SU1020918A1 - Способ управлени переходным процессом в энергосистеме - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроэнергетике и может найти применение в энергосистемах при возникновении коротких замыканий, вызывающих нарушение устойчивости работы электростанций .

Известны способы управлени  переходным процессом в энергосистеме с применением то  лозных нагрузочных сопротивлений, автоматически подключаемых к шинам электростанций, при возникновении коротких замыканий на лини х электропередааи 1 и 2.

Недостатком этих способов  вл етс  программный характер управлени , при котором величина тормозного сопротивлени  и длительность его включенного состо ни  определ етс  заранее и не корректируетс  по ходу процесс. Из-за неучета фактического характера переходного процесса эффективность торможени  может оказатьс  недостаточной или могут имет место глубокие качани  из-за избыточности воздействи .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ управлени  переходньм процессом путем управлени  активной мощностью турбогенератора, согласно которому фиксируют возникновение аварии и измер ют скольжение генератора и мощность турбины. В этом способе в процессе управлени  контролируютс  параметры переходного процесса 3,

Однако при этом ставитс  только задача йовншени  устойчивости. Реализуемый закон управлени  не обеспечивает максимального гашени  качаний , возникающих в результате возмущени  и воздействий с целью повышани  устойчивости, что  вл етс  недостатком указанного способа. Возникновение глубоких и длительных колебаний ротора генератора может привести к самораскачиванию и нарушению устойчивости параллельной работы других генераторов в энергосистеме . Следствием колебаний ротора г нератора также  вл етс  снижение качества электроснабжени  потребителей , так как при этом имеют место значительные колебани  частоты и напр жени .

Цель изобретени  - повышение качества переходных процессов, исключение глубоких и длительных: в энергосистеме.

Поставленна  цель достигаетс  те что в способе управлени  переходньм процессом в энергосистеме путем фиксации аварии, измерени  скольжени  генератора и мощности турбины дополнительно измер ют ЭДС генератора, напр жение приемной сие

темы и угол между ними, при достижении скольжением нулевого значени  реактивное сопротивление электропередачи увеличивают так, чтобы активна  мощность генератора была больше мощности турбины на заданную величину ДР, затем при отрицательном скольжении и значении угла большем 90 увеличивают сопротивление электпереда:чи и при отрицательном скольжении и значении угла, меньшем 90, уменьшают сопротивление электропередачи так, чтобы превышение активной мощностью генератора мощности турбины поддерживалось равным указанному значению ДР. Задаваема  величина и Р определ етс  требовани ми к кчеству переходного процесса (требуемой скоростью возврата ротора к положению равновеси ), точностью измерений и управлени  сопротивлением электропередачи и может приниматьс  равной псэр дка 2-5%

На фиг.1представлена схема элекропередачи; на фиг.2 показан график переходного процесса, воз- , никак цего в электропередаче при использовании известного способа; на фих-.З - график переходного процесса . возникающего в электропередаче при использовании изобретени ; на фиг.4 блок-схема устройства, предназначенного дл  реализации предлагаемог способа.

Электропередача (фиг.1) состоит из эквивалентного генератора 1, трансформатора 2, управл емого реактора 3 и линии 4, подключенной к шинам приемной энергосистемы 5.

Устройство (фиг,4), реализующее предлагаемый способ, содержит блок фиксации аварии, датчик 7 мощности турбины (не показана), блок 8 ум ножени  ЭДС генератора на напр жение приемной энергосистемы 5 и синус угла Т между ними, блок 9 суммировани  мощности турбины и небаланса мощностей генератора 1 и турбины, блок 10 делени , блок 11 суммировани  сопротивлений, выходной блок 12 суммировани , релейный элемент 13, блок 14 управлени , орган 15 дифференцировани  и блок 16 синуса угла.

Выход блока 7 подключен к вхоцу блока 9. Выход блока 16 подключен к входу блока 8. Выходы блоков 8 и 9 подключены к входам блока 10, выход которого св зан с первым входом блока 12, второй вход которого соединен с выходом блока 11, а Выход блока 12 через замыкаю1ций контакт релейного элемента 13 св зан с блоком 14 управлени  реактивным сопротивлением электропередачи . Релейный элемент 13, к катушке которого подключен выход дифференцирующего органа 15, замыкает

свой контакт при нулевом или отрицательном значении скольжени  генератора 1.

Устройство работает следующим образом..

В но1 лальных услови х работы электропередачи блок 6 фиксации аварии блокирует воздействле устройства (фиг.4} на изменение величины реактиного сопротивлени  реактора 3 (например г отключает питание устройства ).

В аварийной ситуации (например, при отключении и последующем успещHQM включении линии 4 электропередачи ) блок б фиксации аварии переводит уотройство в рабочее состо ние {например подает питание на схему ) . При этом на выходе блока 12 по вл етс  сигнал,пропорциональный необходимой величине реактивного сопротивлени  управл емого реактора 3, а на выходе дифференцирующего органа 15 - сигнал., пропорциональный скольжению генератора 1.

Нулевое значение сигнала скользкеии  приводит к срабатыванию релейного . злемен Еа 13 замыкаювзего свди контакты в цепи входа блока 14; произ одшаего управлен) величиной реактивного сопротивлени  реактора 3, и зависимости от сигнала на выходе блока 12.

Дальнейшее изменение величину сойротивле ни   реак трра X р определ е« ,с  величиной изменени  угла сГ векторами ЭДС генератора и приемной энергосистемы 5 и величиной изменени  мощности турбины: .

- а - 9Y Y +Y

Р

; ,

где ё 5 - векторы ЭДС генератора и

приемной энергосистемы .соответственно;

Р - механическа  мощность тур бины;

X - реактивное сопротивление

генератора; X. - реактивное сопротивление

трансформатора;

Хд - реактивное.. сопротивление линии;

величина небаланса мощност

генератора и турбины. Отличие предлагаемого cnoco6ia управлени  переходным процессом (фиг.3 от известных (фиг.2) определ етс  следующим.

При достижении скольжением гене ратора нулевого значени  при угле dnp (Фнг.2о и За) кинетическа  энерги  ротора генератора, запасенна  во врем  короткого замыкани  и бестоковой паузы, будет полиостыо израсходована. Однако движение ротора не .может прекратитьс , так как его потенциальна  энерги  к этсжу мо

менту достигла св.оего максимума и на ротор действует момент, равный разности .электрической мощности генера .тора и турбины. Поскольку этот момент имеет значительную величину, то под его действием ротор возвращаетс  к точке равновеси  мощностей турбины и генератора, облада  больпюй кинетической энерги эй (фип. 2о), полученной уже при торможении, и процесс преобразовани  энергии начинаетс  сначала, вновь вызыва  длительные по времени и большие по амплитуде качани  ротора (фиг.25). Сопротивление реактора определ етс  только режимом ограничени  токов короткого замыкани , поэтому в начале аварии Хр имеет максимальное значение, а после устранени  короткого замыкани  при угле сГ| его величина уменьшаетс  практически до нул  и не оказывает вли ни  на дальнейшие переходные процессы в энергосистеме.

Согласно предлагаемому способу при достижении скольжением генератора величины, равной нулю, резко увеличивают реактивное сопротивление электропередачи, что позвол ет в момент времени при угле (Гпр t когда ,. кинетическа  энерги  ротора пол-ностью израсходована (фиг.За), уменьшить разность между 3|Лектрической мощностью генератора и механиЧескОй мощностью турбины до неднчительной величнны лР . Вследствие этого ротор генератора будет ТОЕМОЗИтьс , что приведет к им енению угла { и вызовет соответственное изменение активной мощности генератора.

Чтобы избежать, возобновлени  процесса преобразовани  энергии, вы зывакхдего качание ротора, необходимо во врем  торможени  ротора (скольжение отрицательно) сохран ть посто нной незначительную (2-5%) разность между электрической мощности генератора и механической мощностью турбины. Дл  этого в зависнмости от угловой характеристики генератора по активной мощности, реактивное со противление электропередачи необходимо плавно увеличивать,если угол (f больше 90 илиплавно уменьшать, если угол cf меньше 90 (фиг.За) . Это позвол ет значительно медленнее, почти по 1 экспоненте (фнг.ЗйГ) , перевести ротор генератора к точке равновеси  мощностей турбины и генератора о минимально возможной запасенной кинематической энергией. Тет самым , как амплитуда, так и врем  ка чани  ротора, значительно 4енЫ11ают с ..

ТакНм образом, практически отсутствуют глубокие и длительтле колебани  частоты и напр жени  передаваемо энергии, что повышает качество перезюдного npouecca энергосистеме и качество энергоснабжени  потребителей . Предлагаемый способ управлени  переходным процессом может примен тьс  как самосто тельно, так и в сочетании с известными способами управлени  дл  повьвиени  устойчивости энергосистемы,,

Claims (1)

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫМ ПРОЦЕССОМ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ путем фиксации аварии, измерения скольжения генератору и мощности турбины, о т л и ча ю щи й с я тем, что.

   с целью повышения качества переход- ных'процессов.и исключения глубоких и длительных качаний в энергосистеме, дополнительно измеряют ЭДС генератора, напряжение приемной системы и угол между ними, при достижении скольжением нулевого значения реактивное сопротивление электропередачи увеличивают так, чтобы активная мощность генератора была больше мощности турбины на заданную величину др, определяемую требуемой скоростью возврата · ротора к положению равновесия, точностью измерений и управления сопротивлением электропередачи, затем при отрицательном скольжении и значении угла большем 90°, увеличивают, а при отрицательном скольжении й значении угла, меньшем 90°, уменьшают сопрев тивление электропередачи так, чтобы превышение активной мощностью генератора мощности турбины поддерживалось равным указанному значению ΔΡ .