SU1201956A1

SU1201956A1 - Device for group control of active power of hydroelectric units

Info

Publication number: SU1201956A1
Application number: SU833681118A
Authority: SU
Inventors: Валентин Александрович Карпов; Исаак Иосифович Ляткер; Вячеслав Васильевич Нуждин
Original assignee: Всесоюзный Электротехнический Институт Им.В.И.Ленина
Priority date: 1983-12-30
Filing date: 1983-12-30
Publication date: 1985-12-30

Abstract

Устройство группового управлени активной мощностью гидроагрегатов относитс к области регулировани частоты и активной мощности в энергосистеме и может быть использовано на гидро- и гидроаккумулирующих электростанци х. Изобретение позвол ет увеличить регулировочный диапазон , маневренность электростанции и надежность управлени при наличии хот бы на одном гидроагрегате зоны нежелательных нагрузок внутри диапазона регулировани . Заданна группе регул торов мощность распредел етс между агрегатами группы блоком распределени в пределах заданных ему дл каждого агрегата верхнего и нижнего уровней ограничени . В блоке 2 выбора рабочих зон на основании входной информации вычисл етс разность между заданием на группу агрегатов и суммой заданий каждому агрегату, определенных в блоке 3 распределени . Если разность отрицательна и превышает по абсолютной величине некоторую зону нечувствительности в течение заданного интервала времени, то i блок выбора рабочих зон переводит О) один агрегат в нижнюю рабочую зону путем изменени верхнего и нижнего уровней ограничени в соответствующем канале блока распределени . При этом если указанна разность уменьшаетс по абсолютной величине и пре1 0 вышает зону нечувствительности, то второй, третий и т.д. агрегаты будут последовательно переводитьс в нижнюю рабочую зону до тех пор, пока (О разность не станет по абсолютной СП величине меньше заданной зоны нечуво: ствительности. Перевод агрегатовThe device for group control of the active power of hydraulic units relates to the field of frequency control and active power in the power system and can be used in hydro and pumped storage power plants. The invention allows to increase the control range, power station maneuverability and reliability of control in the presence of at least one hydraulic unit of unwanted loads within the control range. The power assigned to the group of regulators is distributed between the units of the group by the distribution unit within the limits of the upper and lower levels specified for each unit. In block 2, the selection of working areas on the basis of the input information is calculated the difference between the task for a group of units and the sum of tasks for each unit, defined in block 3 of the distribution. If the difference is negative and exceeds in absolute value a certain deadband during a given time interval, then i work station selection block translates O) one unit to the lower work zone by changing the upper and lower levels of the limit in the corresponding channel of the distribution unit. At the same time, if the specified difference decreases in absolute magnitude and exceeds 1 0 the dead band, then the second, third, etc. the units will be sequentially transferred to the lower work zone until (O difference in absolute SP value is less than the specified dead zone. Transfer of units

Description

в верхнюю рабочую зону осуществл етс , если указанна разность положительна и больше зоны нечувствительности . Блок 1 вычислени ограничений определ ет границы рабочих зон 120 956 гидроагрегата в зависимости от напора ГЭС, сигнал которого поступает на его вход, и положени органов настройки, задаваемых дежурным инженером . 1 3. п. ф-лы. 5 ил.to the upper work zone is carried out if the indicated difference is positive and more than the dead zone. The constraint calculation unit 1 determines the boundaries of the working areas 120 956 of the hydraulic unit, depending on the pressure of the hydroelectric station, the signal of which is fed to its input, and the position of the tuning organs, specified by the engineer on duty. 1 3. Clause f-ly. 5 il.

Изобретение относитс к регулированию частоты и активной мощности в энергосистеме и может быть использовано на гидро- и гидроаккумулирующих электростанци х.The invention relates to the regulation of frequency and active power in a power system and can be used in hydro and accumulator power plants.

Целью изобретени вл етс увеличение регулировочного диапазона, маневренности электростанции и надежности управлени при наличии хот бы на одном гидроагрегате зоны нежелательных нагрузок внутри диапазона регулировани .The aim of the invention is to increase the control range, the maneuverability of the power plant and the reliability of control in the presence of at least one hydraulic unit of the zone of unwanted loads within the control range.

На фиг. 1 изображен общий случай расположени рабочих зон и зоны нежелательной работы по мощности гидроагрегатов п тиагрегатной ГЭС; на фиг. 2 приведена блок-схема предлагаемого устройства} на фиг. 3-5 соответственно схемы, реализующие блок распределени нагрузки между агрегатами, блок выбора рабочих зон и блок вычислени индивидуальных ограничений гидроагрегата.FIG. Figure 1 shows the general case of the arrangement of working zones and areas of undesirable work in terms of the power of hydraulic units of the five-unit hydroelectric station; in fig. 2 shows a block diagram of the proposed device} in FIG. 3-5, respectively, schemes that implement the load distribution unit between the units, the work area selection unit, and the unit unit for calculating the individual constraints of the hydraulic unit.

, Дл примера на фиг. 1 показаны -типичные регулировочные диапазоны агрегатов п тиагрегатной ГЭС при одинаковой номинальной мощности агрегатов (Р,,д|ц ) . Защтрихованными отрез ами показаны зоны-нежелательной работы . Границы указанных зон по мощности обозначены соответственно Pj ,For an example in FIG. 1 shows the typical adjustment ranges of units of a thiagregatnaya hydroelectric station with the same nominal capacity of units (P ,, d | c). Shaded sections show zones of undesirable work. The boundaries of the indicated zones in power are denoted respectively by Pj,

1 М WKH 2 мич М Мим (макс ZWOKC Зона нежелательной работы разбивает шкалу мощности каждого агpef-aTa на две рабочие зоны.1 M WKH 2 Mitch M Meme (max ZWOKC Junk Work Zone splits the power scale of each agpef-aTa into two work areas.

Блок-схема (фиг. 2) содержит блок 1 вычислени индивидуальных ограничений, блок 2 выбора рабочих зон и блок 3 распределени нагрузки между агрегатами. Вход блока 1 вычислени индивидуальньпс ограничений соединен с измерительным преобразователем напора станции, а выходы егЬ подключены к входам 4 блока 2 выбораThe block diagram (Fig. 2) contains a block 1 for calculating individual constraints, a block 2 for selecting work areas, and a block 3 for load distribution between units. The input of the unit 1 for calculating the individual constraints is connected to the measuring transducer of the station head, and the outputs er are connected to the inputs 4 of the unit 2 for selection

I рабочих зон, входы 5 и 6 которого подключены соответственно к выходу группового регул тора активной мощности и выходам блока распределени . 5- Выходы блока выбора рабочих зон сое динены с входами 7 блока 3 распределени . Другие входы 8 и 9 блока распределени подключены соответственно к выходу группового регул тора активной мощности и дискретным датчикам, определ ющим состав агрегатов, участвующих в групповом регулировании. Выходы блока распределени соединены также с входами регул торов гидротурбин.I work zones, inputs 5 and 6 of which are connected respectively to the output of the group controller of active power and the outputs of the distribution unit. 5- The outputs of the work area selection unit are connected to the inputs 7 of the distribution unit 3. The other inputs 8 and 9 of the distribution unit are connected respectively to the output of the group controller of active power and discrete sensors, which determine the composition of the units participating in the group regulation. The outputs of the distribution unit are also connected to the inputs of the hydroturbine regulators.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Заданна группе агрегатов мощность распредел етс между агрегатами группы блоком распределени в пределах заданных ему дл каждого агрегата верхнего и нижнего уровней ограничени . В блоке 2 выбора рабочих зон на основании входной информации вычисл етс разность между заданием на группу агрегатов и сум , мой заданий каждому агрегату, определенных в блоке распределени . Ее-The power assigned to a group of units is distributed between units of a group by a distribution unit within the limits of the upper and lower levels assigned to it for each unit. In block 2 of the selection of working zones, based on the input information, the difference between the assignment for the aggregate group and the sum, my assignments for each aggregate defined in the distribution unit is calculated. Her-

0 ли разность отрицательна и превышает по абсолютной величине некоторую зону нечувствительности в течение заданного интервала времени, то блок выбора рабочих зон переводит0 if the difference is negative and exceeds in absolute value a certain deadband during a given time interval, the working area selection block translates

один агрегат в нижнюю рабочую зону путем изменени верхнего и нижнего уровней ограничени в соответствующем канале блока распределени . При этом если указанна разность one unit to the lower work zone by changing the upper and lower levels of restriction in the corresponding channel of the distribution unit. In this case, if the specified difference

0 уменьшаетс по абсолютной величине и превыщает зону нечувствител1;ности, то., второй, третий и т.д. агрегаты будут последовательно переводитьс в нижнюю рабочую зону до тех пор, пока разность не станет по абсолютой величине меньше заданной зоны нечувствительности.0 decreases in absolute magnitude and exceeds the dead zone; then, second, third, etc. the units will be successively transferred to the lower work zone until the difference in absolute value is less than the specified dead zone.

Перевод агрегатов в верхнюю рабочую зону осуществл етс , если указанна разность положительна и больше зоны нечувствительности. При этом перевод выполн етс без задержки , как только хот бы один из агрегатов выходит на верхний порог ограничени .The transfer of aggregates to the upper working zone is carried out if the indicated difference is positive and is greater than the dead zone. In this case, the translation is performed without delay, as soon as at least one of the aggregates reaches the upper limit of the limit.

Очередность перевода агрегатов из одной рабочей зоны в другую устанавливаетс дежурным инженером с помощью коммутационного пол .The order in which units are transferred from one work area to another is established by the engineer on duty using a switching floor.

Блок вычислени ограничений определ ет границы рабочих зон гидроагрегата в зависимости от напора ГЭС, сигнал которого поступает на его вход, и положени органов настройки, задаваемых дежурным инженером .The restriction calculating unit determines the boundaries of the working areas of the hydraulic unit, depending on the pressure of the hydroelectric station, the signal of which is fed to its input, and the position of the tuning organs, specified by the engineer on duty.

Блок распределени (фиг. 3) состоит из сумматора 10, усилител 11 с большим коэффициентом усилени , узлов 12 - 14 ограничени . Каждьш узел ограничени содержит ограничитель 15 и нуль-индикатор 16 достижени верхнего уровн ограничени . Причем на неинвертирующий вход сумматора 10 подключен выход группового регул тора активной мощности, а на инвертирующий вход - выход сумматора 17. Выход сумматора 10 через усилитель 11 подключен к входам узлов 12 - 14 ограничени . Другие входы 18-23 узлов ограничени соединены с выходами блока выбора рабочих зон. Выходы 24- 26 узлов ограничени через контакты датчиков, определ ющих состав агрегатов, участвующих в групповом управлении, .подключены к входам регул торов гидротурбин и входам 27-29 блока выбора рабочих зон, а выход нуль-индикаторов узлов ограничени - к входам 30 - 32 блока выбора рабочих зон.The distribution unit (Fig. 3) consists of adder 10, amplifier 11 with a large gain, and nodes 12-14. Each constraint node contains a limiter 15 and a null indicator 16 reaching the upper limit level. Moreover, the output of the group regulator of active power is connected to the non-inverting input of the adder 10, and the output of the adder 17 is connected to the inverting input. Through the amplifier 11, the output of the adder 10 is connected to the inputs of limiting nodes 12-14. Other inputs 18-23 of the limiting nodes are connected to the outputs of the work area selection unit. Outputs 24-26 of the restriction nodes through the contacts of the sensors determining the composition of the units participating in the group control are connected to the inputs of the regulators of hydraulic turbines and inputs 27-29 of the work area selection block, and the output of the zero-indicators of the restriction nodes to the inputs 30 - 32 block selection of working areas.

При возникновении рассогласоваи на входах усилител 1,0, на котоые поступают сигнал задани на руппу агрегатов и сумма сигналов задани каждому агрегату, измен ютс игналы на входе узлов ограничени аким образом, что указанное рассогласование уменьшаетс . Если в резульате работы схемы выходные сигналы злов ограничени не достигают своих граничных значений, то рассогласование . уменьшаетс до нул , т.е. суммаWhen a mismatch occurs at the inputs of the amplifier 1.0, to which the job signal arrives at the aggregate ruck and the sum of the job signals for each aggregate, the input signals of the limiting nodes are changed in such a way that the indicated mismatch is reduced. If, as a result of the operation of the circuit, the output signals of the ominous restrictions do not reach their boundary values, then the mismatch. decreases to zero, i.e. the sum

сигналов заданий на выходах 27-29 становитс равной заданию на группу. Если же выходные сигналы узлов ограничени достигают граничных значений, то указанное рассогласование не может быть устранено при заданных порогах ограничени , требуетс изменение рабочих зон агрегатов, что выполн ет блок выбора рабочих зон.signals of the tasks at the outputs 27-29 becomes equal to the task per group. If the output signals of the limiting nodes reach the limiting values, then the indicated mismatch cannot be eliminated at the given limitation thresholds, a change in the working zones of the aggregates is required, which the block for selecting the working zones performs.

Блок выбора рабочих зон (фиг.4) Block selection of working areas (figure 4)

0 содержит сумматор 33, трехпозиционный элемент 34 с зоной нечувствительности , элемент 35.временной задержки, элемент ИЛИ 36, одновибратор 37 с выходом 38, универсальный реверсив5 ный регистр 39 сдвига, коммутационное поле 40, группу реле 41 выбора рабочих зон, элемент ИЛИ 42 и элемент И 43.0 contains an adder 33, a three-position element 34 with a dead zone, a time delay element 35, an OR element 36, a one-shot 37 with an output 38, a universal reversible shift register 39, a switching field 40, a group of relay 41 for selecting work zones, an element 42 and 42 element and 43.

Неинвертирующий вход сумматора 32 Non-inverting input of the adder 32

0 соединен с выходом группового регул тора активной мощности, а инвертирующие входы - с выходами 27-29 блока распределени . Выход сумматора 33 подключен к входу трехпозиционного элемента 34, один из выходов которого соединен с входом элемента 35 временной задержки, а другой выход - с входом элемента И 43. Другой выход элемента И подключен к вы0 ходу элемента ИЛИ 42, входы которого соединены с выходами 30-32 нуль-индикаторов блока распределени . Выходы : элементов. И и временной задержки 35 : подключены к входам элемента ИЛИ 36, 0 is connected to the output of the group active power controller, and the inverting inputs are connected to the outputs 27-29 of the distribution unit. The output of the adder 33 is connected to the input of the three-position element 34, one of the outputs of which is connected to the input of the time delay element 35, and the other output - to the input of the AND 43 element. The other output of the AND element is connected to the output of the OR 42 element, whose inputs are connected to the outputs 30 -32 null distribution unit indicators. Outputs: elements. And and time delay 35: connected to the inputs of the element OR 36,

5 выход которого через одновибратор 37 подключен к входу 38 регистра сдвига. На другие два входа 44 и 45 регистра сдвига, опр.едел ющие направление сдвига, подключены соответствующие 5 the output of which through the one-shot 37 is connected to the input 38 of the shift register. The other two inputs 44 and 45 of the shift register, defining the direction of the shift, are connected to the corresponding

0 выходы трехпозиционного элемента 34. Выходы регистра 39 сдвига через коммутационное поле 40 соединены с реле 41 выбора рабочих зон, через контакты которых выходы блока вычис5 лени ограничений подключены к входам изменени верхнего инижнего уровней ограничений блока расдределени . I Блок выбора рабочих зон работает 0 следующим образом.0 outputs of the three-position element 34. The outputs of the shift register 39 through the switching field 40 are connected to the work area selection relay 41, through whose contacts the outputs of the constraint computing unit are connected to the change inputs of the upper and lower levels of the distribution block. I The work area selection unit operates 0 as follows.

На выходе сумматора 33 образуетс разность X между заданием на группу агрегатов и суммой заданий каждому агрегату, вычисленными блоком распределени .At the output of the adder 33, the difference X between the task for the group of units and the sum of the tasks for each unit, calculated by the distribution unit, is formed.

Claims

The difference signal of the indicated magnitudes is fed to the input of a three-position device with an insensitive zone. If XB, is a dead zone, then for exact testing of the power specified for a group of units it is necessary to transfer one or several units to the lower working zone. In this case, a logical signal appears at the output 44 of the element 34, which triggers a time delay of 35. If the existence time X exceeds the delay time, then the logic signal OR 36 of the same signal appears at the output of the element, triggering the one-shot 37 with the output 38 Thus, a short pulse appears at the output 38 if the unbalance at the output of the adder 33 is negative and there is more. some time, i.e. stable (not just caused by the transition process. som). The transfer of units from the upper zone to the lower zone and back is carried out by a circuit consisting of elements 39, 40 and 41. Depending on the combination of logic signals at inputs 44 and 45 from the pulse at output 38, it performs the movement of logical units from output Q to output Qg and in the opposite direction. The initial setting (zeroing of the outputs) is carried out using the key 46. When a signal appears at output 44 and then a pulse at output 38, all the information recorded in g, Cr in the register is shifted to the right (in the direction of increasing the number) one position (after the initial setup there were zeros), and in the lower-order bit of the register (Qj,) the logical unit is written. The logical unit at the output Q (element 39 converts to the operation of one of the relay group 41 and switching the corresponding contact group 46 of the relay, which causes the switching of constraints in the channel of this unit (Fig. 3) from the upper to the lower range. The levels of restrictions P |, P-, P are calculated for each unit, i.e. for each unit there are two pairs of levels of restriction O, P and P, P, one of which is connected to the inputs of the limiters of the distribution unit depending on the position contact pins CT group 46, and C give the upper and lower limits 56 of the selected working area (outputs 47 49). Repetition of the situation described leads to the appearance of a logical unit at the outputs Q, IR and the inclusion of another relay converting the next unit to the lower working area , etc. A switching field helps to select a suitable sequence of numbers of units transferred from the upper work zone to the lower one. If, then it is necessary to work out the power specified for a group. transfer one or several units from the lower working zone to the upper one. In this case, a logical unit appears at the output 45 of the three-position element 34. If there is at least one of the signals at the inputs 30-31 about the exit to the upper limit, the signal passes through the elements 42 (element I), 43, 36 and 37. The impulse at the output 38 when there is a logical unit at the output 42 shifts the output the signals of register 39 in the opposite direction compared to that described above. In this case, the corresponding relay disappears and the last unit transferred to the lower zone returns to the upper zone of operation. The constraint calculation unit has several parts of the same type, the number of which is equal to the number of units at the station. Each part (Figure 5) consists of three independent channels for calculating levels of limitation. The channels for calculating the boundaries of the undesirable zone are the same and consist of an adder, one output of which is connected to the output of a HES pressure transmitter, and the other to an adjustable constant voltage source. At the outputs of these channels, the levels of restriction are determined according to the formulas; . : p, a, + ь, And - .. a-h-bH where ay ,, aj, b, b,. -specified for dl. each unit coefficients; And - head of hydroelectric station The channel for calculating the level of the maximum allowable load of the unit consists of an adder and an element for calculating the minimum of two signals connected so that one of the outputs of the adder is connected to the measured conversion of the head of the hydroelectric station, and the other to an adjustable source of constant voltage, the output of the adder is connected to the first minimum selection input, the second input of which is connected to an adjustable constant voltage source. At the output of the adder, the maximum turbine power is calculated depending on the head according to the formula P., Pu, .. + b, H, n is the nominal power of the turbine; B is the coefficient specified. At the output of the minimum calculation element, the maximum load of the aggregate is determined, at a minimum, the maximum permissible load of the generator and hydro turbine P, min (P, Pdg) Claim 1. The group control device of the active power of hydraulic units, containing a control distribution unit that includes a limiter tasks for each hydraulic unit, the input of the control distribution unit is connected to the output of the group control of active power, and to the output circuits of the control distribution unit including the relay contacts, which determine the participation of each of the units in the group control, the outputs of the control distribution unit are connected to the inputs of the regulators of hydraulic turbines, in order to increase the control range and maneuverability of the power plant, as well as reliability of control if there are hot spots on one hydraulic unit of the zone of undesirable loads within the control range, the blocks for selecting work zones and calculating restrictions have been entered into it; The work areas consist of an adder, a three-position element, a time delay element, two OR elements, a single vibrator, a universal reverse shift register, a switching floor, an AND 68 element, and a relay group, and the control limits of the control distribution unit are adapted to change the upper and the lower levels of the limitation and each of them is equipped with an indicator of the achievement of the upper level of the limiting, and the non-inverting input of the adder is connected to the output of the group regulator of the active power these and inverting inputs - with the outputs of the distribution block of the control action, the output of the adder is connected to the input of a three-position element, one of the outputs of which is connected to the input of the time delay element, and the other to one input of the And element, the other input is connected to the output of the first OR element , the inputs of which are connected to the outputs of the indicators of the limiters of the distribution block of the control action, the outputs of the elements AND and the time delay are connected to the inputs of the second OR element, the output of which The rator is connected to one input of the shift register, to the other two inputs of which determine the direction of the shift, the outputs of the three-position element are connected, and the outputs of the shift register are connected to the working area selection relay through the switching field, the outputs of the limit calculator are connected to the change inputs and the lower levels of limiting the constraints of the task of the control distribution unit.

2. The device according to p. 1, which is tactile in that, in order to increase the accuracy of the assignment of work areas, the constraint calculation unit contains by channel for each level of restriction, the channels of the upper and lower limits of the zone of undesirable work consist of an adder, one input of which is connected to the output of the pressure transmitter of the hydroelectric power station, and the other to an adjustable source of constant voltage, and the channel of the maximum allowable load of the unit consists of an adder and a minimum selection element of two signals connected so that one input of the adder is connected to the output of the measuring converter of the hydroelectric power station, and the other to the regulated source 9, constant voltage, the output of the torus is connected to the first input of the minimum selection element, the second 120195610 of the sum of which is connected; a permanently maintained voltage. (fiai)

(Rley)

(Dzal)