SU1396210A1 - Устройство дл оптимального управлени распределением мощности автономной электроэнергетической системы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники. Цель изобретени  - повышение точности распределени  мощности при различных режимах работы генераторных агрегатов. Устройство содержит регул торы мощности 1,1 - 1.N, генераторы 2.I - 2.N, подключенные к щинам 9 нагрузки 10 через коммутационные аппараты 3.1-З.К. Сигналы с выходов датчиков MOHIHOCTH 4.1-4.N генераторов подаютс  на входы сумматора 7. Информационные сигналы с вторых выходов коммутационных аппаратов поступают на входы децщфратора 5. Сигналы с выхода сумматора 7. несущие информацию о мощности нагрузки, и сигналы с дешифратора 5 о числе и номере включенных генераторов поступают на входы блока 6 оптимизации. Блок оптимизации содержит элементы логики и блоки нели.- нейности, в которые заложены зависимости оптимальной мощности дл  каждого генератора от суммарной мощности нагрузки дл  разных сочетаний включенных генераторов . С выходов блока 6 оптимизации сигналы , пропорциональные оптимальным мощност м генераторов, подаютс  на входы регул торов мощности 1.1 --1.N . 5 ил., 1 табл. i (Л

Description

оо со

СП)

ю

Изобретение относитс  к электротехнике, а именно к техническим средствам системной автоматизации многоагрегатных автономных электроэнергетических систем (ЭЭС), в частности судовых, содержащих несколько источников электроэнергии.

Изобретение решает задачу автоматизации управлени  ЭЭС, например судовой, путем использовани  генераторных агрегатов , в том числе дизель-генераторов, парс- и газотурбогенераторов, валогенерато- ров, навесных генераторов, аккумул торных батарей и т.д., в автономном или параллельном режиме работы по критерию минимума стоимости заданного (требуемого) значени  генерируемой ЭЭС мощности. С наибольшим эффектом изобретение может быть использо- вано при создании систем управлени  дл  многоагрегатных ЭЭС, дл  которых характерна часта  смена режимов использовани  и величины включенной мощности.

Цель изобретени  - повышение точности распределени  мощности при различных режимах работы генераторных агрегатов (в автономном режиме работы или параллельном режиме работы в различных сочетани х ) .

На фиг. 1 приведена блок-схема уст- ройства дл  оптимального управлени  распределением мощности ЭЭС; на фиг. 2 - схема коммутационного аппарата; на фиг. 3 - схема блока оптимизации; на фиг. 4 - схема двухвходового логического элемента блока оптимизации; на фиг. 5 - схема блока оптимизации дл  случа  использовани  трех генераторных агрегатов в ЭЭС.

Кроме того, представлена таблица подключени  генераторных агрегатов к нагрузке (ГА - генераторный агрегат).

Примечание. - подключение ГА к на- ,грузке; О - отключение ГА от нагрузки; а-g - выходы дешифратора 5, на которых сигнал не равен нулю при соответствуюгдей комбинации включенных ГА.

Устройство (фиг. 1) содержит N регул торов 1.1 - I.N. мощности, N генераторных агрегатов 2.1-2.N. N коммутационных аппаратов 3.1-3.N, N датчиков 4.1-4.N мощности , а также дешифратор 5, блок 6 оптимизации , сумматор 7 и сеть 8, при этом i-й выход (,N) блока 6 оптимизации соединен с входом i-ro регул тора I.i мощности , выход регул тора I.i мощности подключен к входу генераторного агрегата 2.1, выход которого соединен с первым входом коммутационного аппарата 3.1, к второму |зходу которого подключена шина 9.1 «Пуск, первый выход коммутационного аппарата 3.1 соединен с входом датчика 4.1 .мощности, а

5

Q 5

5 0

5

0

0

5

0

второй выход - с 1-м входом дешифратора 5, выход датчика 4.1 мощности, подключен к i-му входу сумматора 7 и к сети 8, к которой подключена нагрузка 10, выход сумматора 7 соединен с первым входом блока 6 оптимизации, второй обобщенный вход которого соединен с обобщенным выходом дешифратора 5.

Каждый коммутационный аппарат 3.1 (фиг. 2) содержит шину 11 «Земл , обмотку реле 121, два замыкающих контакта 13.1 (силовой) и 14.1 (и1 формационный) реле, источник i5.i посто нного напр жени , усилитель 1.6.1, при этом шина 9.1 «Пуск соединена с входом усилител  6.i, выход которого через об.мотку реле 12.i подключен к шине 11 «Земл , выход источника 15.1 посто нного напр жени  через замыкающий контакт 14.i подключен к соответствующему входу дешифратора 5, выход генераторного агрегата 2.1 через замыкающий контакт 13.1 соединен с датчиком 4.i мощности.

Блок оптимизации (фиг. 3) содержит N элементов ИЛИ 7, (2N-1 - N) логических элементов 18 и (2N-1) ключевых элементов 19. Логические элементы 18 соединены в виде пирамидальной иерархической структуры из (N-1) уровней, первый уровень содержит один одновходовый логический элемент 18, каждый v-й уровень (v 2,) содержит двухвходоБыхи (См -CN ) однавходовых логических элементов 18, первый выход логического элемента (, N-2) уровн  соединен с одним из входов двухвходового логического элемента 18 (v-j-l)-ro уровн , вторые входы двухвходовых логических эле.ментов 18 и входы одновходовых логических элементов 18 соединены с выходами соответствующих ключевых элементов 19, вторые выходы логических элементов 18 v-ro (v,N-2) уровн , два выхода каждого логического элемента 18 (N-1 )-го уровн , а также выходы N ключевых элементов 19 соединены с соответствующк.ми входа.ми соответствующих элементов ИЛИ 17, первым обобщенным входом блока 6 оптимизации  вл етс  совокупность управл ющих входов ключевых элементов 19, вторы.м входо.м - объединенные информационные входы ключевых элементов 19, а выходами - - выходы элементов ИЛИ 17.

Двухвходовый логический эле.мент 18 (фиг. 4) содержит блок 20 нелинейности, эле.мент 21 задержки, сум.матор 22 и двух- входовый эле.мент ИЛИ 23. Выход элемента ИЛИ 23 соединен с входами блока 20 нелинейности и элемента 21 задержки, выход элемента 21 задержки соединен с суммирующим входом сумматора 22, к вычитающему входу которого подключен выход блока 20

нелинейности, входами логического элемента 18  вл ютс  входы элемента ИЛИ 23, а выходами - выходы сумматора 22 и блока 20 нелинейности.

Одновходовый логический э,г1емент 18 не содержит элемент ИЛИ 23. Его входом  вл ютс  объединенные входы блока 20 нелинейности и элемента 21 задержки.

На схеме блока 6 оптимизации дл  трех генераторных агрегатов 2 (фиг. 5) обозначены семь ключевых элементов 19.1 -19.7, четыре логических элемента 18.1 -18,4, в том числе один двухвходовый элемент 18.2 и три элемента ИЛИ 17.1 -17.3.

Блок 20 нелинейности логического элемента 18.1 реализует оптимальную зависимость мощности Li2.-i, вырабатываемой трем  генераторными агрег.атами 2.1-2.3, от мощности РЗ, вь рабатываемой генераторным аг регатом 2.3. Блоки 20 нелинейности логических элементов 18.2-18.4 реализуют оптимальные зависимости соответственно L|2

f(P2), I.(P.4) и (P.3), ГДО L,2,

Li. i, L2.3 - оптимальные зависи.мости мощности , вырабатываемые генераторными агрегатами 2.1 и 2.2, 2.1 и 2.3, 2.2 и 2.3 от мощностей Р.) и РЗ соответственно.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

Предположим, что необходимо обеспечить параллельную работу генераторных агрегатов 2.1 и 2.2 на обпдую нагрузку 10. С этой целью оператор по шинам 9 «Пуск соответствующих агрегатов подает сигнал на вторые входы соответствующих коммутационных аппаратов 3. При этом генераторные агрегаты 2.1 и 2.2 предварительно включены и работают на холосто.м ходу (возможен случай , когда сигнал «Пуск подаетс  на соответствующие входы генераторных агрегатов 2 д.Я пуска их в работу).

В ком.мутационном аппарате 3 (фиг. 2) сигнал по щине 9 подаетс  через усилитель 16, обмотку реле 12 на щину 13 «Земл .

При прохождении данного сигнала через обмотку реле 12 реле срабатывает и замыкает силовой замыкающий контакт 13 и информационный замыкающий контакт 14. Напр жение с выхода генераторного агрегата 2 подаетс  через силовой контакт 13 на аход датчика 4 мощности, одновременно сигнал с выхода источника 15 посто нного напр жени , равный логической единице, через информационный замыкающий контакт 14 подаетс  на соответствующий вход де- щифратора 5.

Токи с выходов генераторных агрегатов 2 через коммутационный агрегат 3 и датчик 4 мощности подаютс  к сети 8, а затем к нагрузке 10.

Датчи с 4 мощности вырабатывает сигнал, пропорциональный мощности генераторного агрегата 2, и подает его на соответствующий вход сумматора 7.

Выходной сигнал сум.матора 7 ()), пропорциональный потребл емой нагрузкой

5

5

0

0

0

5

0

5

5

0

10 мощности, подаетс  на информационные входы ключевых элементов 19 блока 6 онти- мизации (фиг. 3). Выходной сигнал дешифратора 5, не равный нулю, по вл етс  на его третьем выходе и подаетс  на управл ющий вход ключевого элемента 19з, открыва  его (фиг. 5).

Выходной сигнал сумматора 7 (Lia) через открытый ключевой элемент 19.3 подаетс  на второй вход двухвходового логического элемента 18.2 (фиг. 5). В данном логическом элементе (фиг. 4) сигнал Li-j через элемент ИЛИ 23 подаетс  на вход блока 20 нелинейности и через элемент 21 задержки на сум лиру101ций вход сумматора 22. В зависимости от знач ени  входного сигнала L-) i a р;|;;ходе блока 20 нелинейности по вл егс  сигнал, пропорциональный оптимальному значению мощности (Ра) генераторного агрегата 2.2, который подаетс  на соответствующий вход элемента ИЛИ 17.2 и на вычитающий вход сумматора 22. На выходе сумматора 22 по вл етс  сигнал Pi Li2-Р-2, пропорциональный оптимальному значению мощности генераторного агрегата 2.1. Дл  синхронизации работы логические элементы содержат элемент 21 задержки . Выходной сигнал сумматора 18 подаетс  на второй вход элемента ИЛИ 17.1. Выходные сигналы элементов ИЛИ 17.1 и 17.2 подаютс  на входы соответствующих регул торов 1.1 н 1.2 М01дности (фиг. 1). Выходные сигналы регу, 1 торов моц;ности подаютс  на входы генерагорных агрегатов 2.1 и 2.2, обеспечива  выработку генераторными агрегатами необходимой (оптимальной ) мощности Р|, Р-2При изменении значени  нагрузки 10 устройство работает аналогично, распредел   текуц ее значение мощности Li нагрузки 10 дл  выработки генераторными агрегата- мп 2.1 и 2.2. Эти значени  соответственно равны Р| и Р2.

Если по оператора включены на параллельную работу три генераторных агрегата, то по вл етс  сигнал логической единицы на седьмом выходе дещифратора 5. Потребл ема  нагрузкой 10 мощность Li23 распредел етс  на генераторных агрегатах 2.1-2.3.

Устройство работает аналогично и при других сочетани х работы генераторных агрегатов.

Применение предлагаемого устройства повышает точность распределени  мощности за счет обеспечени  оптимального режима работы генераторных агрегатов при napa/i- лельной работе генераторов в различных сочетани х.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  оптимального управлени  распределением мощности автоно.мной электроэнергетической системы, состо щей из N генератор|1ых агрегатов, нодключенных

   через соотЕзетствующие коммутацио(ные аппараты к сети, содержащее блок оптимизации и N цепей, кажда  из которых содержит регул тор мощности агрегата и датчик мощности, при этом N выходов блока оптимизации соединены с входами соответствующих регул торов мощности агрегатов, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности распределени  мощности при различных режимах работы генераторных агрые входы двухвходовых логических элементов , входы одновходовых логических элементов , а также первые входы N элементов ИЛИ соединены с выходами соответствующих ключевых элементов, совокупность управл ющих входов которых образует второй обобщенный вход блока оптимизации, информационные входы ключевых элементов объединены и образуют первый вход блока оптимизации, вторые выходь логических

   регатов, дополнительно введены сумматор 10элементов v-ro уровн  (, N-2) и выи дешифратор, при этом входы сумматораходы логических элементов (N-1)-го уровн 

   соединены с выходами датчиков мощности,соединены с соответствующими входами

   выход сумматора подключен к первомуэлементов ИЛИ, выходы которых  вл ютI входу блока оптимизации, к второму обоб-с  выходами блока оптимизации, двухвходо; щенному входу которого подсоединен обоб-вый логический элемент содержит, последоI щенный выход дещифратора, входы кото- 5вательно соединенные элемент ИЛИ и одI рого соединены с выходами блок-контактовновходовый логический элемент, а одно; коммута 1,ионных аппаратов, блок оптимиза-входовый логический элемент состоит из

   i ции состоит из N элементов ИЛИ, (2 - 1)-блока нелинейности, реализующего зависиI ключевых элементов, ( - N) логическихмость суммарной мощности генераторных

   I элементов, логические элементы соединены в 20агрегатов от оптимальной по затратам от

   I виде пирамидальной иерархической струк-мощности одного соответствующего генеИ уры из (N - 1) уровней, первый уровень I содержит один одновходо зьш логический элемент, каждый v-й (, N-) уровень

   содержит С; +

   раторного агрегата, элемента задержки и сумматора, причем входы блока нелинейности и элемента задержки объединены и подключены к входам одновходового логическодвухвходовых и ( 25 го элемента, выход элемента задержки подключен к суммиру ющему входу сумматора, к вычитающему входу которого подключен ментов, первый выход логического элемента выход блока нелинейности, выход суммато- ;V-ro (, N-2) уровн  соединен с первым ра и выход блока нелинейности подключены

   .N-(V-11 + 1 ч

   ) одновходовых логических элерые входы двухвходовых логических элементов , входы одновходовых логических элементов , а также первые входы N элементов ИЛИ соединены с выходами соответствующих ключевых элементов, совокупность управл ющих входов которых образует второй обобщенный вход блока оптимизации, информационные входы ключевых элементов объединены и образуют первый вход блока оптимизации, вторые выходь логических

   элементов v-ro уровн  (, N-2) и вы

   входом соответстЕ1ующего двухвходового Логического элемента (v-f-lj-ro уровн , вто/У coomSerrjcmSt/ Lc e/ y ffeujuclJpafTTopci 5

   С выхода §лона :г

   30

   к двум выходам одповходового логического элемента.

   фиг. 2

   С ВыжодоВ 5

   Hti ffуровень ие.Ъ

   Ж1/ро8ень

   ригЛ