SU397938A1 - УСТРОЙСТВО дл МОДЕЛИРОВАНИЯ УСТАНОВИВШИХСЯ и ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМОВ ЭНЕРГОСИСТЕМ - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к области электрического моделировани  и может быть использовано на расчетных модел х энергосисте.м, работающих на принципе комбинированного моделирован.и  и в специализированных аналоговых вычислительных машинах, примен емых дл  расчета установившихс  и переходных режимов знергосистем.

В насто щее врем  дл  расчета установившихс  и переходных режимов сложных энергосистем, содержащих большое число генераторных станций и нагрузочных узлов, примен ютс  комбинированные расчетные модели , в которых генераторы и двигатели моделируютс  по управлени м иа элементах аналоговой вычислительной техники, а сетева  часть моделируетс  на элементах R, L, С (.например, с помощью сетевой части универсальных расчетных моделей электрических систем УРМЭС).

Одной из наиболее трудоем.ких операций при работе на такой модели  вл етс  установка исходных режимов.

Выполнение этой операции существенно ускор етс , если в процессе установки режима обеспечено посто нство заданных мощностей в основных уз.ч х нагрузки.

Известное устройство содержит автотрансформатор , коэффициент трансформации которого измен етс  путем дискретного переключени  числа витков с ломощью шагового искател , управл емого след щей систе.мой, реагирующей на отклонение напр жени  от заданного. Выход автотрансформатора подключен к нагрузке в виде посто нного илшеданса . Такое устройство удовлетворительно работает в УРМЭС и в автоматических модел х с сильно раст нутым масштабом времени. При совместном использовании сетевой части УРМЭС со специализированными аналоговыми модел ми, работающими в масштабах времени, олизк их к натуральнолгу, такое устройство по принципу своего действи  во врем  переключени  отпаек автотрансформатора создает сильные возмущающие воздействи  на режим, нарушающие нормальную работу модели в целом. Скачки мощности, по вл ющиес  в моменты переключени  шагового искател , часто вызывают нар}шен;ие Зстойчивости установленного режима, что делает невозможным использование нагрузочного аппарата посто нных вольт-ампер дл  облегчени  и ускорени  установки режима в такого рода комбинированных модел х.

Предложенное устройство отличаетс  тем, что с целью расширени  класса решаемых задач, увеличени  быстродействи  и повышени  точности расчетов на расчетных модел х

электрических систем и специализированных

аналоговых вычислительных машинах, в нем входной зажим устройства через шуит, подключенный параллельно входным зажимом измерительного усилител  тока, соединен с входом измерительного усилител  напр жени  и с выходом усилител , работающего в режиме источника тока. Выход усилител  соедииен с neipsbiM входом амплитудного модул тора и первым входам блока умножени ; второй вход амплитудного мадул тора соедатен с ВЫХОДОМ интегратора, а второй вход множительного устройства подключен к выходу измерительного усилител  тока. Выход амплитудного модул тора соединен со входом усилител  мощности, а выход множительного устройства подключен к первому входу интегратора, выход которого соединен с первым входом амплитудного модул тора. Ёыход амплитудного модул тора подключен ко входу усилител , а его второй вход подключен к выходу измерительного усилител  тОКа и ко второму входу бло.ка умножени , выход которого соединен со вторым входом ннтелратора, а первый вход подключен к выходу усилител  мощности, и через шунт, включенный параллельно входным зажимом измерительного усилител  тока, соединен с выходной клеммой устройства и входом преобразовател  неремешюго напр жени  в посто нное . Выход последнего соединен с первым входом интеграто,ра, второй вход которого подключен К выходу задатчика напр жени .

Схема устройства изображена на чертеже.

В состав устройства вход т измерительные щунты } и 2, измерительный усилитель переменного напр жени  3, измерительные усилители переменного то.ка 4 и 5, усилитель мощности переменного тока 6, усилитель переменного тока, работающий в режиме источника тока 7, интеграторы 8 и 9, блоки умножени  10 и 11, амнллтудные модул торы 12 и 13, преобразователь переменного напр жени  в посто нное 14, задатчик напр жени  15 и контакты 16-1/5 |реле.

Вход 20 устройства подключаетс  в заданную точку модели сети, на выход устройства 21 подключаетс  модель нагрузки.

Напр жение со входа 20 устройства через измерительный шунт J подключено на вход усилител  3, имеющего малое пот ребление по входным цеп м. Выход усилител  3 подключен на первый вход модул тора 12, где сигналом по второму -входу От интегратора 8 осуществл етс  ампл1итудна  модул ци  напр жени , поступающего по первому входу. Выход модул тора 12 через усилитель мощности 6 и шунт 2 подключен к выходу 21 устройства . Выход 21 устройства подключен по входу преобразовател  14, выход которого через контакт 17 реле подключен к первому входу интегратора 8. Ко вто)рому входу интегратора 8 через контакт 16 реле подключен задатчик натгр жен/и  15, а выход интегратора 5 подключен ко второму входу модул то/ра 12.

Первый вход блока умнож ени  // подключен к выходу усилител  мощности 6, а второй - через усилитель 5 к щунту 2.

Блок умножени  10 первым входом поД

ключен к выходу усилител  3, а вторым - через усилитель 4 к шунту /.

Выходы блоков ум1ножени  10 ti 11 подключены через контакты 18 и 19 реле к двум входам интегратора 9. Выход интегратора 9

0 подключен к первому входу амплитудного модул тора 13, «о второму входу которого подключен выход усилител  5.

Выход амплитудного модул тора подключен ко входу усилител  переменного тока 7,

работающего в фежиме источника тока, выход усилител  7 подключен ко входу усилител  3 и через щунт / ко входу устройства 20. Такое соединение обеапеч:и1вает отбор из сети на входе 20 устройства тока, величина и фаза

которого зависит от величины и фазы тока нагрузки на выходе 21.

Устройство работает следующим образом. Переменное напр жение на выходе 21 устройства преобр:азуетс  в посто нное преобразователем 14 и сравниваетс  с напр жением, поступающим от задатчика 15. Разность этих напр жений интелрируетс  интегратором 8. Папр жение на выходе интегратора 8 измен етс  до тех пор, пока напр жение на выходе 21 устройства не установитс  равным заданному, определ емому уровнем -выходного напр жени  задатчика 15. Поэтому нагрузка, включенна  на выход 21 устройства, потребл ет неизменную мощность при изменении на5 пр жени  на входе 20.

Чтобы обеспечить услови , при которых устройство отбирает от модели сети на входе 20 те же активные и реактивные мощности, которые потребл ет пагрззка на выходе 21,

0 активна  мощность на выходе 21 измен етс  с лом.ощью блока умножени  //, усилителей 5, 6 и измерительного шунта 2. Аналогично измер етс  активна  мощность, потребл ема  устройством от сети на входе 20. Дл  этой

5 цели использованы блок умножени  10, усилители 3, 4 и измерительный шунт /.

На выходе интецратора 9 получаетс  напр жение , пропорциональное интегралу разности входных напр жений. Выходной сигнал

0 интеграто)ра 9 через модул тор 13 осуществл ет амплитудную модул цию выходного напр жени  усилител  5, отображ1ающего по величине и фазе ток нагрузки на выходе 21 устройства . Усилитель 7, подключенный к выходу

55 модул тора 13, работает в режиме источника тока, когда величина тока на его выходе пропорциональна величине входного напр жени , а фаза тока на его выходе совпадает с фазой входного напр жени . Напр жение на выходе 60 модул тора 13 совпадает по фазе с током нагрузки на выходе 21 и пропорционально этому току по величине.

Если вход 20 устройства подключить к модели сети переменного тока, а к выходу 21 65 подключить нагрузку, например, посто нный

:им педанс, модель асинхронного двигател  или модель комплексной нагрузки энергосистем, то устройство при установке исходного режима автоматически поддерживает заданную и посто нную активную мощность независимо от величины напр жени  на входе 20 устройства . Это обеспечиваетс  действием след щей системы по напр жению, образованной интетратором 8, преобразователем надр жени  14, задатч«.кам уровн  напр жени  15 с исполнительным орГаном модул тора 12 и усилител  6, регулирующего уровень напр жени  на выходе 21 и одновремен.ным действием след щей системы по активной мощности, выполненной в В1иде интелратора 9, блоков умножени  10, 11, измерительных усилителей 4, 5 с ислолиителвным органом, регулирующим уровень тока на входе 20 устройства.

Обе след щие системы обеспечивают посто нство на входе 20 устройства не только активной, но и реактивной мощности нез аБисимо от напр жени  в точке 20. Реактивна  мощность на входе 20 устройства равла реактлвной мощности на выходе 21, поскольку обеспечены следующие услови : напр жение на выходе усилител  6 совпадает по фазе с напр жением на входе 20 устройства; выходной ток уси.тител  7 совпадает по фазе с током нагрузки в точке 21; величина тока на входе усилител  5 пренебрежимо .мала; активна  мощность налрузки на выходе 21 равна активной мощности, на входе 20 устройства.

При введении различных масщтабных коэффициентов по входа.м след щих систем можно получить на входе 20 и выходе 21 устройства не равные, а пропорциональные активные и реактивные мощности.

Автоматическое регулирование активной и реактивной мощностей с целью поддержани  их на заданном уровне независимо от уровн  напр жени  на входе 20 устройства осуществл етс  непрерывно без использовани  дискретных переключающих устройств. Это обеспечивает нормальную, устойчивую работу устройства в модел х энергосистем переменного тока , класс рещаемых на этих .модел х задач. В частности, при использовании предлагаемого устройства удаетс  увеличить быстродействие и точность расчетов устаноВИ1ВЩИХСЯ режимов и |расчетав статической устойчивости электрических систем, которые выполн ютс  на специализированных аналоговых вычислительных машинах в сочетании

С рачетны.ми статическими модел ми сети переменного тока.

При расчетах переходных режи.мов электрической системы отключаютс  контакты 76- 19 реле, и интеграторы 8, 9 запо.минают предшествующее напр жение. Поэто: 1у в переходных режи.мах активна  и реактивна  .мощности на входе 20 устройства измен етс  так же, как на выходе 21. Закон изменени  этих мощ0 ностей определ етс  характером нагрузки, подключенной к выходу 21, iH изменение.м напр жени  на входе 20 устройства.

Предмет изобретени 

Устройство дл  моделировани  установивщихс  и пере.ходных релси.мов энергосистем, содержащее усилители, блоки у., интеграторы , а.мплитудные модул торы, задат0 чик напр жени , преобразователь напр жени  и щунты, отличающеес  тем, что, с целью расширени  класса рещаемых задач, увеличени  точности и повыщени  быстродействи , в нем первый щунт, подключенный параллельно вхо5 дам первого измерительного усилител  тока, соединен со входом измерительного усилител  напр жени  и с выходом усилител  переменного тока, выход измерительного усилител  напр жени  соединен с первым входом пер0 вого а:мплитудного модул тора и первым входо .м первого блока умнол ени ; второй вход первого а.мплитудного модул тора соединен с выходом первого интегратора, а второй вход первого блока умножени  подключен к выходу первого измерительиого усилител  тока; выход первого а.мплитудного модзл тора соединен со входом усилител  .мощности, а выход первого блока умножени  подключен к первому входу второго интегратора, выход кото0 рого соединен с первым входом второго амплитудного модул тора, выход которого подключен ко входу усилител  переменного тока, а второй вход подключен к выходу второго

5 измерительного усилител  тока и ко входу второго пдока у.множени , выход iKOTOporo соединен со вторым входо.м интегратора, а первый вход подключен к вы.ходу усилител  .мощности и через второй щунт, включенный

0 параллельно входам второго измерительного усилител , соединен со входом преобразовател  напр жени , выход которого соединен с первым входо.м интегратора, подключенного к выходу задатчика напр жени .

А 20