SU1735965A1 - Способ автоматического регулировани активной мощности энергосистемы - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : небаланс мощности энергорайона определ етс  по величине ступенчатого изменени  мощности электростанции, расположенной в электрическом центре энергорайона. Управл ющее воздействие регул тора, пропорциональное величине небаланса, направлено на изменение мощности потребител -регул тора и регулирующих электростанций, осуществл ющих выработку дополнительной мощности дл  компенсации недоотпуска энергии потребителю-регул тору. Изменение мощности потребител -регул тора ограничиваетс  по услови м нормального технологического процесса. 1 з.п. ф-лы. 1 ил

Description

Изобретение относитс  к электроэнергетике и может быть использовано дл  авто- матического регулировани  активной мощности энергосистемы, направленного на снижение вли ни  небаланса мощности местного энергорайона на перетоки мощности межсистемной электропередачи.

Известен способ регулировани  перетока мощности электропередачи путем воздействи  на изменение задани  регулирующим электростанци м в функции отклонени  перетока от заданного значени .

Система не обладает высоким быстродействием ввиду инерционности каналов передачи информации, регул тора и других элементов системы, что снижает ее эффективность при значительных небалансах активной мощности в энергосистеме.

Известен также способ регулировани  мощности электростанций, в котором, с целью повышени  устойчивости энергосистем путем уменьшени  вли ни  возмущений нагрузки местного энергорайона на перетоки мощности, измер ют суммарную мощность потребителей местного энергорайона , формируют управл ющий сигнал, пропорциональный сумме измеренной мощности и ее производных и осуществл ют этим сигналом воздействие на регул торы скорости перличных двигателей синхронных генераторов.

Недостатком способа  вл етс  пониженное быстродействие системы из-за задержки при передаче информации по каналам св зи, инерционности системы регулировани  активной мощности и недостаточно высокой приемистости на набор мощности регулирующих электростанций.

Эффективность регулировани  этих и других аналогичных систем может ухудшитьс  по р ду причин: снижение регулирующих возможностей блоков за счет ограничений по технспогии работы; по вление больших быстро измен ющихс  во вресо

с

V4

СА (Л

ю о ел

мени промышленных нагрузок, отслеживание которых затруднительно; увеличение временной ошибки регулировани  по причине усложнени  структур с высокой степенью централизации.

Отрицательное вли ние указанных причин на быстродействие системы автоматического регулировани  активной мощности энергосистемы может быть значительно снижено при использовании потребителей- регул торов (ПР) в качестве установок быстрой компенсации небалансов мощности.

Цель изобретени  - повышение надежности работы межсистемных электропередач путем компенсации небаланса местного энергорайона изменением мощности потребителей-регул торов .

Компенсаци  небаланса активной мощности должна производитс  по зафиксированной его величине и отклонению перетоков мощности по внутренним св з м местного энергорайона.

Управление мощностью быстродействующего потребител -регул тора по указанным параметрам позвол ет значительно снизить или полностью исключить вли ние небаланса в энергорайоне на перетоки мощности межсистемных электропередач, что повышает надежность их работы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в местном энергорайоне фиксируют небаланс активной мощности ДРН и измен ют мощность регулирующих электростанций на величину, пропорциональную А Рн. Дл  повышени  надежности работы межсистемных электропередач фиксируют ступенчатое приращение мощности электростанции ДР в электрическом центре энергорайона, вызванное небалансом мощности, и определ ют величину Д Рн по выражению ДРН КПД Рн, гдеКп- коэффициент пропорциональности, равный отношению суммы ступенчатых приращений мощности электростанций энергорайона к ступенчатому приращению мощности указан ной электростанции. При этом фиксируют отклонение перетока мощности по внутренней св зи энергосистемы ДРП, вызванное небалансом мощности, и формиру- ютуправл ющие воздействи  на изменение мощности потребител -регул тора Рпр и регулирующих электростанций Рр по выражени м РПр - «1 ( Д Рн + Д Рп), Рр «2(А Рн + f Д Рп), где «1 , а.2 коэффициенты долевого участи  потребител -регул тора и регулирующих электростанций. Затем реализуют указанные воздействи  соответствующим изменег нем мощности потребителей-регул торов и регулирующих электростанций.

С целью учета режимных параметров

потребител -регул тора и регулирующих

электростанций осуществл ют непрерывно

во времени фиксацию недоотпуска (излишнего потреблени ) энергии потребител -реt гул тора по выражению W(t) / Д Рпр (t)at,

где Pnp(t) - отключение мощности потребител -регул тора от заданного значени , t - врем  фиксации величины Д Pnp(t). Если W(t) превысит допустимое значение при недоот- пуске (излишнем потреблении) энергии, то формируют дополнительное воздействие на

увеличение (снижение) мощности регулирующих электростанций по выражению Д Рз W(t)/(T - to), где Т- максимально допустимое врем  восстановлени  технологического параметра потребител -регул тора, to среднее врем  отработки приращени  задани  мощности регулирующих электростанций . Затем реализуют воздействие Д Рз и по мере увеличени  (снижени ) мощности регулирующих электростанций на равную ей величину увеличивают (снижают) мощность потребител -регул тора дл  компенсации недоотпуска (излишнего потреблени ) энергии .

На чертеже приведена структурна  схема реализации способа.

Схема содержит шины 1 регулирующих электростанций, внутренние электропередачи 2 энергосистемы, эквивалентный генератор РЭС 3, эквивалентную турбину РЭС

4, систему 5 автоматического регулировани  мощности РЭС, задатчик 6 внеплановой нагрузки РЭС, мощный потребитель-регул тор 7, подключенный к одноиму из узлов энергорайона, систему 8 регулировани 

мощности ПР, датчик 9 отклонени  мощности ПР от заданного значени , интегратор 10, задатчик 11 допустимого уровн  отклонени  потреблени  энергии ПР, орган 12 сравнени , блок 13 выработки задани  на

дополнительную отработку мощности РЭС, блок 14 задержки управл ющего воздействи , датчик 15 ступенчатого изменени  мощности электростанции, блок 16 выработки приращени  задани  на изменение

мощности ПР и РЭС, сумматор 17, датчик 18 отклонени  перетока мощности от заданного значени  по внутренней св зи энергосистемы , регул тор 19 перетока мощности.

Способ осуществл етс  следующим образом .

Небаланс активной мощности в энергосистеме в первый момент времени после возмущени  распредел етс  между отдельными генерирующими источниками пропорционально их синхронизирующих

мощностей по отношению к точке возникновени  небаланса. Генерирующие источники испытывают ступенчатые приращени  мощности , сумма которых равна величине небаланса мощности ДРН. Величина ДРН может быть определена по ступенчатому приращению мощности А Р электростанции , расположенной в электрическом центре энергорайона, в котором возник небаланс по выражению Д Рн КПА Р, где Кп - коэффициент пропорциональности, равный отношению суммы ступенчатых приращений мощности электростанций энергорайона APj к ступенчатому приращению мощности указанной электростанции АР.

Коэффициент пропорциональности Кп определ етс  по выражению Кп

I,

APj/A Р, где К - число генерируемых

источников данного района.

Приращение мощности А Р фиксируетс  датчиком 15, наход щимс  на электростанции , расположенной в электрическом центре энергорайона. На основании информации датчика 15 блок 16 вырабатывает приращение задани  на изменение мощно- стиПР и группы РЭС. Через блоки 17 суммировани  указанное приращение задани  с учетом коэффициентов долевого участи  поступает на задатчик 6 внеплановой нагрузки группы РЭС и на систему 8 регулиро- вани  потребл емой мощности ПР. Внепланова  нагрузка распредел етс  за- датчиком 6 между системами 5 автоматического регулировани  мощности отдельных РЭС. По полученному приращению задани  система 8 регулировани  мощности ПР снижает (увеличивает) мощность ПР в зависимости от знака приращени  Д Р. При положительном значении А Р, что соответствует дефицитному мощности в энергосистеме , производитс  снижение мощности ПР дл  частичной компенсации возникшего дефицита.

Дл  более точной компенсации небаланса мощности осуществл етс  контроль одного из параметров режима энергорайона , которым может быть переток по одной из внутренних св зей этого энергорайона. По выбранной св зи, переток мощности которой  вл етс  наиболее чувствительным к небалансам мощности энергорайона, производитс  фиксаци  отклонени  этого пере- тока от заданного значени  ДРп, осуществл ема  датчиком 18. Фиксаци  величины АРп производитс  в период времени после возникновени  небаланса мощности ДРН. Вырабатываемое регул тором 19 дополнительное управл ющее воздействие на, изменение мощности РЭС и ПР, пропорциональное величине АРп, необходимо дл  коррекции основного управл ю- щего воздействи , образуемого по

зафиксированному небалансу А Рн.

Управл ющее -воздействие регул тора 19 по коэффициентам долевого участи  распредел етс  через посредство сумматоров 17 между ПР и группой РЭС.

Таким образом, результирующее управл ющее воздействие на изменение мощности ПР А Рпр и изменение мощности РЭС ДРр определ ютс  соответственно выражени м

РпР - а( ДРн + А Рп), Рр ац( АРн +А Рп),

где «1 , а.2 - коэффициенты долевого уча- сти  потребител -регул тора и регулирующих электростанций.

В процессе управлени  мощностью ПР возникает недоотпуск (излишнее потребление ) энергии ПР, который со временем должен быть компенсирован соответствующим увеличением (снижением) мощности ПР. При изменении мощности ПР, производимом блоком 16 выработки приращени  задани  и регул тором 19 перетока, фикси- руетс  величина энергии W(t) no формуле

W(t) J APnp(t)dt, где А Рлр(т) - отклонение

о

мощности ПР от задаваемой величины, определ емой технологией ПР, t - врем  фиксации величины ДРПр(т).

Если величина W(t) превысит наперед заданное допустимое значение Л/з, то в системе управлени  мощностью ПР вырабатываетс  управл ющее воздействие на восстановление мощности ПР до заданного на текущий временной интервал уровн  и одновременно с этим дополнительное воздействие на приращение задани  мощности

РЭС согласно выражению АРз W(t)/(T - То), где Т - максимально допустимое врем  восстановлени  технологического параметра потребител -регул тора, to - среднее врем  отработки приращени  задани  мощности РЭС.

Дополнительное приращение мощности РЭС необходимо дл  компенсации не- доотпуска (излишнего потреблени ) энергии ПР. Врем  to характеризует запаздывание в отработке мощности РЭС из-за инерционности набора (снижени ) нагрузки тепломеханического оборудовани  РЭС.

По мере увеличени  (снижени ) мощности РЭС (при реализации задани  АРз) на равную ей величину измен етс  мощность

ПР. Таким образом производитс  компенсаци  недоотпуска (излишнего потреблени ) энергии ПР.

Быстродействие изменени  мощности ПР на один-два пор дка выше быстродействи  отработки задани  мощности РЭС. Поэтому изменение мощности ПР может достаточно точно отслеживать приращение мощности РЭС. Это необходимо дл  исключени  вли ни  процесса изменени  мощности , св занного с компенсацией недоотпуска (излишнего потреблени ) энергии ПР, на параметры режима энергосистемы .

Отклонение мощности ПР от заданного значени  W(t) фиксируетс  датчиком 9 и передаетс  на вход интегратора 10. Величина энергии W(t) в органе 12 сравниваетс  со значением, поступающим от задатчика 11. Если величина энергии W(t) превысит значение , выдаваемое задатчиком 11, то в блоке 13 вырабатываетс  управл ющее воздействие ДРз на изменение мощности РЭС и ПР дл  компенсации недоотпуска (излишнего потреблени ) мощности ПР. Это воздействие передаетс  на сумматор 17, св занный с задатчиком 6 внеплановой нагрузки РЭС. Второй выход блока 13 св зан с блоком 14 задержки передачи воздействи . Врем  задержки определ етс  динамическими характеристиками РЭС на набор (снижение) мощности. Изменение мощности ПР должно производитьс  после соответствующего изменени  мощности РЭС. Например, при компенсации недоотпуска энергии ПР производитс  первоначальное увеличение мощности РЭС, вслед за которым осуществл етс  (на равную ей величину) увеличение мощности ПР. С блока 14 задержки управл ющее воздействие поступает на систему 8 регулировани  мощности ПР 7.

Таким образом, использование предлагаемого способа автоматического регулировани  активной мощности энергосистемы обеспечивает быструю компенсацию небаланса мощности в местном энергорайоне энергосистемы, что снижает вли ние этого небаланса на изменение мощности межсистемных электропередач, что повышает надежность их работы.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ автоматического регулировани  активной мощности энергосистемы, согласно которому фиксируют небаланс активной мощности местного энергорайона ДРН, измен ют мощность регулирующих электростанций энергорайона на величину,

   пропорциональную значению А Рн, о т л и - чающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы межсистемных электропередач , дл  определени  небаланса актив- ной мощности ДРН местного энергорайона фиксируют ступенчатое приращение мощности электростанции А Р в электрическом центре энергорайона, вызванное небалансом мощности, и определ ют величину по

   выражению А Рн Кп АР, где Кп - коэффициент пропорциональности, равный отношению суммы ступенчатых приращений мощности электростанций энергорайона ксту- пенчатому приращению мощности указанной

   электростанции, одновременно фиксируют отклонение перетока мощности по внутренней св зи энергосистемы ДРП, вызванное небалансом мощности, формируют величины управл ющих воздействий на изменение

   мощности потребител -регул тора РПр «ч (А РН + АРп), и изменение мощности регулирующих электростанций Рр аа( АРН + АРП), где а, «2 коэффициенты долевого участи  потребител -регул тора и регулирующих электростанций соответственно, и измен ют мощности потребител -регул тора и регулирующих электростанций на указанные сформированные величины.
2. 2. Способ по п. 1,отличающийс 

   тем, что, с целью учета режимных параметров потребител -регул тора и регулирующих электростанций, непрерывно во времени фиксируют недоотпуск (излишнее потребление) энергии потребител -регул тора W(t), определ емое по выражению W(t)

   t /A Pnp(t)dt, где ДРПр(т) - отклонение

   о

   мощности потребител -регул тора от заданного значени , t - врем  фиксации вели- чины APnp(t), и в случае превышени  энергией W(t) допустимого значени  при не- доотпуске (излишнем потреблении) энергии формируют дополнительное воздействие на

   увеличение (снижение) мощности регулирующих электростанций, определ емое величиной ДРз W(t)/(T - to), где Т - максимально допустимое врем  восстановлени  технологического параметра потребител -регул тора , to - среднее врем  отработки приращени  задани  мощности регулирующих электростанций, измен ют мощность регулирующих электростанций на величину ДРз, по мере увеличени 

   (снижени ) мощности регулирующих электростанций на равную ей величину увеличивают (снижают) мощность потребител -регул тора на ту же величину.