RU2662728C2 - Method of emergency control of the mode of parallel operation of synchronous generators in electrical networks - Google Patents

Method of emergency control of the mode of parallel operation of synchronous generators in electrical networks Download PDF

Info

Publication number
RU2662728C2
RU2662728C2 RU2016147843A RU2016147843A RU2662728C2 RU 2662728 C2 RU2662728 C2 RU 2662728C2 RU 2016147843 A RU2016147843 A RU 2016147843A RU 2016147843 A RU2016147843 A RU 2016147843A RU 2662728 C2 RU2662728 C2 RU 2662728C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
network
generators
low
section
Prior art date
Application number
RU2016147843A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016147843A3 (en
RU2016147843A (en
Inventor
Александр Георгиевич Фишов
Бекжан Батырович Мукатов
Андрей Иванович Марченко
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет"
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 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет"
Priority to RU2016147843A priority Critical patent/RU2662728C2/en
Publication of RU2016147843A3 publication Critical patent/RU2016147843A3/ru
Publication of RU2016147843A publication Critical patent/RU2016147843A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2662728C2 publication Critical patent/RU2662728C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/085Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Abstract

FIELD: electric power engineering.
SUBSTANCE: use: in electric power engineering. Method consists in determining the cross sections of the network for division in the normal mode. When an emergency disturbance occurs, the network is divided. In the after-failure mode with the separation of the network at an increased frequency in the low-power part of the network, the output power of the generators is reduced, and part of the load is cut off at a reduced frequency. Voltage and output power of the remaining generators are regulated, the separated low- and high-power parts of the network are synchronized and switched to parallel operation. Normal mode is restored. In this case, two fixed cross-sections are used to divide the network into high- and low-power parts. First one – for normal modes with power output by a low-power part of the network, the second – with power consumption. In normal mode with the power output by a low-power part of the network, one or more generators are loaded up to the value of the output power in the first cross-section. Upon a sudden deep voltage drop with the anticipation of short circuit clearing, the first-section switches and the generators of the low-power part of the network loaded up to the value of the output power in the first cross-section are disconnected. In the normal mode of power consumption, the low-power part of the network is loaded by its generators to a zero active-power flow in the second cross-section. Upon the fact of a sudden deep voltage drop with the anticipation of short circuit clearing, the switches of the second section are disconnected.
EFFECT: prevention of the occurrence of unacceptable dynamic moments on the shafts of synchronous generators and asynchronous modes with their parallel operation, reduction of cutoff short-circuit currents, decrease in the values of the powers of disconnected loads, generators, reduction of the need for telemetric information.
1 cl, 4 dwg

Description

ПРЕДЛАГАЕМОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К области электроэнергетики и может быть использовано в электроэнергетических системах, электрических сетях при управлении режимами работы синхронных электрических генераторов и электрической сети для снижения отключаемых токов короткого замыкания, предотвращения возникновения недопустимых динамических моментов на валах синхронных генераторов и асинхронных режимов, снижения величин мощностей отключаемых нагрузок, генераторов.The proposed invention relates to the field of electric power and can be used in electric power systems, electric networks to control the operating modes of synchronous electric generators and the electric network to reduce disconnected short-circuit currents, prevent unacceptable dynamic moments on the shafts of synchronous generators and asynchronous modes, reduce the power values of disconnected loads, generators.

ИЗВЕСТЕН СПОСОБ ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ (СТО _59012820.29.240.001-2011. Стандарт организации (ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «СИСТЕМНЫЙ ОПЕРАТОР ЕДИНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ». Автоматическое противоаварийное управление режимами энергосистем. Противоаварийная автоматика энергосистем. Условия организации процесса. Условия создания объекта. Нормы и требования. Издание официальное. С. 19-23) при котором, при возникновении аварийных небалансов мощности для предотвращения нарушений устойчивости с возникновением асинхронных режимов, снижают электропотребление в дефицитной части сети, как правило, путем отключения нагрузки, и генерации в избыточной части сети, как правило, путем отключения части генераторов или импульсной разгрузки турбин. После затухания переходного электромеханического процесса восстанавливают электроснабжение отключенных потребителей и нормальный режим сети.THE METHOD OF EMERGENCY CONTROL CONTROL OF THE PARALLEL OPERATION MODE OF SYNCHRONOUS GENERATORS IN ELECTRIC NETWORKS (STO _59012820.29.240.001-2011. Organization standard (OPEN JOINT STOCK COMPANY “SYSTEM OPERATOR SYSTEM. Conditions for the creation of the facility. Norms and requirements. Official publication. P. 19-23) in which, in the event of emergency power imbalances to prevent stability disturbances with the emergence of asynchronous modes, reduce power consumption in the scarce part of the network, as a rule, by disconnecting the load, and generating in the excess part of the network, as a rule, by disconnecting part of the generators or impulse unloading of the turbines. After attenuation of the transient electromechanical process, the power supply to disconnected consumers is restored and normal network mode.

ОДНАКО УКАЗАННЫЙ СПОСОБ обладает следующими недостатками:HOWEVER THE SPECIFIED METHOD has the following disadvantages:

- Способ малоэффективен при малой инерционности роторов генераторов, характерной для частей сети малой мощности, т.к. при высокой скорости изменения взаимного движения роторов генераторов частей сети большой и малой мощности неизбежные задержки ввода управляющих воздействий на изменение мощности в дефицитной и избыточной частях сети не позволяют обеспечить устойчивость их параллельной работы.- The method is ineffective with low inertia of the rotors of the generators, characteristic of parts of a low power network, because at a high rate of change in the mutual movement of the rotors of the generators of the high and low power network parts, the inevitable delays in introducing control actions on the power change in the scarce and excess parts of the network do not allow for the stability of their parallel operation.

- При сильной связи между частями сети на валах роторов генераторов части сети малой мощности в динамическом процессе возникают недопустимые моменты, многократно превышающие их номинальные значения и способные повредить энергоблоки.- With a strong connection between the network parts on the shafts of the rotors of the generators of the low-power network part in the dynamic process, unacceptable moments arise, many times exceeding their nominal values and capable of damaging power units.

- При возникновении коротких замыканий в электрической сети параллельная работа частей сети малой и большой мощности приводит к значительному увеличению отключаемых токов короткого замыкания в части электрической сети малой мощности, что повышает требования к ее коммутационным аппаратам.- In the event of short circuits in the electric network, parallel operation of parts of the low and high power network leads to a significant increase in disconnected short circuit currents in the part of the low power electric network, which increases the requirements for its switching devices.

КРОМЕ ТОГО, ИЗВЕСТЕН СПОСОБ ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ (СТО _59012820.29.240.001-2011. Стандарт организации (ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «СИСТЕМНЫЙ ОПЕРАТОР ЕДИНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ»). Автоматическое противоаварийное управление режимами энергосистем. Противоаварийная автоматика энергосистем. Условия организации процесса. Условия создания объекта. Нормы и требования. Издание официальное. С. 17-18), являющийся прототипом предлагаемого изобретения, при котором при возникновении аварийных небалансов мощности для предотвращения нарушений устойчивости с возникновением асинхронных режимов, в доаварийном режиме определяют сечение сети для деления из числа технологически возможных по критерию минимального небаланса мощности в подсистемах в доаварийном режиме. При возникновении аварийного возмущения осуществляют деление сети по заранее определенному сечению путем отключения входящих в него выключателей. При возникновении в отделившихся частях существенных небалансов мощности балансируют отделившиеся части путем отключения нагрузки в дефицитной части сети, импульсной разгрузки турбин или отключения части генераторов в избыточной части сети. После восстановления условий для синхронизации разделенных частей, включают отключенные связи, восстанавливают электроснабжение отключенных потребителей и нормальный режим сети.In addition, the METHOD FOR EMERGENCY CONTROL OF THE PARALLEL OPERATION MODE OF SYNCHRONOUS GENERATORS IN ELECTRIC NETWORKS (STO _59012820.29.240.001-2011. Organization standard (OPEN JOINT STOCK COMPANY SYSTEM SYSTEM. The conditions of the organization of the process. The conditions for the creation of the object. Norms and requirements. Official publication. P. 17-18), which is the prototype of the invention, in which occurrence of emergency power imbalances to prevent stability disturbances with the occurrence of asynchronous modes, in the pre-emergency mode, the network cross section is determined for dividing from the number of technologically possible according to the criterion of the minimum power unbalance in the subsystems in the pre-emergency mode. When an emergency disturbance occurs, the network is divided by a predetermined cross-section by turning off the circuit breakers included in it. If there are significant power imbalances in the separated parts, the separated parts are balanced by disconnecting the load in the deficient part of the network, impulse unloading of the turbines or disconnecting part of the generators in the excess part of the network. After restoring the conditions for synchronization of the separated parts, they include disconnected communications, restore power to disconnected consumers and normal network mode.

ОДНАКО УКАЗАННЫЙ СПОСОБ обладает следующими недостатками:HOWEVER THE SPECIFIED METHOD has the following disadvantages:

- Деление сети происходит после отключения короткого замыкания, что за счет подпитки места короткого замыкания в части сети малой мощности от сети большой мощности приводит к значительному увеличению отключаемых токов короткого замыкания.- The division of the network occurs after the short circuit is disconnected, which, due to the feeding of the short circuit location in the low-power network part from the high-power network, leads to a significant increase in the disconnected short-circuit currents.

- Часто возникает недопустимый динамический момент на валах генераторов части сети малой мощности из-за их значительного относительного выбега при коротких замыканиях и попадания на максимум угловой характеристики мощности при отключении короткого замыкания.- Often an unacceptable dynamic moment arises on the shafts of the generators of a low-power network part due to their significant relative run-out during short circuits and getting to the maximum angular power characteristic when the short circuit is turned off.

- Ограниченный набор возможных сечений для деления не позволяет достаточно точно сбалансировать разделяемые части сети, что приводит к отключению нагрузок, генераторов для ограничения недопустимого снижения или повышения частоты.- A limited set of possible cross-sections for dividing does not allow for accurate balancing of the shared parts of the network, which leads to disconnection of loads, generators to limit an unacceptable decrease or increase in frequency.

- Необходим значительный объем телеметрической информации и технологических возможностей деления сети по переменным сечениям, т.к. нужное сечение носит случайный характер, что усложняет управление и снижает его надежность.- A significant amount of telemetric information and technological capabilities for dividing the network into variable sections is necessary, because the desired section is random in nature, which complicates the management and reduces its reliability.

- Затруднено восстановление нормального режима сети, т.к. синхронизация разделенных частей в неподготовленном для этого сечении невозможна.- Restored normal network mode, because synchronization of the separated parts in a section not prepared for this is impossible.

ЗАДАЧЕЙ (ТЕХНИЧЕСКИМ РЕЗУЛЬТАТОМ) ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ ЯВЛЯЕТСЯ предотвращение возникновения недопустимых динамических моментов на валах синхронных генераторов и асинхронных режимов при их параллельной работе, снижение отключаемых токов короткого замыкания, снижение величин мощностей отключаемых нагрузок, генераторов, снижение потребности в телеметрической информации.THE PROBLEM (TECHNICAL RESULT) OF THE PROPOSED INVENTION IS to prevent the occurrence of unacceptable dynamic moments on the shafts of synchronous generators and asynchronous modes during their parallel operation, to reduce disconnected short-circuit currents, to reduce the power of disconnected loads, generators, and to reduce the need for telemetry information.

ПОСТАВЛЕННАЯ ЗАДАЧА РЕШАЕТСЯ ЗА СЧЕТ ТОГО, ЧТО В ИЗВЕСТНОМ СПОСОБЕ деление осуществляется ускоренно (до отключения мест короткого замыкания) по одному из двух фиксированных сечений. Одно для режимов выдачи мощности частью сети малой мощности, другое для режима потребления.The posed problem is solved at the expense of the fact that in the KNOWN METHOD, division is carried out accelerated (before disconnecting short-circuit places) along one of two fixed sections. One for power delivery modes as part of a low power network, the other for power consumption.

При этом в нормальном режиме с выдачей мощности частью сети малой мощности один или несколько ее генераторов нагружаются до величины передаваемой по сечению мощности, и, при возникновении аварийного небаланса, они отключаются одновременно с выключателями сечения. Если аварийный небаланс имел проходящий характер, то после разделения указанным способом в послеаварийном режиме части сети остаются сбалансированными, а их параллельная работа и нормальный режим быстро восстанавливаются. Если аварийный небаланс имел не проходящий характер и возник в части сети малой мощности, то после ее отделения возникший небаланс выявляется по изменению частоты и устраняется балансирующими изменениями генерации и нагрузки в отделившейся части сети.At the same time, in normal mode, with the power being supplied by a part of a low-power network, one or more of its generators are loaded to the power transmitted over the cross-section of the power, and, in the event of an emergency unbalance, they are turned off simultaneously with the cross-section switches. If the emergency unbalance was of a passing nature, then after separation by the specified method in the post-emergency mode, the network parts remain balanced, and their parallel operation and normal mode are quickly restored. If the emergency unbalance was of a non-passing nature and arose in part of the low-power network, then after its separation, the resulting unbalance is detected by the change in frequency and is eliminated by balancing changes in generation and load in the separated part of the network.

Для режима потребления мощности частью сети малой мощности сечение для деления формируется внутри нее так, чтобы после деления часть нагрузки, равная мощности передаваемой по сечению, оказалась подключенной к большой по мощности части сети.For the mode of power consumption by a part of a low-power network, a dividing section is formed inside it so that after dividing, a part of the load equal to the power transmitted over the cross-section is connected to a large part of the network.

НА ФИГ. 1 приведен пример схемы электрической сети с фиксированными сечениями для деления, содержащей части сети большой мощности (ЭС1) и малой мощности (ЭС2), представляющий реализацию предлагаемого способа;In FIG. 1 shows an example of a circuit of a fixed-section electric network for dividing, comprising parts of a high power network (ES1) and low power (ES2), representing the implementation of the proposed method;

НА ФИГ. 2 приведена блок схема устройства противоаварийного управления режимом параллельной работы, реализующего предлагаемый способ;In FIG. 2 shows a block diagram of an emergency control device for a parallel operation mode that implements the proposed method;

НА ФИГ. 3 приведена угловая характеристика мощности генераторов части сети малой мощности;In FIG. 3 shows the angular characteristic of the power of the generators of the low-power network part;

НА ФИГ. 4 представлен переходный процесс, соответствующий предлагаемому способу управления.In FIG. 4 shows the transition process corresponding to the proposed control method.

СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С ФИКСИРОВАННЫМИ СЕЧЕНИЯМИ (S1, S2) ДЛЯ ДЕЛЕНИЯ (ФИГ. 1) содержит трансформатор (1) с выключателями (2, 3), выключатели отходящих фидеров нагрузки (4, 5) подстанции присоединения ЭС2 к ЭС1, выключатели (6, 7) линии электрической связи (8) частей сети, выключатели отходящих фидеров нагрузки распределительного пункта (9, 10, 11, 12), выключатели линии электрической связи электростанции с распределительным пунктом (13, 14), выключатели фидеров нагрузки электрической станции (15, 16), выключатели генераторов (17, 18), электрогенераторы энергоблоков электростанции (19, 20).DIAGRAM OF THE ELECTRIC NETWORK WITH FIXED SECTIONS (S1, S2) FOR DIVISION (FIG. 1) contains a transformer (1) with switches (2, 3), switches of the outgoing feeders (4, 5) of the substation connecting ES2 to ES1, switches (6, 7) electric communication lines (8) of the network parts, switches of the outgoing feeders of the load of the distribution point (9, 10, 11, 12), switches of the electric communication lines of the power station with the distribution point (13, 14), switches of the load feeders of the electric station (15, 16 ), generator switches (17, 18), power generating units s power plant (19, 20).

Устройство противоаварийного управления режимом параллельной работы (ФИГ. 2) содержит измерительное устройство сбора и обработки данных (21), решающий блок (22), блок выдачи управляющих воздействий (23).The emergency control device of the parallel operation mode (FIG. 2) contains a measuring device for collecting and processing data (21), a decisive unit (22), and a unit for issuing control actions (23).

СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ.THE METHOD IS CARRIED OUT AS FOLLOWS.

Рассмотрим режим выдачи мощности частью сети малой мощности в сеть большой мощности.Consider the mode of power output by a part of a low power network to a high power network.

В нормальном (доаварийном) режиме генератор Г1 (19) загружают до величины передаваемой мощности (Рвыд) сечения 1, т.е. через выключатель 7. Фиксируют величину передаваемой мощности Рвыд как уставку в Устройстве противоаварийного управления режимом параллельной работы, которое, при отклонении передаваемой мощности от уставки, воздействует на выдачу мощности генератором Г2 для поддержания постоянства заданной передаваемой мощности.In the normal (pre-emergency) mode, the G1 generator (19) is loaded to the transmitted power (Rvyd) of section 1, i.e. through the switch 7. The value of the transmitted power Rvyd is fixed as the setting in the Emergency Control Device for the parallel operation mode, which, when the transmitted power deviates from the setting, acts on the power output by the G2 generator to maintain the constancy of the given transmitted power.

При возникновении аварийного возмущения в сети большой мощности (например, коротком замыкании (к.з.) на фидере нагрузки (5) УСОД (21) незамедлительно выявляет факт возникновения аварийного небаланса мощности по признаку импульсного снижения напряжения (U7, U13) на шине распределительного пункта (РП), решающий блок (22) вырабатывает команду, а блок выдачи УВ (23) выдает команду на отключение выключателя первого сечения (7) и генератора Г1 (17). Отключение выключателя (7) снимает ток подпитки короткого замыкания от генераторов части сети малой мощности, часть сети малой мощности отделяется с балансом по активной мощности, что сохраняет ее нормальный режим работы. После отключения релейной защитой поврежденного фидера (5) восстанавливаются условия для возобновления параллельной работы разделившихся частей сети, решающий блок (22) и блок выдачи УВ (23) воздействуют на режим генератора Г2 (20), добиваясь выполнения условий точной синхронизации подсистем, и включают выключатель (7). Далее этой же автоматикой с сетью синхронизируется генератор Г1 (19) и восстанавливается его первоначальная загрузка.In the event of an emergency disturbance in a high-power network (for example, a short circuit (short circuit) at the load feeder (5), the USOD (21) immediately detects the occurrence of an emergency power imbalance on the basis of a pulse voltage drop (U7, U13) on the distribution point bus (RP), the decisive unit (22) generates a command, and the HC output unit (23) issues a command to turn off the first section switch (7) and generator G1 (17). Disconnecting the switch (7) removes the short-circuit feed current from the generators of the network part low power, h The low-power network is separated with the active power balance, which maintains its normal mode of operation.After disconnecting the damaged feeder (5) by relay protection, the conditions are restored for the parallel operation of the divided parts of the network to resume, the decision unit (22) and the HC output unit (23) act to the generator G2 mode (20), ensuring that the conditions for accurate synchronization of the subsystems are met, and turn on the switch (7). Then, the G1 generator (19) is synchronized with the network with the same automation and its initial load is restored.

При возникновении аварийного возмущения в части сети малой мощности (например, к.з. на фидере нагрузки (9)) УСОД (21) незамедлительно выявляет факт возникновения аварийного небаланса мощности по признаку импульсного снижения напряжения (U7, U13) на шине распределительного пункта, решающий блок (22) вырабатывает, а блок выдачи УВ (23) выдает команду на отключение выключателя первого сечения (7) и генератора Г1 (17). Отключение выключателя (7) снимает ток подпитки короткого замыкания от генераторов части сети большой мощности, релейная защита отключает выключатель (9), часть сети малой мощности отделяется с небалансом по активной мощности в послеаварийном режиме, равном мощности отключенного фидера нагрузки. Возникший небаланс, в зависимости от его величины, ликвидируется регуляторами скорости вращения роторов генераторов и частоты в системе малой мощности, а также, при необходимости, штатной автоматикой ограничения снижения частоты. После ликвидации возникшего небаланса восстанавливаются условия для возобновления параллельной работы подсистем, решающий блок (22) и блок выдачи УВ (23) воздействуют на режим генератора Г2 (20), добиваясь выполнения условий точной синхронизации частей сети, и включают выключатель (9). Далее этой же автоматикой с сетью синхронизируется генератор Г1 (19) и восстанавливается его первоначальная загрузка.In the event of an emergency disturbance in the part of the low-power network (for example, short circuit on the load feeder (9)), the USOD (21) immediately detects the occurrence of emergency power unbalance by the sign of a voltage drop (U7, U13) on the distribution point bus, which decides the unit (22) generates, and the HC output unit (23) issues a command to turn off the switch of the first section (7) and the generator G1 (17). Opening the circuit breaker (7) removes the short-circuit feeding current from the generators of the high-power network part, the relay protection opens the circuit-breaker (9), part of the low-power network is separated with unbalance in active power in the emergency mode, equal to the power of the disconnected load feeder. The resulting imbalance, depending on its magnitude, is eliminated by the regulators of the rotor speed of the generators and the frequency in the low-power system, as well as, if necessary, by standard automation to limit the frequency reduction. After eliminating the unbalance that has arisen, the conditions are restored for the parallel operation of the subsystems to resume, the decisive unit (22) and the HC output unit (23) act on the G2 generator mode (20), ensuring that the conditions for accurate synchronization of network parts are met, and turn on the switch (9). Further, the G1 generator (19) is synchronized with the network by the same automation and its initial load is restored.

Рассмотрим режим потребления мощности частью сети малой мощности из части сети большой мощности.Consider the mode of power consumption by a part of a low-power network from a part of a high-power network.

В нормальном режиме загружают генераторы Г1, Г2 (19, 20) так, чтобы передаваемая мощность сечения 2 (Рвыд), т.е. через выключатель 13, была близка к нулю. Фиксируют величину передаваемой мощности (Рвыд) как уставку в Устройстве противоаварийного управления режимом параллельной работы, которое, при отклонении передаваемой мощности от уставки, воздействует на выдачу мощности генератором Г2 для поддержания постоянства заданной передаваемой мощности.In the normal mode, the generators G1, G2 (19, 20) are loaded so that the transmitted power of section 2 (Rvyd), i.e. through switch 13, was close to zero. The value of the transmitted power (Rvyd) is fixed as the setting in the Emergency Control Device for the parallel operation mode, which, when the transmitted power deviates from the setting, affects the power output by the G2 generator to maintain the constancy of the given transmitted power.

При возникновении аварийного возмущения в части сети большой мощности (например, к.з. на фидере нагрузки (5), УСОД (21) незамедлительно выявляет факт возникновения аварийного небаланса мощности по признаку импульсного снижения напряжения на шине РП (U7, U13), решающий блок (22) вырабатывает команду, а блок выдачи УВ (23) выдает команду на отключение выключателя второго сечения (13). Отключение выключателя (13) снимает ток подпитки короткого замыкания от части сети малой мощности, отделяет часть сети малой мощности с балансом по активной мощности, что сохраняет ее нормальный режим работы. После отключения релейной защитой поврежденного фидера (5) восстанавливаются условия для возобновления параллельной работы разделившихся частей сети, решающий блок (22) и блок выдачи УВ (23) воздействуют на режим генераторов Г1, Г2 (19, 20), добиваясь выполнения условий точной синхронизации подсистем, и включают выключатель (13).In the event of an emergency disturbance in a part of a high-power network (for example, a short circuit on the load feeder (5), the USOD (21) immediately detects the occurrence of an emergency power unbalance based on the pulse voltage reduction on the RP bus (U7, U13), the deciding unit (22) generates a command, and the output unit HC (23) issues a command to turn off the circuit breaker of the second section (13). Turning off the circuit breaker (13) removes the short-circuit feed current from part of the low-power network, separates part of the low-power network with an active power balance that with It preserves its normal mode of operation.After disconnecting the damaged feeder (5) by relay protection, the conditions are restored for the parallel operation of the divided parts of the network to resume, the decisive unit (22) and the HC output unit (23) affect the mode of generators G1, G2 (19, 20), trying to fulfill the conditions for accurate synchronization of subsystems, and turn on the switch (13).

При возникновении аварийного возмущения в части сети малой мощности (например, к.з. на фидере нагрузки (9) УСОД (21) незамедлительно выявляет факт возникновения аварийного небаланса мощности по признаку импульсного снижения напряжения на шине РП (U7, U13), решающий блок (22) вырабатывает команду, а блок выдачи УВ (23) выдает команду на отключение выключателя второго сечения (13). Отключение выключателя (13) снимает ток подпитки короткого замыкания от части сети малой мощности, отделяет часть сети малой мощности с балансом по активной мощности, что сохраняет ее нормальный режим работы. После отключения релейной защитой поврежденного фидера (9) восстанавливаются условия для возобновления параллельной работы подсистем, решающий блок (22) и блок выдачи У В (23) воздействуют на режим генераторов Г1, Г2 (19, 20), добиваясь выполнения условий точной синхронизации подсистем, и включают выключатель (13).In the event of an emergency disturbance in the part of the low-power network (for example, short circuit on the load feeder (9), the USOD (21) immediately detects the occurrence of emergency power unbalance based on the pulse voltage reduction on the RP bus (U7, U13), the decisive unit ( 22) generates a command, and the HC output unit (23) issues a command to turn off the circuit breaker of the second section (13) .Turning off the circuit breaker (13) removes the short-circuit feed current from part of the low power network, separates part of the low power network with active power balance, what save After switching off the damaged feeder (9) by relay protection, the conditions for resuming parallel operation of the subsystems are restored, the decisive unit (22) and the output unit У В (23) act on the mode of generators G1, G2 (19, 20), achieving fulfilling the conditions for accurate synchronization of subsystems, and turn on the switch (13).

При возникновении аварийного возмущения в части сети малой мощности до сечения S2 (например, к.з. на фидере нагрузки (15)) УСОД (21) незамедлительно выявляет факт возникновения аварийного небаланса мощности по признаку импульсного снижения напряжения на шине РП (U7, U13), решающий блок (22) вырабатывает, а блок выдачи УВ (23) выдает команду на отключение выключателя второго сечения (13). Отключение выключателя (13) снимает ток подпитки короткого замыкания от части сети большой мощности, релейная защита отключает выключатель (15), часть сети малой мощности отделяется с небалансом по активной мощности в послеаварийном режиме, равном мощности отключенного фидера нагрузки. Возникший небаланс, в зависимости от его величины, ликвидируется регуляторами скорости вращения роторов генераторов и частоты в отделившейся части сети малой мощности, а также, при необходимости, штатной автоматикой ограничения повышения частоты. После ликвидации возникшего небаланса восстанавливаются условия для возобновления параллельной работы подсистем, решающий блок (22) и блок выдачи УВ (23) воздействуют на режим генераторов Г1, Г2 (19, 20), добиваясь выполнения условий точной синхронизации частей сети, и включают выключатель (13). Далее этой же автоматикой разделившиеся части сети синхронизируются, включается выключатель 13 и загружаются генераторы Г1, Г2 (19, 20) до уровня нулевого перетока мощности по сечению 2.In the event of an emergency disturbance in the part of the low-power network up to section S2 (for example, short circuit on the load feeder (15)), the USOD (21) immediately detects the occurrence of emergency power unbalance on the basis of a pulse voltage drop on the RP bus (U7, U13) , the decisive unit (22) generates, and the issuing unit HC (23) issues a command to open the circuit breaker of the second section (13). Opening the circuit breaker (13) removes the short-circuit feeding current from part of the high-power network, relay protection opens the circuit-breaker (15), part of the low-power network is separated with unbalance in active power in the emergency mode, equal to the power of the disconnected load feeder. The resulting imbalance, depending on its magnitude, is eliminated by the regulators of the rotor speed of the generators and the frequency in the separated part of the low power network, as well as, if necessary, by standard automation to limit the increase in frequency. After eliminating the unbalance that has arisen, the conditions are restored for the parallel operation of the subsystems to resume, the decisive unit (22) and the HC output unit (23) act on the mode of the generators G1, G2 (19, 20), ensuring that the conditions for accurate synchronization of network parts are met, and turn on the switch (13 ) Further, by the same automation, the divided parts of the network are synchronized, the switch 13 is turned on, and the generators G1, G2 (19, 20) are loaded to the level of zero power flow over section 2.

На Фиг. 3 можно увидеть, что для исключения возникновения ударного момента на валах синхронных генераторов части сети малой мощности необходимо предусмотренное предлагаемым способом разделение сети до отключения короткого замыкания, т.е. осуществление опережающего деления. Его применение снимает подпитку мест короткого замыкания от одной из разделяемых частей сети и, таким образом, снижает отключаемые токи короткого замыкания.In FIG. 3, it can be seen that in order to exclude the occurrence of a shock moment on the shafts of synchronous generators of a part of a low-power network, it is necessary to divide the network provided by the proposed method before disconnecting a short circuit, i.e. implementation of leading division. Its use removes the supply of short circuit places from one of the shared parts of the network and, thus, reduces disconnected short circuit currents.

На Фиг. 4 представлены графики переходного процесса при управлении предлагаемым способом. Можно увидеть достижение целей предлагаемого способа, т.к. изменение режимных параметров в послеаварийном режиме не является аварийным, изменение частоты вызвано возникновением кратковременного динамического небаланса мощности на валу генератора и ликвидируется работой штатного регулятора скорости энергоблока.In FIG. 4 presents graphs of the transition process when managing the proposed method. You can see the achievement of the objectives of the proposed method, because the change of operating parameters in the post-emergency mode is not emergency, the frequency change is caused by the occurrence of a short-term dynamic power imbalance on the generator shaft and is eliminated by the work of the standard power unit speed controller.

ТАКИМ ОБРАЗОМ, в отличие от прототипа, предлагаемый способ (опережающего сбалансированного деления сети на части по фиксированным сечениям) обеспечивает снижение отключаемых токов короткого замыкания, устраняет угрозу возникновения недопустимых моментов на валах синхронных генераторов части сети малой мощности, предотвращает возникновение асинхронных режимов, исключает необходимость или снижает объемы отключения нагрузки для предотвращения развития аварий.Thus, in contrast to the prototype, the proposed method (leading balanced division of the network into parts by fixed sections) reduces disconnected short-circuit currents, eliminates the risk of unacceptable moments on the shafts of synchronous generators of a low-power network, prevents the occurrence of asynchronous modes, eliminates the need for or reduces load shedding to prevent accidents.

Claims (1)

Способ противоаварийного управления режимом параллельной работы синхронных генераторов в электрических сетях, заключающийся в том, что в нормальном режиме определяют сечения сети для деления из числа технологически возможных, при возникновении аварийного возмущения осуществляют деление сети по заранее определенному сечению путем отключения входящих в него выключателей, в послеаварийном режиме с разделением сети при повышенной частоте в части сети малой мощности снижают выдаваемую мощность генераторов, а при пониженной частоте отключают часть нагрузки, регулируют напряжение и выдаваемую мощность оставшихся генераторов для выполнения условий точной синхронизации частей сети малой и большой мощности по использованному для деления сечению и включают его включатели для восстановления параллельной работы частей сети, восстанавливают нормальный режим сети включением всех отключенных нагрузок и генераторов и с их соответствующей загрузкой, отличающийся тем, что с целью предотвращения возникновения недопустимых динамических моментов на валах синхронных генераторов и асинхронных режимов при их параллельной работе, снижения отключаемых токов короткого замыкания, снижения величин мощностей отключаемых нагрузок, генераторов в электрической сети фиксируют два постоянных сечения для деления на случай возникновения аварийных небалансов, первое для нормальных режимов с выдачей мощности, второе с потреблением частью сети малой мощности, в нормальном режиме с выдачей мощности один или несколько генераторов части сети малой мощности загружают до величины выдаваемой мощности по первому сечению, по факту внезапного глубокого снижения напряжения с опережением отключения короткого замыкания отключают выключатели первого сечения и генераторов части сети малой мощности, загруженных до величины выдаваемой мощности по первому сечению, в нормальном режиме потребления мощности частью сети малой мощности, загружают ее генераторы до нулевого перетока активной мощности по второму сечению, по факту внезапного глубокого снижения напряжения с опережением отключения короткого замыкания отключают выключатели второго сечения.A method of emergency control of the parallel operation mode of synchronous generators in electric networks, which consists in the fact that in normal mode the network cross sections are determined for dividing from the number of technologically possible ones, in the event of an emergency disturbance, the network is divided according to a predetermined section by turning off the breakers included in it, in the after-emergency mode with network separation at high frequency in part of the low-power network reduce the output power of the generators, and at a lower frequency They take away part of the load, adjust the voltage and the power output of the remaining generators to fulfill the conditions for accurate synchronization of the small and high power network parts according to the cross-section used for dividing, and turn on its switches to restore parallel operation of the network parts, restore the network to normal mode by turning on all disconnected loads and generators and with their respective loading, characterized in that in order to prevent the occurrence of unacceptable dynamic moments on the shafts of synchronous generator in and asynchronous modes during their parallel operation, reducing disconnected short-circuit currents, decreasing the power of disconnected loads, generators in the electric network fix two constant sections for dividing in the event of emergency unbalances, the first for normal modes with power output, the second with consumption of part of the network low power, in normal mode with power output, one or more generators of a part of the low power network is loaded to the amount of power output in the first section, in fact at a sudden deep voltage drop ahead of a short circuit disconnect, the first section and generators of the low-power network part are turned off, loaded to the amount of output power in the first section, in the normal mode of power consumption by a part of the low-power network, their generators are loaded to zero active power flow in the second cross-section, upon the fact of a sudden deep decrease in voltage ahead of the short circuit disconnection, the circuit breakers of the second section are disconnected.
RU2016147843A 2016-12-06 2016-12-06 Method of emergency control of the mode of parallel operation of synchronous generators in electrical networks RU2662728C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147843A RU2662728C2 (en) 2016-12-06 2016-12-06 Method of emergency control of the mode of parallel operation of synchronous generators in electrical networks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147843A RU2662728C2 (en) 2016-12-06 2016-12-06 Method of emergency control of the mode of parallel operation of synchronous generators in electrical networks

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016147843A3 RU2016147843A3 (en) 2018-06-06
RU2016147843A RU2016147843A (en) 2018-06-06
RU2662728C2 true RU2662728C2 (en) 2018-07-30

Family

ID=62557397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016147843A RU2662728C2 (en) 2016-12-06 2016-12-06 Method of emergency control of the mode of parallel operation of synchronous generators in electrical networks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2662728C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2692054C1 (en) * 2018-10-10 2019-06-20 Павел Владимирович Илюшин Method of anti-accident control of mode of parallel operation of synchronous generators and division automation in electric networks
RU2697510C1 (en) * 2018-04-10 2019-08-15 Общество с ограниченной ответственностью "Торнадо Модульные системы" Method for controlling composition and loading of generators of a power plant with own loads, operating in isolation and in parallel to a receiving power system
RU2752248C1 (en) * 2020-12-07 2021-07-23 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» Method for controlling mode of parallel operation of synchronous generators in electrical networks
RU2811559C1 (en) * 2023-06-05 2024-01-15 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Method for protecting power lines and emergency control in electrical networks with distributed generation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1156194A1 (en) * 1983-10-14 1985-05-15 Пермский политехнический институт Device for controlling parallel operation of synchronous generators
US5426578A (en) * 1992-02-10 1995-06-20 Honda Giken Kabushiki Kaisha Generator having automatic parallel operation function
RU2256274C1 (en) * 2003-12-08 2005-07-10 Новосибирский государственный технический университет Method for control of static stabilized ac voltage sources operating in parallel to common load
RU2587590C2 (en) * 2011-03-15 2016-06-20 Лонцын Мотор Ко., Лтд. Method and device for control of internal combustion engine driven generator, installed with possibility of operation in parallel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1156194A1 (en) * 1983-10-14 1985-05-15 Пермский политехнический институт Device for controlling parallel operation of synchronous generators
US5426578A (en) * 1992-02-10 1995-06-20 Honda Giken Kabushiki Kaisha Generator having automatic parallel operation function
RU2256274C1 (en) * 2003-12-08 2005-07-10 Новосибирский государственный технический университет Method for control of static stabilized ac voltage sources operating in parallel to common load
RU2587590C2 (en) * 2011-03-15 2016-06-20 Лонцын Мотор Ко., Лтд. Method and device for control of internal combustion engine driven generator, installed with possibility of operation in parallel

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697510C1 (en) * 2018-04-10 2019-08-15 Общество с ограниченной ответственностью "Торнадо Модульные системы" Method for controlling composition and loading of generators of a power plant with own loads, operating in isolation and in parallel to a receiving power system
RU2692054C1 (en) * 2018-10-10 2019-06-20 Павел Владимирович Илюшин Method of anti-accident control of mode of parallel operation of synchronous generators and division automation in electric networks
RU2752248C1 (en) * 2020-12-07 2021-07-23 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» Method for controlling mode of parallel operation of synchronous generators in electrical networks
RU2811559C1 (en) * 2023-06-05 2024-01-15 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Method for protecting power lines and emergency control in electrical networks with distributed generation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016147843A3 (en) 2018-06-06
RU2016147843A (en) 2018-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Affonso et al. Performance of ROCOF relays for embedded generation applications
RU2662728C2 (en) Method of emergency control of the mode of parallel operation of synchronous generators in electrical networks
US20170033599A1 (en) Segment protected parallel bus
Schäfer et al. Adaptive protection system for distribution networks with distributed energy resources
EP2978094B1 (en) Hybrid thyristor-controlled series capacitor and passive damping filter for series capacitors
Zhang et al. Remedial action schemes and defense systems
US10199825B2 (en) Control of a microgrid
Eroshenko et al. Features of implementing multi-parameter islanding protection in power districts with distributed generation units
Abbaspour et al. Multi-agent system-based hierarchical protection scheme for distribution networks with high penetration of electronically-coupled DGs
Martinez et al. Smart grids part 1: Instrumentation challenges
Liu et al. A simple multi agent system based adaptive relay setting strategy for distribution system with wind generation integration
Kulkarni et al. Study of power system load shedding scheme based on dynamic simulation
Robak et al. Transient stability enhancement by series braking resistor control using local measurements
RU188256U1 (en) Power supply control device for an industrial energy district with distributed generation sources during a short circuit on a redundant section of substation buses
Dindar et al. Development of a communication-assisted adaptive overcurrent protection scheme in smart distribution networks in presence of wind and solar generation
Dawoud et al. Restoring recloser-fuse coordination in radial distribution networks with distributed generation
RU2692758C1 (en) Method of power supply control for industrial power district with sources of distributed generation at short-circuit on reserved section of substation buses
KR101419845B1 (en) Method for optimizing reactance to reduce torsional torque of shaft in turbine generator, and method and apparatus for reclosing power line using the same
EP2664045A2 (en) Method for operating a recloser
Zhou et al. A novel open-loop method to synchronize an islanded system with the main grid
Milosevic et al. A new technique for improving stability of distributed synchronous generators during temporary faults in a distribution network
Mukatov et al. Disintegration of power grid as part of the task of increasing functionality of electric system
Mishra et al. Transient stability analysis of multi machine system
Lal et al. Transient stability enhancement of 30 bus multi-machine systems by using PSS & increasing inertia
Sishuba et al. Adaptive control system for continuity of supply using dispersed generators