear with filters;

6,6′ - соответственно фазные реакторы преобразователей ас-dc (ac-dc-ac);6.6 ′, respectively, phase reactors of ac-dc (ac-dc-ac) converters;

7,7′ - соответственно преобразователи ас-dc (ac-dc-ac) (инверторы) напряжения на ВВП и СПП;7.7 ′ - ac-dc (ac-dc-ac) converters (inverters) of voltage on GDP and SPP, respectively;

10 - система синхронизации и синфазирования;10 - system synchronization and common mode;

11- щит управления (ЩУДГ);11- control panel (SCHUDG);

12, 13 (12′, 13′) - соответственно агрегатные системы управления и фазоимпульсные устройства сетевого и автономного преобразователей ас-dc (ac-dc-ac);12, 13 (12 ′, 13 ′) are, respectively, modular control systems and phase-pulse devices of the network and autonomous AC-dc (ac-dc-ac) converters;

14 (14′) - блоки управления преобразователями ас-dc (ac-dc-ac);14 (14 ′) - AC-dc (ac-dc-ac) converter control units;

15 (15′) - ключи управления верхнего уровня, блок управления верхнего уровня ЩУДГ;15 (15 ′) - top-level control keys, top-level control unit SCHUDG;

16 - блок управления ДГ (АГ);16 - control unit DG (AG);

17 (17′) - ключи управления режимом преобразователей ас-dc (ac-dc-ac);17 (17 ′) - mode control keys for AC-dc (ac-dc-ac) converters;

21 - система управления агрегатного уровня;21 - aggregate level control system;

22 - система управления верхнего уровня.22 - top level control system.

Предлагаемое устройство САУК приведено на фиг.2, где принимаются следующие обозначения:The proposed device ACS is shown in figure 2, where the following designations are accepted:

№/№1-10 - соответствуют элементам силовой схемы МЭК (фиг.1);No. / No. 1-10 - correspond to the elements of the IEC power circuit (figure 1);

№/№11-22 - соответствуют элементам системы управления САУК (фиг.2),No. / No. 11-22 - correspond to the elements of the control system ACS (figure 2),

которая состоит из следующих функциональных блоков:which consists of the following functional blocks:

1) системы измерения и преобразования сигналов (указана в пунктирных1) signal measurement and conversion systems (indicated in dotted

квадратах (фиг.1) и сплошных квадратах (фиг.2));squares (figure 1) and solid squares (figure 2));

2) система синфазирования и синхронизации (блок 10);2) common-mode and synchronization system (block 10);

3) система управления агрегатами:3) aggregate control system:

- блок 11-ЩУДГ;- block 11-SCHUDG;

- блок 12, 13 - СУП.С и ФИУ ПС для сетевого преобразователя ас-dc (ac-dc-ac) ПС;- block 12, 13 - СУП.С and ФУУ ПС for AC-dc (ac-dc-ac) PS network converter;

- блок 12′, 13′ - СУП.А и ФИУ ПА для автономного преобразователя ас-dc (ac-dc-ac) ПА.- block 12 ′, 13 ′ —SUP.A and FIU PA for the autonomous converter ac-dc (ac-dc-ac) PA.

Указанные блоки СУП и ФИУ предназначены для векторного управленияThe indicated blocks SOUP and FIU are intended for vector control

преобразователями ас-dc (ac-dc-ac) и соответствуют приведенным во втором [2] изобретении. Кроме того, они дополнены регуляторами мощности Р и Q и регуляторами напряжения U, которые показаны в виде апериодических звеньев вида

Figure 00000001
. Выходными сигналами каждой СУП является угол управления α и коэффициент модуляции m, по которым ФИУ ИМП ПС выдает импульсы управления преобразователей ас-dc (ac-dc-ac) ПС (ИМП ПС) и ПА (ИМП ПА).AC-dc (ac-dc-ac) converters and correspond to those given in the second [2] invention. In addition, they are supplemented by power regulators P and Q and voltage regulators U, which are shown as aperiodic links of the form
Figure 00000001
. The output signals of each control system are the control angle α and the modulation coefficient m, according to which the FIU IMP PS gives the control pulses of the converters as-dc (ac-dc-ac) PS (IMP PS) and PA (IMP PA).

Система управления агрегатного уровня соответствует пунктирному элементу 21.The aggregate level control system corresponds to the dashed element 21.

Система управления верхнего уровня, выполняющая функции блока управления комплекса, соответствует элементу 22 (фиг.2), который состоит из блоков управления преобразователями ас-dc (ac-dc-ac) ПС и ПА - соответственно 14 и 14′, соответствующих ключей 15 и 15', разрешающих или запрещающих прохождение импульсов управления ИМП ПС и ИМП ПА и управляющих выключателями 2 преобразователей ас-dc (ac-dc-ac), блока управления ДГ (АГ) - 16, ключей управления режимом преобразователей ас-dc (ac-dc-ac) 17 (для ПС) и 17′ (для ПА). Указанные ключи соответствуют двум возможным режимам: з - заряд, р - разряд. В общем случае режим заряд соответствует перетоку мощности из сети на сторону постоянного тока преобразователей ас-dc (ac-dc-ac), режим разряд - наоборот.The top-level control system that performs the functions of the control unit of the complex corresponds to element 22 (Fig. 2), which consists of control units for AC-dc (ac-dc-ac) PS and PA converters, respectively 14 and 14 ′, corresponding keys 15 and 15 ', allowing or prohibiting the passage of control pulses of the PMP PS and IMP PA and controlling the switches of 2 ac-dc (ac-dc-ac) converters, DG (AG) control unit - 16, ac-dc (ac-dc) control mode keys -ac) 17 (for PS) and 17 ′ (for PA). These keys correspond to two possible modes: s - charge, p - discharge. In the general case, the charge mode corresponds to the power flow from the network to the direct current side of the ac-dc (ac-dc-ac) converters, the discharge mode is vice versa.

Уставки мощностей и напряжения, показанные «овалом» на фиг.2 входят в состав блока 22; выключатели 2 для упрощения связаны с блоками управления 14, 14′ и 16 однолинейными связями, реально имеется два канала: состояние выключателя и его управления. Цепи защит от сверхтоков не показаны.The power and voltage settings shown by the "oval" in figure 2 are part of block 22; circuit breakers 2, for simplicity, are connected to control units 14, 14 ′ and 16 by single-line communications; in reality, there are two channels: the state of the circuit breaker and its control. Overcurrent protection circuits not shown.

Работа блока 22 САУК иллюстрируется графиком (фиг.3), который соответствует режиму: на интервале:The operation of the ACS unit 22 is illustrated by a graph (Fig. 3), which corresponds to the mode: in the interval:

0,0-0,3 с работает ДГ;0.0-0.3 s DG works; 0,3-0,6 с работает ПС;0.3-0.6 s operating PS; 0,6-0,9 с работает ПА;0.6-0.9 s PA; 0,9-1,5 с работает ПС;0.9-1.5 s operating PS;

В интервале времени: 0,0-0,3 с работает ДГ, после чего ДГ отключается, что соответствует графику (фиг.3 а).In the time interval: 0.0-0.3 s, the DG operates, after which the DG is turned off, which corresponds to the schedule (Fig. 3 a).

Выключатель автономного преобразователя ac-dc (ac-dc-ac) включен постоянно: 0,0 - 1,5 с. Выключатель сетевого преобразователя ас-dc (ac-dc-ac) ПС отключается в интервале времени: 0,6-0,9 с, что иллюстрируется графиком (фиг.3, б).The stand-alone ac-dc converter switch (ac-dc-ac) is switched on continuously: 0.0 - 1.5 s. The switch of the AC-DC converter (ac-dc-ac) of the PS is turned off in the time interval: 0.6-0.9 s, which is illustrated in the graph (Fig. 3, b).

Импульсы управления, с выхода блока 15 (фиг.2), сетевого преобразователя ас-dc (ac-dc-ac) ПС, подаются с задержкой 0,05 с, а затем 0,1 с (относительно срабатывания сетевого выключателя) с тем, чтобы обеспечить устойчивую синхронизацию ПС (смотри фиг.3, в).The control pulses from the output of block 15 (FIG. 2), the AC-dc (ac-dc-ac) PS converter, are supplied with a delay of 0.05 s, and then 0.1 s (relative to the operation of the network switch), to ensure stable synchronization PS (see figure 3, c).

Импульсы управления автономного преобразователя ас-dc (ac-dc-ac) ПА с выхода блока 15′ (фиг.2) показаны на фиг.3, г. Видно, что в момент 1,0 с подачи импульсов на ПС следует снять импульсы на ПА для обеспечения надлежащего качества переходных процессов, которые соответствуют кривым на фиг.6. Подача импульсов на ПА может быть возобновлена в момент 1,2 с (то есть с задержкой на 0,2 с относительно подачи импульсов на ПС).The control pulses of the autonomous AC-dc (ac-dc-ac) PA converter from the output of block 15 ′ (Fig. 2) are shown in Fig. 3, d. It can be seen that, at the moment of 1.0, pulses are fed to the substation from PA to ensure the proper quality of transients, which correspond to the curves in Fig.6. The supply of pulses to the PA can be resumed at the moment of 1.2 s (i.e., with a delay of 0.2 s relative to the supply of pulses to the PS).

Следует отметить, что автономный преобразователь ac-dc (ac-dc-ac) по своему назначению должен быть постоянно подключен к шинам нагрузки, работая либо на заряд, либо на разряд накопителя. Поэтому кратковременный перерыв в подаче импульсов должен являться вынужденной мерой для успешной коммутации преобразователей ас-dc (ac-dc-ас) при сохранении показателей качества переходного режима.It should be noted that the stand-alone ac-dc (ac-dc-ac) converter for its intended purpose must be constantly connected to the load buses, working either on charge or on discharge of the drive. Therefore, a short interruption in the supply of pulses should be a necessary measure for the successful switching of ac-dc (ac-dc-ac) converters while maintaining the quality indicators of the transition mode.

Влияние качества переходных процессов коммутации преобразователей ас-dc (ac-dc-ac) ПС и ПА иллюстрируется графиками (фиг.4-6). На графике (фиг.4) приведен наиболее неблагоприятный вариант коммутации ПС и ПА, когда одновременно с подключением ПС (в момент 0,9 с) срабатывает блок 15 и подает импульсы управления на ПС. На графике (фиг.4) приведены кривые:The influence of the quality of the transient switching processes of AC-dc (ac-dc-ac) PS and PA converters is illustrated by graphs (Figs. 4-6). The graph (figure 4) shows the most unfavorable option for switching PS and PA, when simultaneously with the connection of the PS (at the moment of 0.9 s), block 15 is activated and sends control pulses to the PS. The graph (figure 4) shows the curves:

а) активных мощностей: нагрузки PN (верхняя кривая), РР1 для ПС, РР2 для ПА, [МВт]a) active capacities: PN loads (upper curve), PP1 for substation, PP2 for PA, [MW]

б) реактивных мощностей: нагрузки QN, QQ1 для ПС, QQ2 для ПА, [MBА]b) reactive power: loads QN, QQ1 for substations, QQ2 for PA, [MBA]

в, г) соответственно для напряжения нагрузки - UN, [В] и токов нагрузки IN верхняяc, d) respectively for the load voltage - UN, [V] and load currents IN top

кривая и IPT для стороны постоянного тока ПС, [А].curve and IPT for the DC side of the PS, [A].

Из анализа графиков (фиг.4) следует, что подача импульсов на ПС в момент 0,9 с не обеспечена согласованием с системой синфазирования, что приводит к сбросу активной и реактивной мощности нагрузки, графики (фиг.4 а, б), а также к недопустимому снижению напряжения на нагрузке, график (фиг.4 в), на время порядка 0,1 с. График (фиг.5) с аналогичным обозначением кривых отличается от графика (фиг.4) тем, что импульсы управления ПА не блокируются на интервале коммутации с ПА на ПС. В момент времени 0,9 с подключается сетевой выключатель, а затем в 1,0 с блок 15 подает импульсы управления на ПС. Коммутация, судя по графикам (фиг.5 а, в, г) проходит успешно, однако регуляторы реактивных мощностей и напряжений ПА и ПС противодействуют друг другу (смотри график фиг.5 б), что неблагоприятно сказывается в смысле перегрузки указанных преобразователей ac-dc (ac-dc-ac) и особенно автономного преобразователя ас-dc (ac-dc-ac) ПА.From the analysis of the graphs (Fig. 4), it follows that the supply of pulses to the PS at the moment of 0.9 s is not ensured by coordination with the common-mode system, which leads to the reset of the active and reactive load power, the graphs (Fig. 4 a, b), and to an unacceptable decrease in voltage at the load, the schedule (Fig. 4 c), for a time of the order of 0.1 s. The graph (figure 5) with the same designation of the curves differs from the graph (figure 4) in that the control pulses of the PA are not blocked on the switching interval from the PA to the PS. At a time of 0.9 s, a network switch is connected, and then in 1.0 s, block 15 supplies control pulses to the MS. Switching, judging by the graphs (Fig. 5 a, c, d) is successful, however, the reactive power and voltage regulators of the PA and PS counteract each other (see the graph of Fig. 5 b), which adversely affects the overload of these ac-dc converters (ac-dc-ac) and especially the stand-alone AC-dc (ac-dc-ac) PA converter.

На фиг.6 приведен рекомендуемый порядок работы блоков 15 и 15′, который соответствует графикам (фиг.3), то есть одновременному снятию и подаче импульсов соответственно на ПА и ПС в момент времени 1,0 с. При этом, как видно из фиг.6 а, б коммутация преобразователей ас-dc (ac-dc-ac) происходит без сильных колебаний, противодействие регуляторов Q и U отсутствует. Провал напряжения нагрузки, график (фиг.6в), кратковременный 0,05 с и незначительный. Возможность параллельной работы преобразователей ac-dc (ac-dc-ac) ПС и ПА, так же как и генератора ДГ реализуется раздачей уставок мощностей после завершения коммутации преобразователей ac-dc (ac-dc-ac), начиная с момента 1,2 с. Аварийные коммутации преобразователей ac-dc (ac-dc-ac), например, при срабатывании защиты от сверхтоков или других нарушениях осуществляются по сигналам, поступающим на вход блоков 14 (14′) (цепи защит не показаны). После появления указанных сигналов безинерционно срабатывает блок 15 (15′), который блокирует прохождение импульсов на соответствующий преобразователь ac-dc (ac-dc-ac).Figure 6 shows the recommended operating order of blocks 15 and 15 ′, which corresponds to the graphs (figure 3), that is, the simultaneous removal and supply of pulses to PA and PS, respectively, at a time of 1.0 s. Moreover, as can be seen from Fig.6 a, b, the switching of the ac-dc (ac-dc-ac) converters occurs without strong fluctuations, there is no counteraction of the Q and U regulators. The voltage drop of the load, the graph (figv), short-term 0.05 s and insignificant. The possibility of parallel operation of the ac-dc (ac-dc-ac) PS and PA converters, as well as the DG generator, is realized by the distribution of power settings after the completion of the switching of ac-dc (ac-dc-ac) converters, starting from the moment of 1.2 s . Emergency switching of ac-dc (ac-dc-ac) converters, for example, when overcurrent protection is triggered or other violations occur, is carried out according to the signals received at the input of blocks 14 (14 ′) (protection circuits not shown). After the appearance of these signals, block 15 (15 ′) is activated inertialessly, which blocks the passage of pulses to the corresponding ac-dc (ac-dc-ac) converter.

Источники информацииInformation sources

[1]. Патент JPA2001177995, класс H02J 3/28, опубликован 29.06.2001 г.[one]. JPA2001177995, class H02J 3/28, published June 29, 2001.

[2]. Патент US 5698969, класс G05F 1/70, опубликован 16.12.1997 г.[2]. US patent 5698969, class G05F 1/70, published December 16, 1997.

[3]. ЕР1573878, класс Н0253/18, опубликован 17.09.2005 г.[3]. EP1573878, class H0253 / 18, published September 17, 2005

[4]. Межгосударственный стандарт ГОСТ 13109-97 (введен в действие постановлением Госстандарта РФ от 28 августа 1998 г. N 338) "Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения".[four]. Interstate standard GOST 13109-97 (enforced by resolution of the Gosstandart of the Russian Federation of August 28, 1998 N 338) "Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Electric energy quality standards in general power supply systems."

Claims (1)

Система автоматического управления комплекса энергоснабжения пассивной нагрузки, содержащая разнородные источники питания и накопитель электроэнергии, выходы которых через преобразователи ac-dc (ac-dc-ac) подключены к шинам нагрузки, а выходы нагрузки через датчики мощности и напряжения присоединены к входам систем управления каждого преобразователя ac-dc (ac-dc-ac), отличающаяся тем, что, с целью бесперебойного энергоснабжения и улучшения качества переходных процессов при коммутации преобразователей ac-dc (ac-dc-ac), выход их систем управления подается на вход системы управления верхнего уровня, а ее выход соединяется с цепями управления выключателей указанных преобразователей ac-dc (ac-dc-ac). An automatic control system for a passive load power supply complex containing heterogeneous power sources and an electric energy storage device, the outputs of which are connected to load buses through ac-dc (ac-dc-ac) converters, and the load outputs are connected to the inputs of each converter's control systems via power and voltage sensors ac-dc (ac-dc-ac), characterized in that, in order to ensure uninterrupted power supply and improve the quality of transients during switching of ac-dc (ac-dc-ac) converters, the output of their control systems supplies connected to the input of the upper-level control system, and its output is connected to the control circuits of the switches of the specified ac-dc (ac-dc-ac) converters.
RU2009140344/07A 2009-11-03 2009-11-03 System of automatic control of multifunctional power complex RU2432659C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009140344/07A RU2432659C2 (en) 2009-11-03 2009-11-03 System of automatic control of multifunctional power complex

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009140344/07A RU2432659C2 (en) 2009-11-03 2009-11-03 System of automatic control of multifunctional power complex

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009140344A RU2009140344A (en) 2011-05-20
RU2432659C2 true RU2432659C2 (en) 2011-10-27

Family

ID=44733262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009140344/07A RU2432659C2 (en) 2009-11-03 2009-11-03 System of automatic control of multifunctional power complex

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2432659C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660189C1 (en) * 2014-12-23 2018-07-05 Нр Электрик Ко., Лтд Switching control method and switching control device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660189C1 (en) * 2014-12-23 2018-07-05 Нр Электрик Ко., Лтд Switching control method and switching control device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009140344A (en) 2011-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Georgakis et al. Operation of a prototype microgrid system based on micro-sources quipped with fast-acting power electronics interfaces
CA2989937C (en) Islanding a plurality of grid tied power converters
US9356448B2 (en) Electric power converter for combined power generation system
AU2008200885B2 (en) Backup power system
EP2220734B1 (en) Electrical energy and distribution system
Cvetkovic et al. A testbed for experimental validation of a low-voltage DC nanogrid for buildings
EP2472703A1 (en) Switching circuit, control apparatus, and power generating system
EP2983265B1 (en) Electric power conversion device, control system, and control method
EP3529873B1 (en) Power system and method of starting multiple power converters in grid forming mode
JP5756903B2 (en) Power distribution system
JP2008099527A (en) Storage battery system in non-utility generation equipment connected to electric power system and driving method therefor
CN112005460A (en) Power supply equipment
CA3133021A1 (en) System and method for managing power
Liu et al. Power-based droop control in dc microgrids enabling seamless disconnection from ac grids
Chamana et al. Impact of smart inverter control with PV systems on voltage regulators in active distribution networks
RU2432659C2 (en) System of automatic control of multifunctional power complex
WO2018060129A1 (en) A power converter system for power quality compensation and load balancing connected to an electric power distribution grid
RU95434U1 (en) MULTIFUNCTIONAL ENERGY COMPLEX (IEC)
EP2999077A1 (en) An energy management device and an electrical installation
EP3487034B1 (en) Power conversion system, power supply system, and power conversion apparatus
KR20190143084A (en) Standalone Micro Grid Operating System
Piasecki et al. LV distribution gird stabilisation using Energy Storage System
RU111363U1 (en) ELECTRIC POWER SYSTEM
WO2016087856A1 (en) An energy management device and an electrical installation
KR101811149B1 (en) Power Conditioning System for Controlling Reactive Power and Energy Storage System Including The Same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121104

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20141010

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151104

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170711