RU2513874C1 - Method for monitoring of transient modes in electric energy system and device for its implementation - Google Patents
Method for monitoring of transient modes in electric energy system and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2513874C1 RU2513874C1 RU2012146671/07A RU2012146671A RU2513874C1 RU 2513874 C1 RU2513874 C1 RU 2513874C1 RU 2012146671/07 A RU2012146671/07 A RU 2012146671/07A RU 2012146671 A RU2012146671 A RU 2012146671A RU 2513874 C1 RU2513874 C1 RU 2513874C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- inputs
- power system
- outputs
- electric power
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для регистрации параметров переходных режимов в электроэнергетических системах (ЭЭС) с целью мониторинга и исследования динамических свойств ЭЭС, а также оценки качества работы системных регуляторов электростанций.The invention relates to the field of electric power and can be used to record the parameters of transient conditions in electric power systems (EPS) in order to monitor and study the dynamic properties of EPS, as well as assess the quality of the system regulators of power plants.
Развитие электроэнергетических систем сопровождается их непрерывной модернизацией и усложнением структуры, что приводит к соответствующему изменению динамических свойств. Для обеспечения надежного и безопасного функционирования ЭЭС необходима адаптация работы противоаварийной и режимной автоматики к изменяющимся схемно-режимным условиям, для определения параметров и настройки которых необходимо использовать соответствующие способы и методики мониторинга переходных режимов.The development of electric power systems is accompanied by their continuous modernization and structural complexity, which leads to a corresponding change in dynamic properties. To ensure reliable and safe functioning of the EPS, it is necessary to adapt the operation of emergency and mode automation to changing circuit-mode conditions, to determine the parameters and settings of which it is necessary to use the appropriate methods and techniques for monitoring transient conditions.
Известен способ [RU 2389116, C1, H02H 3/00, 10.05.2010], в соответствии с которым из токов трех фаз, например линии электропередачи, по определенному правилу формируют электрический сигнал, содержащий в своей структуре при возникновении в линии короткого замыкания с переходным процессом апериодическую составляющую, которую используют как признак возникновения короткого замыкания и выявляют путем обработки электрического сигнала, в результате чего получают информационный сигнал в виде некоторого затухающего синусоидального сигнала с постоянной частотой fдоп, который может быть использован в логике функционирования соответствующих устройств, обеспечивающих правильную работу релейной защиты и автоматики.The known method [RU 2389116, C1, H02H 3/00, 05/10/2010], in accordance with which from the currents of the three phases, for example, power lines, according to a certain rule, an electrical signal is generated containing in its structure when a short circuit occurs with a transition aperiodic component, which is used as a sign of a short circuit and is detected by processing an electrical signal, resulting in an information signal in the form of some damped sinusoidal signal with a constant frequency f of the dop, which can be used in the logic operation of the respective devices providing correct operation of relaying and automation.
Недостатком этого способа является относительно узкая область применения.The disadvantage of this method is the relatively narrow scope.
Кроме того, известен способ [RU 2363960, C1, G01R 31/02, 10.08.2009], в соответствии с которым подают в сеть зондирующий сигнал, представляющий собой непрерывную периодическую функцию напряжения от времени, состоящую из поочередно следующих друг за другом интервалов линейно изменяющегося и постоянного напряжения, и по разности скоростей изменения магнитных потоков, измеренных на двух указанных интервалах, находят составляющую скорости изменения магнитного потока, индуцированного током, протекающим между проводниками присоединения и землей, причем, измерение скоростей изменения магнитных потоков проводят на завершающих отрезках соответственно интервала линейно изменяющегося и интервала постоянного напряжения, а относительную длительность этих интервалов устанавливают в зависимости от величины емкости контролируемого присоединения и суммарной емкости сети относительно земли из условия малости вклада, вносимого в результаты измерений переходными процессами, обусловленными скачкообразными изменениями скорости изменения напряжения зондирующей ЭДС в начальных точках упомянутых интервалов.In addition, a method is known [RU 2363960, C1, G01R 31/02, 08/10/2009], in accordance with which a probing signal is supplied to the network, which is a continuous periodic function of voltage versus time, consisting of successively successive intervals of linearly varying and constant voltage, and from the difference in the rates of change of the magnetic flux measured at the two indicated intervals, find the component of the rate of change of the magnetic flux induced by the current flowing between the connection conductors and the ground, and, from The rate of change of magnetic flux rates is carried out at the final segments of the interval of linearly varying and the interval of constant voltage, respectively, and the relative duration of these intervals is established depending on the value of the capacity of the controlled connection and the total capacity of the network relative to the ground, from the condition of the small contribution made to the measurement results by transient processes abrupt changes in the rate of change of the voltage of the probe EMF at the starting points mentioned intervals.
Недостатком этого способа также является относительно узкая область применения.The disadvantage of this method is also a relatively narrow scope.
Известен также способ выявления асинхронного режима в энергосистеме [RU 2199807, С2, H02J 3/24, 27.02.2003], в котором используют знаки относительно углов между напряжениями в двух различных точках электропередачи, рассчитанных на основании измерений токов и напряжений линии электропередачи, причем, по результатам измерений токов и напряжений на одном из концов линии электропередачи определяют знаки относительно угла между напряжениями, расположенными по концам защищаемого участка линии электропередачи, и знаки его первой и второй производных по времени, определяют реактивное сопротивление MIN от точки измерения до точки с минимальным напряжением и знак производной по времени активной мощности, передаваемой по линии электропередачи, и фиксируют начало асинхронного режима, если точка минимального напряжения расположена в пределах защищаемого участка линии и знаки относительного угла и его первой и второй производных совпадают, а знак производной по времени активной мощности - противоположен им, при этом, проверка наличия на контролируемой линии точки с минимальным напряжением заключается в проверке условия 0<X<SUB>MIN< SUB><X<SUB>Л< SUB>, где ХЛ - реактивное сопротивление линии электропередачи.There is also a method of detecting asynchronous mode in a power system [RU 2199807, C2, H02J 3/24, 02.27.2003], which uses signs relative to the angles between the voltages at two different power points, calculated on the basis of measurements of currents and voltages of the power line, moreover, according to the results of measurements of currents and voltages at one end of the power line, signs are determined relative to the angle between the voltages located at the ends of the protected section of the power line, and the signs of its first and second derivatives with respect to time They determine the reactance MIN from the measurement point to the point with the minimum voltage and the sign of the time derivative of the active power transmitted through the power line, and fix the start of the asynchronous mode if the minimum voltage point is located within the protected section of the line and the signs of the relative angle and its first and the second derivatives coincide, and the sign of the time derivative of the active power is opposite to them, while checking for the presence of a point on the controlled line with a minimum voltage of yuchaetsya in checking the condition 0 <X <SUB> MIN <SUB ><X<SUB> R <SUB>, where X is L - reactance of the transmission line.
Этот способ также характеризуется относительно узкой областью применения.This method is also characterized by a relatively narrow scope.
Наиболее близким по своей сущности к предложенному является способ [US 2011191048 А1, НКИ 702/75, G06F 19/00, 04.08.2011], предусматривающий, в частности, контроль текущих режимов работы электроэнергетической системы в режиме реального времени, выявление и наблюдение переходных процессов в электроэнергетической системе, обнаружение колебаний частоты, мощности и разности углов синхронных генераторов, анализ причин и последствий технологических нарушений и системных аварий, проверку и уточнение динамической модели электроэнергетической системы, настройку автоматики и защиты.The closest in essence to the proposed one is the method [US 2011191048 A1, NKI 702/75, G06F 19/00, 08/04/2011], which includes, in particular, monitoring the current operating modes of the electric power system in real time, identifying and monitoring transients in the electric power system, detection of fluctuations in the frequency, power and angle difference of synchronous generators, analysis of the causes and consequences of technological violations and system failures, verification and refinement of the dynamic model of the electric power system, settings automation and protection.
Однако этот способ не характеризуется достаточным уровнем информационного обеспечения, что в многообъектной электроэнергетической системе не позволяет в должной мере оценивать качество переходного процесса и обеспечить, на этой основе, эффективное управление режимами электроэнергетической системы.However, this method is not characterized by a sufficient level of information support, which in a multi-unit power system does not allow to properly assess the quality of the transition process and provide, on this basis, effective management of the modes of the power system.
В частности, способ не позволяет определять длительность и другие параметры переходного процесса в электроэнергетической системе в целом при возмущениях, вносимых объектами ЭЭС. Это ограничивает область применения известного способа.In particular, the method does not allow to determine the duration and other parameters of the transition process in the electric power system as a whole under disturbances introduced by EPS objects. This limits the scope of the known method.
Задачей изобретения является расширение области применения способа путем обеспечения возможности определения длительности и иных параметров переходного процесса в ЭЭС.The objective of the invention is to expand the scope of the method by providing the ability to determine the duration and other parameters of the transition process in the EPS.
Требуемый технический результат относительно способа заключается в разработке расширенного арсенала операций способа и последовательности их выполнения, которые обеспечивают расширение области применения способа за счет, в частности, обеспечения возможности определения длительности и иных параметров переходного процесса в ЭЭС.The required technical result with respect to the method is to develop an expanded arsenal of operations of the method and the sequence of their implementation, which expand the scope of the method due to, in particular, the possibility of determining the duration and other parameters of the transient process in the EPS.
Требуемый технический результат применительно к способу достигается тем, что в способе, включающем контроль текущих режимов работы электроэнергетической системы в режиме реального времени, выявление и наблюдение переходных процессов в электроэнергетической системе, при контроле текущих режимов работы электроэнергетической системы формируют в дискретные моменты времени синхронизированные внешним источником единого времени сигналы, пропорциональные параметрам векторов напряжений, вырабатываемых контролируемыми объектами единой электроэнергетической системы, в качестве которых выбирают генераторы напряжений, входящих в ее состав, определяют на заданном скользящем интервале времени оценки математических ожиданий фазовых углов и их приращений в каждый дискретный момент времени, а при наблюдении переходных процессов в электроэнергетической системе выявляют группу возмущенных контролируемых объектов по резкому изменению фазовых углов, по крайней мере, на двух контролируемых объектах на основе сравнения приращений фазовых углов с их допустимыми пороговыми значениями, по максимальному приращению фазовых углов возмущенных контролируемых объектов определяют источник возмущений, определяют в дискретные моменты времени среднее расстояние между возмущенными объектами группы и источником возмущений, по которому судят о пространственном характере переходного процесса в электроэнергетической системе, по скорости изменения этого расстояния судят о скорости переходного процесса и его изменении во времени, а по длительности интервала времени от момента выявления группы возмущенных контролируемых объектов до момента прекращения возмущений судят о длительности переходного процесса в электроэнергетической системе.The required technical result in relation to the method is achieved by the fact that in the method including monitoring the current operating modes of the electric power system in real time, identifying and observing transients in the electric power system, while monitoring the current operating modes of the electric power system, synchronized with an external source of a single time signals proportional to the parameters of the stress vectors generated by the controlled objects of a single of the electric power system, for which the generators of the voltages included in it are selected, the estimates of the mathematical expectations of the phase angles and their increments at each discrete time point are determined on a given moving time interval, and when observing transient processes in the electric power system, a group of perturbed controlled objects is detected by sharp change in phase angles at least at two controlled objects based on a comparison of increments of phase angles with their allowable threshold values According to the maximal increment of the phase angles of the perturbed controlled objects, the source of the perturbations is determined, the average distance between the perturbed objects of the group and the source of the perturbations, at which the spatial nature of the transient process in the electric power system is judged, is determined at discrete points in time, the speed of the transient is judged process and its change in time, and by the duration of the time interval from the moment of identifying the group of perturbed x objects to the termination of the perturbation is judged on the length of the transitional process in the electrical power system.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что допустимые пороговые значения приращений фазовых углов для каждого объекта контроля определяют на основании оценки текущих значений средних квадратических отклонений фазовых углов в невозмущенном состоянии объекта контроля.In addition, the required technical result is achieved in that the allowable threshold values of the increments of the phase angles for each control object are determined based on the assessment of the current values of the mean square deviations of the phase angles in the unperturbed state of the control object.
Известны также устройства для мониторинга переходных режимов в электрических сетях и устройствах.Also known are devices for monitoring transients in electrical networks and devices.
Одно из таких устройств [RU 2402067, C1, G06F 17/40, 20.10.2010] содержит первый счетчик, первый и второй коммутаторы, микроконтроллер, аналого-цифровой преобразователь, группу аналоговых датчиков, первое-четвертое оперативные запоминающие устройства, группу цифровых датчиков, постоянное запоминающее устройство, таймер, регистр, второй-четвертый счетчики, первый и второй D-триггеры, первый-четвертый одновибраторы и генератор тактовых импульсов, третий выход которого соединен с тактовым входом первого счетчика, а первый выход - соединен с тактовым входом микроконтроллера, выход порта F (адресная шина) которого соединен с объединенными адресными входами второго и третьего оперативных запоминающих устройств, разряды второго и третьего выходов порта G (шины управления) микроконтроллера соединены, соответственно, со входами управления записью второго и третьего оперативных запоминающих устройств, а десятый выход - соединен со входом управления состоянием выходов третьего оперативного запоминающего устройства, информационный выход первого счетчика соединен с управляющим входом первого коммутатора, информационные входы которого подключены к выходам группы аналоговых датчиков, выходы группы цифровых датчиков соединены с информационными входами второго коммутатора, управляющий вход которого объединен с информационным входом регистра и группой старших разрядов адресного входа первого, второго и четвертого оперативных запоминающих устройств и подключен к информационному выходу первого счетчика, третий выход генератора тактовых импульсов через первый одновибратор соединен со входом запуска аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого подключен к выходу первого коммутатора, тактовый вход подключен ко второму выходу генератора тактовых импульсов, информационный выход соединен с информационным входом первого оперативного запоминающего устройства, информационный выход которого соединен с информационным входом второго оперативного запоминающего устройства, информационный выход которого соединен с информационным входом третьего оперативного запоминающего устройства, информационный выход которого соединен со входом порта Е (шиной данных) микроконтроллера, соединенным также с информационным входом постоянного запоминающего устройства и информационными выходами регистра и таймера, тактовый вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, а третий - со входом первого одновибратора, информационный выход первого счетчика соединен с объединенными управляющим входом второго коммутатора, группой старших разрядов адресных входов первого, второго и четвертого оперативных запоминающих устройств, а также информационным входом регистра, выходы группы цифровых датчиков соединены с информационными входами второго коммутатора, выход которого соединен со входом второго одновибратора, прямой выход которого соединен со входом управления записью регистра, а инверсный выход соединен со входами установки единицы первого и второго D-триггеров, прямой выход которого соединен со входом порта А (первого вектора прерываний) микроконтроллера, информационный выход четвертого счетчика соединен со входом порта F (адресной шиной) микроконтроллера, который также соединен с адресным входом постоянного запоминающего устройства, а также с группой старших разрядов информационного входа четвертого оперативного запоминающего устройства, группа старших разрядов информационного выхода которого соединена с информационным входом четвертого счетчика, выход переноса которого соединен со входом третьего одновибратора, прямой выход которого соединен со входом порта С (третьего вектора прерываний) микроконтроллера и входом установки нуля четвертого счетчика, а инверсный выход - соединен со входом установки нуля первого D-триггера, прямой выход которого соединен с младшим разрядом информационного входа четвертого оперативного запоминающего устройства, младший разряд информационного выхода которого соединен со входом порта D микроконтроллера, выход переноса третьего счетчика соединен со входом четвертого одновибратора, четвертый выход которого соединен со входом установки нуля третьего счетчика, а инверсный выход соединен со входом установки нуля второго D-триггера, информационный выход второго счетчика соединен с группой младших разрядов адресного входа первого оперативного запоминающего устройства, выход первого одновибратора соединен со входом запуска аналого-цифрового преобразователя, выход окончания цикла преобразования которого соединен со входом порта В (второго вектора прерываний) микроконтроллера, разряды первого и четвертого выходов порта G (шины управления) которого соединены, соответственно, со входами управления записью первого и четвертого оперативных запоминающих устройств, пятый выход - соединен со входом управления записью постоянного запоминающего устройства, шестой выход -соединен со входом управления записью четвертого счетчика, седьмой, восьмой и девятый выходы соединен с тактовыми входами второго, третьего и четвертого счетчиков соответственно, десятый выход -соединен со входом управления состоянием выходов четвертого счетчика, двенадцатый и тринадцатый выходы соединены со входом управления состоянием выходов таймера и регистра, соответственно, а четырнадцатый выход соединен со входом захвата таймера.One of such devices [RU 2402067, C1, G06F 17/40, 10.20.2010] contains a first counter, first and second switches, a microcontroller, an analog-to-digital converter, a group of analog sensors, a first and fourth random access memory, a group of digital sensors, read-only memory, timer, register, second-fourth counters, first and second D-flip-flops, first-fourth single vibrators and a clock generator, the third output of which is connected to the clock input of the first counter, and the first output is connected to the clock input a microcontroller, the output of port F (address bus) of which is connected to the combined address inputs of the second and third random access memory, the bits of the second and third outputs of port G (control bus) of the microcontroller are connected, respectively, with the recording control inputs of the second and third random access memory, and tenth output - connected to the input of the state control of the outputs of the third random access memory, the information output of the first counter is connected to the control input of the first mutator, the information inputs of which are connected to the outputs of the group of analog sensors, the outputs of the group of digital sensors are connected to the information inputs of the second switch, the control input of which is combined with the information input of the register and the group of senior bits of the address input of the first, second and fourth random access memory and connected to the information output the first counter, the third output of the clock generator through the first one-shot is connected to the trigger input of the analog-to-digital conversion device, the information input of which is connected to the output of the first switch, the clock input is connected to the second output of the clock generator, the information output is connected to the information input of the first random access memory, the information output of which is connected to the information input of the second random access memory, the information output of which is connected to the information the input of the third random access memory, the information output of which is connected to the input of port E (w data) of the microcontroller, also connected to the information input of the permanent storage device and the information outputs of the register and timer, the clock input of which is connected to the first output of the clock generator, the second output of which is connected to the clock input of the analog-to-digital converter, and the third to the input of the first one-shot , the information output of the first counter is connected to the combined control input of the second switch, a group of high-order bits of the address inputs of the first, second and fourth of operational memory devices, as well as an information input of the register, the outputs of the group of digital sensors are connected to the information inputs of the second switch, the output of which is connected to the input of the second one-shot, the direct output of which is connected to the input of the register recording control, and the inverse output is connected to the installation inputs of the units of the first and the second D-flip-flops, the direct output of which is connected to the input of port A (the first interrupt vector) of the microcontroller, the information output of the fourth counter is connected to the input port F (address bus) of the microcontroller, which is also connected to the address input of the read-only memory, as well as to the group of high-order bits of the information input of the fourth random access memory, the group of high-order bits of the information output of which is connected to the information input of the fourth counter, the transfer output of which is connected to the input the third one-shot, the direct output of which is connected to the input of port C (third interrupt vector) of the microcontroller and the input of the zero about the counter, and the inverse output is connected to the zero-setting input of the first D-flip-flop, the direct output of which is connected to the least significant bit of the information input of the fourth random access memory, the lowest bit of the information output of which is connected to the input of port D of the microcontroller, the transfer output of the third counter is connected to the input the fourth one-shot, the fourth output of which is connected to the input of the zero setting of the third counter, and the inverse output is connected to the input of the zero setting of the second D-trigger, information the output of the second counter is connected to the group of the least significant bits of the address input of the first random access memory, the output of the first one-shot is connected to the start input of the analog-to-digital converter, the output of the end of the conversion cycle of which is connected to the input of port B (second interrupt vector) of the microcontroller, the bits of the first and fourth outputs port G (control bus) which are connected, respectively, with the recording control inputs of the first and fourth random access memory devices, the fifth output - with is single with the recording control input of the read-only memory, the sixth output is connected to the recording control input of the fourth counter, the seventh, eighth and ninth outputs are connected to the clock inputs of the second, third and fourth counters, respectively, the tenth output is connected to the control input state of the outputs of the fourth counter, the twelfth and thirteenth outputs are connected to the state control input of the timer and register outputs, respectively, and the fourteenth output is connected to the timer capture input.
Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности.The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство [RU 112441, C1, G01R 21/00, 10.01.2012], включающее информационно-вычислительный комплекс, выполненный с возможностью осуществления функций мониторинга качества электрической энергии в энергосистеме и выявления виновников и причин нарушения качества электрической энергии, подключенный через сеть передачи данных системы мониторинга качества электрической энергии, по крайне мере, к одному программно-аппаратному комплексу синхронных измерений показателей качества электрической энергии энергообъекта, состоящему из устройств синхронных измерений качества электрической энергии, объединенных сетью передачи данных энергообъекта, причем каждое из устройств синхронных измерений качества электрической энергии, выполненное с возможностью обеспечения оценки качества электрической энергии в точке измерения и осуществления одновременных измерений показателей качества электрической энергии в фиксированные временные интервалы, подключено через сеть тактовой синхронизации к внешнему источнику единого времени и содержит коммуникационный интерфейс, связанный с сетью передачи данных энергообъекта, блок тактовой и календарной синхронизации, подключенный через интерфейс тактовой синхронизации к сети тактовой синхронизации, интерфейс измерительных трансформаторов, подключенный к измерительным трансформаторам, блок обработки первичных данных, подключенный к интерфейсу измерительных трансформаторов, коммуникационному интерфейсу, блоку тактовой и календарной синхронизации, блок измерения показателей качества электрической энергии и учета электроэнергии, подключенный к блоку обработки первичных данных и блоку тактовой и календарной синхронизации, блок контроля показателей качества электрической энергии, подключенный к блоку измерения показателей качества электрической энергии и учета электроэнергии, база данных, подключенная к блоку контроля показателей качества электрической энергии, блоку измерения показателей качества электрической энергии и учета электроэнергии, телекоммуникационный блок, подключенный к коммуникационному интерфейсу, базе данных, блоку измерения показателей качества электрической энергии и учета электроэнергии.The closest in technical essence to the proposed one is the device [RU 112441, C1, G01R 21/00, 01/10/2012], which includes an information and computer complex configured to monitor the quality of electric energy in the power system and identify the culprits and the reasons for the violation of the quality of the electric energy connected through a data transmission network of an electric energy quality monitoring system to at least one hardware-software complex of synchronous measurements of electric power quality indicators energy of the energy facility, consisting of devices for synchronous measurement of the quality of electric energy, united by a data network of the energy object, each of the devices for synchronous measurements of the quality of electric energy, made with the possibility of assessing the quality of electric energy at the point of measurement and performing simultaneous measurements of the quality of electric energy in fixed time intervals, connected via a clock synchronization network to an external source of a single time and it contains a communication interface connected to a power object data network, a clock and calendar synchronization unit connected via a clock synchronization interface to a clock synchronization network, a measuring transformer interface connected to the measuring transformers, a primary data processing unit connected to a measuring transformer interface, a communication interface, clock and calendar synchronization unit, unit for measuring indicators of the quality of electric energy and metering electricity connected to the primary data processing unit and the clock and calendar synchronization unit, the electric energy quality control unit, connected to the electric energy quality measurement and measurement unit, the database connected to the electric energy quality control unit, the quality indicator measurement unit electrical energy and electricity metering, telecommunications unit connected to a communication interface, database, unit measured ya indicators of the quality of electric energy and electricity metering.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкие функциональные возможности.The disadvantage of the closest technical solution is the relatively narrow functionality.
Задача, которая решается в данном изобретении относительно устройства заключается в расширении функциональных возможностей.The problem that is solved in this invention regarding the device is to expand the functionality.
Требуемый технический результат заключается в разработке дополнительного арсенала технических средств, в результате применения которых расширяются функциональные возможности устройства, в частности, реализуется возможность определения пространственных и временных характеристик переходного процесса в электроэнергетических системах.The required technical result consists in the development of an additional arsenal of technical means, as a result of which the device’s functional capabilities are expanded, in particular, it is possible to determine the spatial and temporal characteristics of the transient in electric power systems.
Требуемый технический результат относительно устройства достигается тем, что, в устройство, содержащее источник единого времени, блок памяти и группу цифровых датчиков параметра напряжения, введены группа фильтров-усреднителей по числу цифровых датчиков группы, входы которых соединены с выходами блока памяти, входы которого соединены с выходами цифровых датчиков параметра напряжения группы, синхровходы которых соединены с выходом источника единого времени, группа блоков вычитания, первые и вторые входы которых соединены, соответственно, с выходами и входами соответствующего им фильтра-усреднителя группы, группа пороговых блоков, входы которых соединены с выходами соответствующих блоков вычитания группы, блок определения цифрового датчика параметра напряжения группы, соответствующего максимальному приращению параметра, входы которого соединены с выходами блоков вычитания группы, последовательно соединенные элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами пороговых блоков группы, одновибратор, таймер и регистр памяти, а также блок вычисления среднего расстояния, входы которого соединены с выходами пороговых блоков группы, и блок дифференцирования, вход которого соединен с выходом блока вычисления среднего расстояния, и детектор нуля, вход которого соединен с выходом блока вычисления среднего расстояния, выход которого соединен с управляющими входами таймера и регистра памяти.The required technical result with respect to the device is achieved by the fact that, in the device containing a single time source, a memory unit and a group of digital voltage parameter sensors, a group of averaging filters is introduced by the number of group digital sensors, the inputs of which are connected to the outputs of the memory unit, the inputs of which are connected to the outputs of the digital sensors of the voltage parameter of the group, the sync inputs of which are connected to the output of the single time source, a group of subtraction units, the first and second inputs of which are connected, respectively Namely, with the outputs and inputs of the corresponding group averaging filter, a group of threshold blocks, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding group subtraction blocks, the block for determining the digital sensor of the group voltage parameter corresponding to the maximum parameter increment, the inputs of which are connected to the outputs of the group subtraction blocks connected OR element, the inputs of which are connected to the outputs of the threshold blocks of the group, one-shot, timer and memory register, as well as the average distance calculation unit the inputs of which are connected to the outputs of the threshold blocks of the group, and a differentiation unit, the input of which is connected to the output of the average distance calculation unit, and a zero detector, the input of which is connected to the output of the average distance calculation unit, the output of which is connected to the control inputs of the timer and the memory register.
На чертеже представлено устройство для реализации способа мониторинга переходных режимов в электроэнергетической системе.The drawing shows a device for implementing a method for monitoring transient conditions in an electric power system.
Устройство для реализации способа мониторинга переходных режимов в электроэнергетической системе содержит источник 1 единого времени, блок 2 памяти и группу цифровых датчиков 3-1 - 3-к параметра напряжения.A device for implementing a method for monitoring transient conditions in an electric power system comprises a single time source 1, a memory unit 2, and a group of digital sensors 3-1 to 3 of a voltage parameter.
Кроме того, устройство содержит группу фильтров-усреднителей 4-1 - 4-к по числу цифровых датчиков группы, входы которых соединены с выходами блока 2 памяти, входы которого соединены с выходами цифровых датчиков 3-1 - 3-к параметра напряжения группы, синхровходы которых соединены с выходом источника 1 единого времени, группу блоков 5-1 - 5-к вычитания, первые и вторые входы которых соединены, соответственно, с выходами и входами соответствующего им фильтра-усреднителя 4-1 - 4-к группы.In addition, the device contains a group of averaging filters 4-1 - 4-k according to the number of digital sensors of the group, the inputs of which are connected to the outputs of the memory unit 2, the inputs of which are connected to the outputs of the digital sensors 3-1 - 3-parameter of the group voltage, sync inputs which are connected to the output of the source 1 single time, a group of blocks 5-1 - 5-subtraction, the first and second inputs of which are connected, respectively, with the outputs and inputs of the corresponding filter-averager 4-1 - 4-group.
Устройство содержит также группу пороговых блоков 6-1 - 6-к, входы которых соединены с выходами соответствующих блоков 5-1 - 5-к вычитания группы, блок 7 определения цифрового датчика параметра напряжения группы, соответствующего максимальному приращению параметра, входы которого соединены с выходами блоков 5-1 - 5-к вычитания группы, последовательно соединенные элемент ИЛИ 8, входы которого соединены с выходами пороговых блоков 6-1 - 6-к группы, одновибратор 9, таймер 10 и регистр 11 памяти, а также блок 12 вычисления среднего расстояния, входы которого соединены с выходами пороговых блоков 6-1 - 6-к группы, и блок 13 дифференцирования, вход которого соединен с выходом блока 12 вычисления среднего расстояния, и детектор 14 нуля, вход которого соединен с выходом блока 12 вычисления среднего расстояния, выход которого соединен с управляющими входами таймера 10 и регистра 11 памяти.The device also contains a group of threshold blocks 6-1 to 6-k, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding blocks 5-1 to 5-k of subtracting the group, a block 7 for determining a digital sensor of the group voltage parameter corresponding to the maximum increment of the parameter, the inputs of which are connected to the outputs blocks 5-1 - 5-k subtraction of the group, a series-connected element OR 8, the inputs of which are connected to the outputs of the threshold blocks 6-1 - 6-k groups, one-shot 9, timer 10 and memory register 11, as well as the average distance calculation unit 12 inputs of which connected to the outputs of the threshold blocks 6-1 to 6-group, and a differentiation unit 13, the input of which is connected to the output of the average distance calculation unit 12, and a zero detector 14, whose input is connected to the output of the average distance calculation unit 12, the output of which is connected to control inputs of timer 10 and memory register 11.
Все элементы устройства являются стандартными элементами измерительной и электронно-вычислительной техники.All elements of the device are standard elements of measuring and computer technology.
Работает устройство, в котором реализован предложенный способ мониторинга переходных режимов в электроэнергетической системе, следующим образом.A device is operating in which the proposed method for monitoring transient conditions in an electric power system is implemented, as follows.
Группа цифровых датчиков 3-1 - 3-к установлена на контролируемых объектах электроэнергетической системы, в качестве которых используются генераторы напряжений. Измерения осуществляются специализированными устройствами, например, измерительными преобразователями, например, PMU, Phaser Measurement Unit и т.п., которые измеряют фазовые углы, амплитуды токов и напряжений, частоту, мощности и т.д. в местах их установки в различных частях ЭЭС. Все измерения синхронизированы при помощи ГЛОНАСС с точностью до 20 мкс. Данные от цифровых датчиков 3-1 - 3-к с метками времени передаются в блок 2 памяти, в частности, на сервер мониторинга и управления ЭЭС, на котором устанавливается специализированное программное обеспечение, которое обеспечивает сбор данных от всех цифровых датчиков 3-1 - 3-к и производит их хранение и отображение в режиме реального времени. Таким образом, в блок 2 памяти заносятся для каждого контролируемого объекта признак контролируемого объекта, значения фазового угла и соответствующие им значения дискретного момента времени. Текущие значения фазовых углов на заданном скользящем интервале времени усредняются в фильтрах-усреднителях 4-1 - 4-к. Из результатов усреднения в блоках вычитания 5-1 - 5-к вычитаются текущие значения фазовых углов. Разностные сигналы, взятые по модулю (без учета знакового разряда), поступают на входы пороговых блоков 6-1 - 6-к, сигналы с уровнем логической единицы, на выходах которых формируются в моменты резкого приращения фазового угла, определяемые по превышению заданного порогового уровня. Такая ситуация соответствует возникновению переходного процесса в электроэнергетической системе. Разностные сигналы, взятые по модулю, поступают также в блок 7, в котором они используются совместно с признаком контролируемого объекта для определения источника возмущения, который определяется по максимальному приращению фазового угла. Это позволяет в блоке 12 определить среднее расстояние между возмущенными объектами и источником возмущений, а в блоке дифференцирования 13 характеристику скорости изменения этого расстояния. Кроме того, при срабатывании пороговых блоков 6-1 - 6-к по сигналам уровнем логической единицы с их выходов, поступающих через элемент ИЛИ 8 и используемых для срабатывания одновибратора 9, запускается таймер 10. Остановка таймера 10 и перенос его выходного сигнала в регистр 11 памяти производится по сигналу с выхода детектора 14 нуля, который срабатывает при прекращении переходного процесса в системе. При выборе порогов срабатывания пороговых блоков 6-1 - 6-к на уровне, сравнимых со средним квадратическим отклонением фазового угла, остановка таймера происходит при прекращении переходных процессов в электроэнергетической системе. Следовательно, зафиксированная в регистре 10 величина соответствует длительности переходного процесса. Для определения среднего квадратического отклонения (СКО) фазового угла в невозмущенном состоянии могут быть использованы опытные данные или текущие отсчеты с выходов блоков 5-1 - 5-к вычитания, которые после оценки СКО (блок оценки на чертеже не показан) подаются на управляющие входы соответствующих пороговых блоков 6-1 - 6-к.The group of digital sensors 3-1 - 3-k is installed at the controlled facilities of the electric power system, which are used as voltage generators. Measurements are carried out by specialized devices, for example, measuring transducers, for example, PMU, Phaser Measurement Unit, etc., which measure phase angles, current and voltage amplitudes, frequency, power, etc. in places of their installation in various parts of EPS. All measurements are synchronized using GLONASS with an accuracy of 20 μs. Data from digital sensors 3-1 - 3-k with time stamps is transmitted to memory unit 2, in particular, to the monitoring and control server of the EPS, on which specialized software is installed, which collects data from all digital sensors 3-1 - 3 -k and performs their storage and display in real time. Thus, for each controlled object, the attribute of the controlled object, phase angle values and the corresponding values of the discrete time moment are entered into the memory unit 2. The current values of the phase angles at a given moving time interval are averaged in the 4-1 - 4-k averaging filters. The current values of the phase angles are subtracted from the results of averaging in the blocks of subtraction 5-1 - 5-k. Difference signals taken modulo (without taking into account the sign discharge) are fed to the inputs of threshold blocks 6-1 - 6-k, signals with a logic unit level, the outputs of which are formed at the moments of a sharp increase in the phase angle, determined by exceeding a predetermined threshold level. This situation corresponds to the occurrence of a transition process in the electric power system. The difference signals taken modulo also enter block 7, in which they are used together with the feature of the controlled object to determine the source of disturbance, which is determined by the maximum increment of the phase angle. This allows in block 12 to determine the average distance between the perturbed objects and the source of disturbances, and in the differentiation block 13 the characteristic of the rate of change of this distance. In addition, when threshold blocks 6-1 - 6-k are triggered by signals of a logic unit level, their outputs coming through OR 8 and used to trigger a single-shot 9 starts timer 10. Stop timer 10 and transfer its output signal to register 11 the memory is produced by a signal from the output of the zero detector 14, which is triggered when the transient in the system ceases. When choosing thresholds for the operation of threshold blocks 6-1 - 6-k at a level comparable to the mean square deviation of the phase angle, the timer stops when the transients in the electric power system cease. Therefore, the value recorded in the register 10 corresponds to the duration of the transient process. To determine the mean square deviation (RMS) of the phase angle in the unperturbed state, experimental data or current readings from the outputs of the subtraction blocks 5-1 - 5-k can be used, which, after the RMS estimation (the evaluation block is not shown in the drawing), are fed to the control inputs of the corresponding threshold blocks 6-1 - 6-k.
Таким образом, в устройстве достигается требуемый технический результат, связанный с расширением функциональных возможностей устройства, поскольку в отличие от прототипа оно позволяет определять в блоке 12 среднее расстояние между возмущенными объектами и его изменение во времени, по которому судят о пространственном характере переходного процесса в электроэнергетической системе. Кроме того, по сигналу на выходе блока 13 появляется возможность судить о скорости изменения этого расстояния (скорости переходного процесса и его изменении во времени), а по длительности интервала времени от момента выявления до момента исчезновения группы возмущенных контролируемых объектов, формируемого в регистре 11, судят о длительности переходного процесса в электроэнергетической системе.Thus, the device achieves the required technical result associated with the expansion of the functionality of the device, because, unlike the prototype, it allows you to determine in block 12 the average distance between perturbed objects and its change in time, which is used to judge the spatial nature of the transition process in the electric power system . In addition, the signal at the output of block 13 makes it possible to judge the rate of change of this distance (the speed of the transition process and its change in time), and judging by the duration of the time interval from the moment of detection to the disappearance of the group of perturbed controlled objects formed in the register 11 the duration of the transition process in the electric power system.
Это подтверждает и реализованную в предложенном способе возможность расширения области его применения.This also confirms the possibility of expanding the scope of its application realized in the proposed method.
Claims (3)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012146671/07A RU2513874C1 (en) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | Method for monitoring of transient modes in electric energy system and device for its implementation |
| EA201300360A EA023184B1 (en) | 2012-11-02 | 2013-04-16 | Method for monitoring of transient modes in electric energy system and device for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012146671/07A RU2513874C1 (en) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | Method for monitoring of transient modes in electric energy system and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2513874C1 true RU2513874C1 (en) | 2014-04-20 |
Family
ID=50481128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012146671/07A RU2513874C1 (en) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | Method for monitoring of transient modes in electric energy system and device for its implementation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA023184B1 (en) |
| RU (1) | RU2513874C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113346477A (en) * | 2021-05-08 | 2021-09-03 | 深圳市禾望电气股份有限公司 | Power grid parameter estimation method and system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1316437A1 (en) * | 1984-12-06 | 1995-12-27 | Э.И. Капля | Adaptive meter of transition process characteristics |
| US7149637B2 (en) * | 2003-06-21 | 2006-12-12 | Abb Research Ltd | Detecting electromechanical oscillations in power systems |
| RU112441U1 (en) * | 2011-09-28 | 2012-01-10 | Закрытое акционерное общество "Инженерно-технический центр "Континуум" | ELECTRIC ENERGY QUALITY MONITORING SYSTEM BASED ON SYNCHRONOUS MEASUREMENTS OF ELECTRIC ENERGY QUALITY INDICATORS |
| RU119486U1 (en) * | 2012-04-19 | 2012-08-20 | Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" | SOFTWARE AND HARDWARE COMPLEX OF REGISTRATION OF TRANSITION MODES |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101685966B (en) * | 2008-09-27 | 2012-07-04 | 国家电力调度通信中心 | Method for comprehensively analyzing low-frequency oscillation and system thereof |
-
2012
- 2012-11-02 RU RU2012146671/07A patent/RU2513874C1/en active
-
2013
- 2013-04-16 EA EA201300360A patent/EA023184B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1316437A1 (en) * | 1984-12-06 | 1995-12-27 | Э.И. Капля | Adaptive meter of transition process characteristics |
| US7149637B2 (en) * | 2003-06-21 | 2006-12-12 | Abb Research Ltd | Detecting electromechanical oscillations in power systems |
| RU112441U1 (en) * | 2011-09-28 | 2012-01-10 | Закрытое акционерное общество "Инженерно-технический центр "Континуум" | ELECTRIC ENERGY QUALITY MONITORING SYSTEM BASED ON SYNCHRONOUS MEASUREMENTS OF ELECTRIC ENERGY QUALITY INDICATORS |
| RU119486U1 (en) * | 2012-04-19 | 2012-08-20 | Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" | SOFTWARE AND HARDWARE COMPLEX OF REGISTRATION OF TRANSITION MODES |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113346477A (en) * | 2021-05-08 | 2021-09-03 | 深圳市禾望电气股份有限公司 | Power grid parameter estimation method and system |
| CN113346477B (en) * | 2021-05-08 | 2023-09-19 | 深圳市禾望电气股份有限公司 | Power grid parameter estimation method and system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201300360A1 (en) | 2014-05-30 |
| EA023184B1 (en) | 2016-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20160091537A1 (en) | Method and Apparatus for Monitoring Power Grid Parameters | |
| CN107925240B (en) | Test system for traveling wave fault detector | |
| US9696367B2 (en) | Apparatus and method of fault detection and location determination | |
| JP5743296B1 (en) | Leakage location exploration method and apparatus | |
| JP2011137718A (en) | Device for monitoring high voltage insulation | |
| KR101164009B1 (en) | Automatic Meter Reading, remote meter reading service electric meter which includes a leakage rheometry function | |
| Xu et al. | Monitoring and analysis of electronic current transformer’s field operating errors | |
| JP2016156695A (en) | Phase calibration device | |
| RU2513874C1 (en) | Method for monitoring of transient modes in electric energy system and device for its implementation | |
| JP2006071341A (en) | Insulation monitoring device and method of electric installation | |
| CN105954555A (en) | Method and device for detecting null line break-off electricity stealing | |
| JP5485344B2 (en) | Monitoring device, monitoring system | |
| Zweigle et al. | Adding shaft angle measurement to generator protection and monitoring | |
| EP3064955B1 (en) | Apparatus and methods for field testing an electrical panel meter system | |
| RU125785U1 (en) | TRANSITION MODE MONITORING DEVICE IN ELECTRICITY SYSTEM | |
| Antunes et al. | Voltage sag detection methods based on synchronized phasor measurements using rtds | |
| RU2716888C1 (en) | METHOD OF DETERMINING THE LOCATION AND MAGNITUDE OF UNCONTROLLED POWER CONSUMPTION IN AN ELECTRICAL NETWORK OF 0,4 kV | |
| KR20160096364A (en) | An Estimation Method of Line Parameter based on Synchrophasor Measurements in Power System | |
| RU2554513C1 (en) | Transient modes monitor in electrical system | |
| JP2013210246A (en) | Resistance value calculation device | |
| CN108693440B (en) | Method, measuring device and measuring system for determining at least one diagnostic index | |
| Lu et al. | Power grid frequency monitoring over mobile platforms | |
| KR101882945B1 (en) | Real Time Insulation of Electronical installation Inspect System | |
| JP2017116480A (en) | Watthour meter | |
| El Safty et al. | New technique for fault location in interconnected networks using phasor measurement unit |