SU1293820A1 - Способ регулировани возбуждени синхронного генератора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники, в частности к автоматическому управлению энергетическими системами. Целью изобретени   вл етс  повышение статической -и динамической устойчивости, улучшение качества электроэнергии. Дл  этого используютс  разные законы адаптации коэффициентов усилени  по первой и второй производной стабилизирующего параметра, которые формируют путем измерени  периода колебаний переходного процесса, вызванного естественными возмущени ми на шинах генерато- ра, запоминани  текущего и предыдущего значений коэффициентов усилени  по первой производной стабилизирующего параметра и коэффициента демпфировани , запоминани  текущего зна-: чение коэффициента усилени  по второй производной стабилизирующего параметра , определени  произведени  разности текущего и предьщущего значений коэффициента демпфировани  и разности текущего и предыдущего значений коэффициента усилени  по первой производной стабилизирующего па- раметра. При этом в случае положительного знака указанного произведени  последующие значени  коэффициента усилени  по первой производной стабилизирующего параметра определ ют по приращению, пропорциональному разности между текущим и предыдущим значени ми коэффициента демпфировани , путем его суммировани  с текущим значением коэффициента усилени  по первой производной стабилизирующего параметра. В случае отрицательного знака указанного произведени  последующие значени  коэффициента усилени  по цервой производной получают вычитанием из текущего значени  коэффициента усилени  по первой производной указ анного приращени . Последующие значени  коэффициента усилени  по второй производной стабилизирующего параметра определ ют по приращению , пропорциональному разности между текущим значением периода колебаний переходного процесса и эталонным , путем его суммировани  с текущим значением коэффициента усилени  по второй производной стабилизирующего параметра. 5 ил. (О (Л

Description

11293820 2

Изобретение относитс  к электро- демпфировани  od в сторону максималь технике, в частности к автоматическому управлению энергетическими сисньгх значений, обеспечиваетс  при на стройке коэффициента Kif в соответствии с выражением

темами .

Целью изобретени   вл етс  повыше- 5 ние статической и динамической устойчивости при широком диапазоне изменени  режима и параметров энергосистемы и улучшение показателей качества электроэнергии в процессе адаптации.

На фиг.1 показана область устойчивости с нанесенными лини ми разных частот колебаний; на фиг.2 - зависимость частоты колебаний от коэффициньгх значений, обеспечиваетс  при настройке коэффициента Kif в соответствии с выражением

+pkc-o:e., I sign(otc-ud ,- )(Kufc - ,)

fO

I

Реализаци  данного способа с применением вычислительной техники может быть осуществлена в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг.4.

С помощью операции I вы вл етс 

достижение отклонени ем частоты ufj,

eKt

ента К,,; на фиг.З - зависимость ко- 5 своего экстремального значени  bf.

t

эффициента демпфировани  от изменени  Kuf; на фиг.4 - алгоритм, иллюстрирующий пример реализации способа с применением вычислительной техники; на фиг.З - схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

В качестве стабилизирующих параметров используютс  коэффициенты по отклонению и первой производной частоты Kuf и K,f соответственно, пропорциональные первой и второй производным (р 5 и р S) угла генератора со- ответственно.

и запоминание предшествующего значени  ufc-i Расчет коэффициентов Kif и осуществл етс  только в момент достижени  своего очередного

20 экстремального значени  U f

При этом происходит определение (операци  2) временного интервала Т между моментами достижени  текущего и предыдущего экстремальных значений

25 uf (,. Операци  3 определ ет разность uTj, между текущим значением полупериода Tj. и эталонньм Т , а операци  4 определ ет величину приращени 

„ , используемую дл  настройки коДл  обеспечени  протекани  адапта- ., ,ri/ с

30 эффициента K,f (этап 5), используе- ции в темпе переходного процесса каж- „

. . V с V с мого дл  обеспечени  эталонной час- дыи из коэффициентов Кл и K,f на- . - п

тоты колебании. Далее производитс  страиваетс  дл  поддержани  парамет-,, Г, ..

настройка коэффициента Kuf, дл  чего этап 6 определ ет значение коэфра , с которым он непосредственно св -г

...,. е-lU ldiiw wiiL/c.uc:jj/i nciMClznnc::

зан. Гак коэффициент К,г измен етс  . , ,

эс фициента демпфировани  об с помощью

в зависимости от рассогласовани  меж-. 35 м ч- н w -ч

ду текущей частотой переходного процесса и эталонной, (фиг,2).

Коэффициент Kaf настраиваетс  в зависимости от изменени  коэффициен- делени  полученной разности на та демпфировани  дл  обеспечени  мак- 0 значение f,., . Операци  7 опреде- симум кривой (фиг.З).

Минимальное рассогласование между текущей частотой и эталонной обеспечиваетс  в случае настройки коэффициента в соответствии с выраже 45

вычислени  разности между соседними экстремальными значени ми и получением масштабированного значени  об за

л ет значение изменени  коэффициента демпфировани  Ь oif, -Ы;., под воздействием предыдущего изменени  коэффициента Kuf с - Kuf.., . .

Операци  8 определ ет приращение

/ЗйЫрДЛ  коэффициента Kuf,.. В случае.

нием

/ЗйЫрДЛ  коэффициента Kuf,.. В случа

V 1 V J. л. п /т т /е, о«гт т ч если величина йл,-  вл етс  положи- K(ic+i i c /™с Чт/sign(.,.),

тельной, что определ етс  операцией 9, дальнейшее определение действи 

где X - коэффициент, используемый дл  определени  приращени  на каждом шаге настройки;

Tj. - значение измеренного периода колебаний переходного процесса;

период эталонной частоты колебаний .

Изменение коэффициента , обеспечивающего изменение коэффициента

демпфировани  od в сторону максималь

ньгх значений, обеспечиваетс  при настройке коэффициента Kif в соответствии с выражением

+pkc-o:e., I sign(otcud ,- )(Kufc - ,)

I

Реализаци  данного способа с применением вычислительной техники может быть осуществлена в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг.4.

С помощью операции I вы вл етс 

достижение отклонени ем частоты ufj,

eKt

своего экстремального значени  bf.

своего экстремального значени  bf.

и запоминание предшествующего значени  ufc-i Расчет коэффициентов if и осуществл етс  только в момент достижени  своего очередного

экстремального значени  U f

При этом происходит определение (операци  2) временного интервала Т между моментами достижени  текущего и предыдущего экстремальных значений

uf (,. Операци  3 определ ет разность uTj, между текущим значением полупериода Tj. и эталонньм Т , а операци  4 определ ет величину приращени 

м ч- н w -ч

делени  полученной разности на значение f,., . Операци  7 опреде-

вычислени  разности между соседними экстремальными значени ми и получением масштабированного значени  об за

делени  полученной разности на 0 значение f,., . Операци  7 опреде-

45

л ет значение изменени  коэффициента демпфировани  Ь oif, -Ы;., под воздействием предыдущего изменени  коэффициента Kuf с - Kuf.., . .

Операци  8 определ ет приращение

/ЗйЫрДЛ  коэффициента Kuf,.. В случае.

если величина йл,-  вл етс  положи-

если величина йл,-  вл етс  положи-

тельной, что определ етс  операцией 9, дальнейшее определение действи  о

приращением (uct; производитс  операцией 10, которой осуществл ют опредеение знака предшествующего изменени  Kuf - ., , под воздействием которого фиксируетс  операцией 9 знак

изменени  коэффициента демпфировани . В случае, если разность Kuf. - Kui(--i окажетс  положительной, значение коэффициента Kufc,.) определ етс  суммой Kufc (этап 11), Если же

разность Кд(, - Kaf.,, отрицательна, значение коэффициента Kuf,, определ етс  разностью Kufj, -ftiot; (этап 12).

В случае, если разность определенна  операцией 9, отрицательна , определение значени  коэффициента Kbfc4.| производитс  с помощью операции 13, котора  в случае, если разность Kufс - Kufc-i положительна, определ ет коэффициент с помощью этапа 11 и, если разность K&ff., отрицательна, - с помощью этапа 12 дл  обеспечени  максимального значени  коэффициента затухани  об .

Второй пример реализации данного способа приведен на фиг,5,

Устройство содержит дифференцирующее устройство 14, подключенное к блоку 15 пам ти через нуль-орган 16, вырабатывающий короткие импульсы при переходе через нуль кривой с выхода блока 14.

Один из выходов блока 15 подключе иа один из входов делительного блока 17 через блок 18 вычитани , а другой выход 15 непосредственно соединен с блоком 17, выход которого подключен блоку 19 пам ти. Выходы блока 19 подключены к блоку вычитани  20, выход которого соединен с одним из входов множительного блока 21, другой вход которого соединен с блоком 22, задающим величину PJ . Выход блока 21 подключен к соответствующим входам суммирующего блока 23 и блока 24 вычитани  , на другие входы которых подаютс  инверсные выходы множительного блока 25, один из входов которого подключен к выходу блока 21, а другой вход св зан с выходом блока 26 вычитани , входы которого подключены к выходам блока 27 пам ти, вход которого св зан с выходами блоков 23 и 24. Выход генератора 28 .высокой частоты подключен к счетчику 29 импульсов , на выходе которого стоит цифро- аналоговый преобразователь. Выход этого блока св зан с одним из входов блока 30 вычитани , а другой вход св зан с выходом блока 31 эталонного задани  периода. Выход блока 30 св зан с одним из входов множительного блока 32, другой вход которого соединен с блоком 33, задающим величину Ti. Выход блока 32 подключен к одному из входов суммирующего блока 34, другой вход которого соединен с выходом бло938204

ка 35 пам ти, вход которого соединен с выходом блока 34.

Устройство работает следующим образом .

5 На вход дифференцирующего блока 4 подаетс  отклонение частоты &fp, которое используетс  в дальнейщем дл  определени  кoэффициeнta затухани  и периода (частоты) колебаний в пере0 ходнем процессе. При переходе кривой на выходе блока 14 через нуль срабатывает нуль-орган, содержащийс  в блоке 1, с выдачей коротких синхронизирующих импульсов СИ. Работа всех

блоков происходит только в момент существовани  синхронизирующих импульсов . Под воздействием СИ в блоке 1 происходит запоминание текущего значени  uf(; , которое в этот момент рав0 но экстремальному значению &f

Предыдущее экстремальное значение заноситс  в  чейку с обозначением

if

c-i

и эти значени  подаютс  в

5

разностный блок 18, где происходит операци  вычитани  uf с-,

последующей подачей вычисленного значени  на блок 17 делени  дл  определени  смасштабированного коэффициента затухани  о, , дл  чего разность,

вычисленна  блоком 18, делитс  на ве . , ext личину bf j. имеющуюс  на одном

из выходов блока 15. Вычисленное значение обр заноситс  в блок 19 пам ти, где предыдущее значение заноситс  в

5  чейку с обозначением ,, . В блоке 20 происходит вычитание предыдущего значени  коэффициента затухани  из текущего значени  otc Вычисленное значение разности йЫ. подаетс  на

0 вход 21, где происходит умножение

Ы-с- на положительную величину fb с последующим использованием полученного значени  дл  определени  изменени  коэффициента Kif. Вычисленное значе5 ниерлс перемножаетс  в множительном блоке 25 с другой разностной величиной KAfg - вычисленной блоком 26. I

0 В случае, если результатом перемножени   вл етс  положительна  величина , то на вьрсоде 25 устанавливаетс  разрешающий сигнал Сложить в соответствии с которым блок 23 произ водит сложение запомненного значени  . Kufj. блоком 27 с величиной/ Лес. В случае, если результат перемножени  блоком 25 - величина отрицательна , то на другом выходе 25 устанавливаетс  разрешающий сигнал Вычесть, в соответствии с которым блок 24 производит вычитание величины J и о j из-запомненного блоком 27 значени  Кд, Блок 27, аналогично как и блок 15 с записью каждого из приход щих новых значений Kuf, переносит значение Kufj, в  чейку с обозначением Kuf,, Блок 26 вычисл ет разность, Kufj - Kuf... , используемую блоком 25 у ножени  дл  определени  установки своих разрешающих выходов. В общем случае адаптаци  коэффициента Kuf, обеспечивающего изменение коэффициента демпфировани  ci, по направлению к максимуму, определ етс  выражением

- (с-Ыс

,)

Ь Ctl и I, I --1-1 -,

.sign (. - ) с

Полученное таким образом значение коэффициента Kuf(-+i используетс  в законе регулировани  возбуждением.Генератор 28 тактовых импульсов заполн ет промежутки между синхронизирую-, щими импульсами СИ с последующим их преобразованием в аналоговую форму с .помощью ЦАП, расположенного в блоке 29. В блоке 30 происходит выделение отклонени  измер емого текущего значени  периода колебаний от эталонного значени , задаваемого блоком 31. Блок 32 перемножает значение дТ с положительной величиной 1 , задавав-: мой РЛОКОМ 33, и полученна  величина 1 Л Tj. используетс  дл  изменени  коэффициента по первой производной частоты за счет суммировани  в блоке 34 этой величины с запомненным в блоке 35 значением K,f. Таким образом, адаптаци  коэффициента K,f.j стрем щегос  обеспечить протекание переходного процесса с эталонной частотой , определ етс  вьфажением K,f

нием первой и второй производных стабилизирующего параметра, путем контрол  коэффициентов усилени  по указанным производным и изменени  коэффициента усилени  по первой производной в зависимости от коэффициента демпфировани , определ емого в результате измерени  соседних амплитуд параметра, характеризующего протекание переходного процесса, отличающий с  тем, что, с целью повышени  статической и динамической устойчивости энергосистемы и улучшени  качества электроэнергии, запоминают предьщущее и текущее значени  коэффициентов усилени  по первой производной стабилизирующего параметра и коэффициентов демпфировани , соответствующие моментам достижени  параметром, характеризующим протекание переходного процесса соседних экстремальных значений и текущее значение коэффициента усилени  по второй производной стабилизирующего параметра, измер ют период колебаний переходного процесса, определ ют произведение разности текущего и предыдущего значений коэффициента демпфировани , и разности текущего и преды30 дуп1его значений коэффи циента усилени  по первой производной стабилизирующего параметра, причем в случае положительного знака указанного произведени  последующие значени  коэф35 фициента усилени  по первой производной стабилизирующего параметра определ ют по приращению, пропорциональному разности между текущим и предыдущим значени ми коэффициента демп40 фировани , путем его суммировани  с текущим значением коэффициента усилени  по первой производной стабилизирующего параметра, а в случае отри20

25

Claims (1)

1. дательного знака указанного произве K ,f+ I Т(,-Тд j sign (, ) 45 дени  последующие значени  коэффициента усилени  по первой производной получают вычитанием из текущего значени  коэффициента усилени  по первой производной вышеуказанного при- 50 ращени ; последующие значени  коэффициента усилени  по второй производной стабилизир)ующего параметра определ ют по приращению, пропорциональному разности между текущим значени- 55 ем периода колебаний переходного процесса и эталонным, путем его сумми- Формулаизобретени  ровани  с текущим значением коэ.ффициСпособ регулировани  возбуждени  ента усилени  по второй производной синхронного генератора с использова- стабилизирующего параметра.

   Предлагаемый способ позвол ет улучшить показатели качества вырабатываемой электроэнергии в процессе адаптации настраиваемых коэффициентов по стабилизирующим параметрам, увеличить пределы статической и динамической устойчивости, предотвратить самораскачивание и нарушение устойчивой работы за счет осуществлени  адаптации в темпе переходного процесса.

   нием первой и второй производных стабилизирующего параметра, путем контрол  коэффициентов усилени  по указанным производным и изменени  коэффициента усилени  по первой производной в зависимости от коэффициента демпфировани , определ емого в результате измерени  соседних амплитуд параметра, характеризующего протекание переходного процесса, отличающий с  тем, что, с целью повышени  статической и динамической устойчивости энергосистемы и улучшени  качества электроэнергии, запоминают предьщущее и текущее значени  коэффициентов усилени  по первой производной стабилизирующего параметра и коэффициентов демпфировани , соответствующие моментам достижени  параметром, характеризующим протекание переходного процесса соседних экстремальных значений и текущее значение коэффициента усилени  по второй производной стабилизирующего параметра, измер ют период колебаний переходного процесса, определ ют произведение разности текущего и предыдущего значений коэффициента демпфировани , и разности текущего и предыдуп1его значений коэффи циента усилени  по первой производной стабилизирующего параметра, причем в случае положительного знака указанного произведени  последующие значени  коэффициента усилени  по первой производной стабилизирующего параметра определ ют по приращению, пропорциональному разности между текущим и предыдущим значени ми коэффициента демпфировани , путем его суммировани  с текущим значением коэффициента усилени  по первой производной стабилизирующего параметра, а в случае отри

   ///V

   .

   a. jfOA 0/14 Co/fs rf

   S.ffM 7/l4 Co Sf

   & fa/r.f,4/t4 Cfff7tit

   f Л-ЛЛ

   /

   a XA/ Of C0/fSi. g.i(

   g. /t&f & CO/fA

   h

   Kt

   в &

   tPi/.

   O ef TZpc

   в .Ла/у /2# S.

   jy Дt mI-4 -5f7 -SO 10

   Uf5

   ffem

   tiiittutjH/тл Л9У,./Г-4Л1АЦ

   ft

   Яыт лли 

   С Яонвц J

   .

   Af.

   (6

   СИ

   45

   erf

   М-/

   СИ

   -«Mv

   гз

   Саокч/т

   fiA4i

   14

   27

   Xtfi

   ftfl-4

   Составитель К.Фотина Редактор Л.Повхан Техред Л.Сердюкова Корректор А.Т ско .

   Заказ 39А/58 Тираж 661Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР .

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие,г.Ужгород,ул.Проектна ,4

   а

   ert ert

   ;

   У7

   В

   UTL

   л/Л /

   to

   jfL

   «

   /УМ-/.

   л-д/г