SU915167A1 - Способ автоматического регулирования перетока мощности между двумя частями энергосистемы 1 2 - Google Patents

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического регулирования (ограничения) перетока мощности по линии электропередачи между энергосистемами.

Известны способы регулирования перетока мощности по линии электропередачи путем воздействия на задание мощности или относительного прироста регулирующих электростанций в функции величины отклонения перетока мощности от заданного значения на основе пропорционально-интегрально-дифференциального регулирования II] и [2].

Недостатком указанных способов регулирования перетока мощности по линиям электропередачи является значительное уменьшение (до 80%) их пропускной способности за счет фиксированного значения уставки регулирования (ограничения) мощности, а также отсутствия учета в пределах диапазона допустимых нагрузок оборудования тепловых электростанций, изменений текущих динамических (скоростных) характеристик (возможностей регулирующих тепловых электростанций) . В дальнейшем по тексту

под электростанциями подразумеваются тепловые электростанции.

Известно, что под диапазоном 5 допустимых нагрузок оборудования ТЭС

понимается интервал от минимальной — длительно допустимой нагрузки обо• рудования ТЭС до номинальной. В пределах диапазона допустимых нагрузок возможно изменение состава работающего вспомогательного оборудования и отключение отдельных автоматических регуляторов.

В диапазоне допустимых нагрузок _ в нормальном режиме эксплуатации

'5 энергоблоки должны обеспечивать изменение мощности без ограничения скорости любого вида воздействия в пределах ±7% номинальной для блоков сверхкритического давления и ±10% для блоков докритйческого давления. Сверх этих пределов скорость изменения нагрузки в ту же сторону не должна превышать 0,3% от номинальной мощности в минуту для блоков сверх75 критического и 0,5% - для блоков докритйческого давления.

В диапазоне допустигллх нагрузок

энергоблоки любой мощности должны

обеспечивать плановое изменение на30 грузки на ±20% номинальной мощности

3

915167

4

(для энергоблоков сверхкритического давления), на +25% номинальной мощности (для энергоблоков докритичес.кого давления) со скоростью вплоть до 4% номинальной мощности в минуту для блоков с газомазутными и'до 2% — для блоков с пылеугольными котлами. При дальнейшем изменении нагрузки в ту же сторону должна быть обеспёчена скорость изменения до 0,7% номинальной мощности в минуту для блоков сверхкритического и 1% - для блоков докритического давления. Из вышеизложенного следует, что существуют ограничения на диапазоны изменения нагрузки ТЭС в зависимости от фактической скорости изменения нагрузки ТЭС.

разрешенный динамический диапазон регулирования электростанции (блока) - есть интервал нагрузок, разрешенный нормативными документами и задающий величину предельно допустимого изменения мощности электростанции (блока) раздельно как в направлении загрузки, так и в направлении разгрузки, так и в направлении разгрузки, без ограничения скорости любого вида воздействия (изменения задания) .

Текущий динамический диапазон регулирования электростанции (блока) есть интервал нагрузок, определяющий Фактическую текущую величину допустимого изменения мощности электростанции (блока) раздельно как в направлении загрузки, так в направлении разгрузки, без ограничения скорости любого вида воздействия относительно фактической текущей нагрузки электростанции (блока). Текущий динамический диапазон регулирования электростанции (блока) является следствием изменения фактической нагрузки электростанции (блока) со скоростью, превышающей значение плановой скорости изменения нагрузки .

Отсутствие текущего динамического диапазона регулирования на электростанции приводит к необходимости изменения ее нагрузки со скоростью, значительно ниже (газомазутные блоки - в 8-13 раз, пылеугольные блоки в 4-6,6 раза) разрешенной плановой скорости„изменения нагрузки. Указанные ограничения по скорости изменения нагрузки регулирующих электростанций приводят к переменным динамическим характеристикам системы автоматического регулирования в целом. Очевидно, что при ухудшении динамических характеристик автоматической системы в целом/ снижается ее способность к эффективному'подавлению колебаний регулируемого параметра (перетока активной мощности), что приводит к

необходимости снижения уставки регулирования (ограничения) перетока активной мощности по линии электропередачи. Снижением уставки регулирования (ограничения) создают увеличение запаса между фактически разрешенным (заданным) значением перетока активной мощности по линии электропередачи и пределом ее пропускной способности по условиям 'статической или динамической устойчивости, чем обеспечивают заданную степень надежности передачи активной мощности по линии, В свою очередь, улучшение динамических характеристик автоматической системы в целом увеличивает ее способность к эффективному подавлению колебаний регулируемого параметра (перетока активной мощности), что позволяет увеличить фактическую пропускную способность линии электропередачи путем повышения заданной уставки регулирования (ограничения).

В известных в настоящее время способах автоматического регулирования (ограничения) перетоков мощности используют фиксированное значение уставки регулирования (ограничения) перетока активной мощности по линии электропередачи.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ автоматического регулирования перетока между двумя'частями энергосистемы путем воздействия на задание мощности или относительного прироста регулирующих электростанций с законом формирования управляющего воздействия в функции отклонения перетока, например, пропорционально-интегрально-дифференциального, с изменением значения уставки перетока, причем для каждой электростанции определяют произведение текущего динамического диапазона регулирования на коэффициент влияния изменения мощности на регулируемый параметр, на коэффициент долевого участка электростанции и на коэффициент надежности и осуществляют указанное изменение уставки на величину, равную сумме величин полученных произведений £33.

Недостатком известного способа, является то, что измеряют приращения сигнала управляющего воздействия (задания), которые производились со скоростью превышающей плановую скорость изменения нагрузки электростанции, и эти приращения задания используют для определения значения текущего динамического диапазона регулирования электростанции.

Таким образом, предполагается,

что изменение фактической мощности

электростанции происходит со ско5

915167

6

ростью, равной- скорости сигнала управляющего воздействия. На самом деле из-за несовершенства станционных систем автоматического регулирования (инерционность, запаздывание, люфты и т.п.) фактическое изменение мощности, электростанции происходит со скоростью, как правило, меньшей чем скорость изменения управляющего воздействия, или в отдельных случаях с большей скоростью.

В результате при определении величины текущего динамического диапазона регулирования электростанции допускаются ошибки (неточности), которые приводят к тому, что в случае, когда управляющее воздействие изменяется со скоростью, превышающей плановую скорость, а фактическая скорость изменения мощности электростанции ниже или равна плановой скорости_? неверно рассчитывается величина текущего динамического диапазона регулирования электростанции. В результате происходит неоправданная коррекция уставки перетока. При этом для одних линий электропередачи коррекции уставки перетока происходит в сторону снижения, а для других коррекция уставки перетока происходит в сторону увеличения пропускной способности линии электропередачи в то время, когда величина фактического текущего динамического диапазона регулирования электростанции (на загрузку и на разгрузку) не изменялась, т.е. происходит с одной стороны неоправданное снижение перетока модности по одним линиям электропередачи и неоправданное снижение надежности работы системы автоматического регулирования по другим линиям электропередачи. Следовательно, для правильного определения величины текущего динамического диапазона регулирования электростанции и как следствие, осуществления правильной коррекции уставки перетока, необходимо определять приращение фактической мощности электростанции, которые действительно производились со скоростью, превышающей плановую скорость изменения мощности элекстростанции, и эти приращения фактической мощности использовать для определения значения текущего динамического диапазона регулирования электростанции.

Цель изобретения - повышение про* пускной способности линии электропередачи и повышения надежности работы энергосистемы путем повышения точности определения значений текущих динамических диапазонов регулирования тепловых электростанций.

Эта цель достигается тем, что в способе автоматического регулирования перетока между двумя частями энергосистемы путем воздействия на задание мощности или относительного прироста регулирующих электростанций с законом формирования управляющего воздействия в функции отклонения перетока, например, пропорционально-интегрально-дифференциальным, с изменением значения уставки перетока, при этом на каждой тепловой электростанции определяют произведение текущего динамического диапазона регулирования на коэффициент 'влияния изменения мощности на регулируемый параметр, на коэффициент долевого участия электростанции и на коэффициент надежности' и осуществляют указанное изменение уставки на величину, равную сумме величин полученных произведений,измеряют фактическую мощность регулирующих тепловых электростанций, для каждой регулирующей тепловой электро станции определяют величину приращения фактической мощности со скоростью, превышающей значение плановой скорости изменения мощности соответствующей электростанции, и полученные величины приращений используют для определения величины текущего динамического диапазона регулирования в соответствии с выражениями

63,- (б )=

0 Р,(Ь) = -ϋΡ, - Δ1Μ - £1

где ϋ3'(Έ) ,ϋΡ^ (Ъ) - текущий динамичес кий диапазон регулирования соответственно на загрузку и на разгрузку ί—ой электростанции;

03;,ϋΡ; - разрешенный динамический диапазон регулирования соответственно на загрузку и на разгрузку ί-ой электростанции;

αΝ· — алгебраическое значение величины приращения нагрузки 1-ой электростанции со скоростью, превышающей значение плановой скорости изменения нагруз ки электростанции;

Ь. - текущее значение времени с момента очередного изменения нагрузки ϊ-ой электростанции со скоростью, превышаю щей значение плановой скорости изменения нагрузки данной электростанции;

Ί

915167

8

Τ| - постоянная времени

экспоненциального закона, описывающего тепловой переходный ^; процесс в металле элементов тепломеханичес- 5 кого оборудования 1-ой электростанции.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ. 10

Устройство содержит последовательно включенные задатчик 1 минимального значения уставки регулирования (ограничения), сумматор 2, элемент 3 сравнения, связанный с датчиком 4 15

перетока мощности по линии электропередачи, пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор 5 и задатчик б нагрузки регулирующих электростанций, каждый выход κοτοροΓθ2θ связан с регулятором мощности соответствующей регулирующей электростанции 7. Значение нагрузки каждой регулирующей электростанции 7 через соответствующее устройство 8 измере- 25 ния нагрузки электростанции подключено к сумматору'2 через последовательно соединенные блок 9 вычисления значения текущего динамического ди.апазона регулирования электростанции и блок 10 умножения.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

На элемент 3 сравнения подают сигналы от датчика 4 перетока мощности по линии электропередачи и сум-35 матора 2, определяющего значение уставки регулирования (ограничения). Формируемый на выходе элемента 3 сравнения сигнал отклонения перетока через пропорционально-интеграль- . до но-дифференциальный регулятор 5 поступает на вход задатчика 6 нагрузки каждой регулирующей электростанции. Минимальное значение уставки регулирования (ограничения) уста- 45 навливают задатчиком 1 для наихудших динамических характеристик регулирующих электростанций, участвующих в автоматическом регулировании (ограничении) перетока мощности, и подают на вход сумматора 2. В соответ- ^э ствии с техническими требованиями к маневренным характеристикам'регулирующих электростанций (например ТЭС), наихудшие динамические харак- . теристики будут „иметь место тогда, 55 когда на все задействованные в регулировании ТЭС не может.быть воздействие со скоростью, превышающей 0,3% номинальной мощности в минуту для блоков сверхкритического и 60

0,5% номинальной мощности в минуту для блоков докритического давления. Соответственно, начальная величина уставки регулирования (ограничения) составит порядка 80% максимального 65

значения перетока мощности, допускаемого по линии по условиям статической или динамической устойчивости. При работе автоматической системы регулирования (ограничения) с помощью устройства 8 производят измерение нагрузки регулирующих . электростанций. Скорость изменения нагрузки регулирующих электростанций изменяется в зависимости от амплитуда и скорости изменения колебаний перетока мощности относительно уставки регулирования (ограничения) . С помощью соответствующего блока 9 производят контроль за скоростью изменения нагрузки каждой регулирующей электростанции, определяют величину приращения нагрузки электростанции со скоростью, превышающей значение плановой скорости изменения нагрузки, и производят расчет величины соответствующего текущего динамического диапазона регулирования электростанции по формулам 1 или 2. Выходной сигнал блока 9 подают на вход блока 10 умножения, где умножают на заданный коэффициент долевого участий электростанции (КДУ; ), коэффициент распределения мощности электростанции до ограничиваемого (регулируемого) перетока , (КРМ^) и коэффициент надежности (КН,·) . Аналогично определяют и корректируют величину соответствующего текущего динамического диапазона регулирования для всех других регулирующих электростанций. Скорректированные блоком 10 умножения значения текущих динамических диапазонов регулирования регулирующих электростанций складывают в сумматоре 2 с сигналом задатчика 1, изменяя тем самым минимальное значение уставки, относительно которой ведется регулирование

(ограничение) перетока мощности по линии’ электропередачи.

В предлагаемом способе значение уставки превосходит по величине ее минимальное значение, выбранное предварительно при наихудших динамических характеристиках регулирующих электростанций, что свидетельствует об увеличении пропускной способности линии электропередачи.

Таким образом, использование предлагаемого способа автоматического регулирования (ограничения) перетока мощности” между двумя частями энерго-о системы обеспечивает увеличение пропускной способности линии электропередачи, высокую надежность передачи по ней электроэнергии, а также высокую экономическую эффективность ее практического использования по сравнению с аналогичными „техническими решениями.

9

915167

10

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ автоматического регулирования перетока мощности между двумя частями энергосистемы путем воздействия на задание мощности или отно- 5 сительного прироста регулирующих электростанций с законом формирования управляющего воздействия в функции отклонения перетока, например, пропорционально-интегрально-дифферен-1 о циальным, с изменением значения уставки перетока, при этом на каждой тепловой электростанции определяют произведение текущего динамического диапазона регулирования на коэффи- 15 циент влияния изменения мощности на регулируемый параметр, на коэффициент долевого участия электростанции и на коэффициент надежности и осуществляют указанное изменение устав- ρθ ки на величину, рагчую сумме величин полученных произведений, о т л ичающийс я тем,, что, с целью повышения пропускной способности линии электропередачи и повышения надежности работы энергосистемы путем повышения точности определения значений текущих динамических диапазонов регулирования тепловых электростанций, измеряют фактическую мощность регулирующих тепловых электростанций, для каждой регулирующей тепловой электростанции определяют величину приращения фактической мощности со скоростью, превышающей значение плановой скорости изменения мощности соответствующей электростанции, и полученные величины приращений используют для определения величины текущего динамического диапазона регулирования в соответствии с выражениями

   Ба- (б) = - _δν_{е - |ΐϋΡ_Α (6) = - δΝιг где (б),0Р^ (б) - текущий динамический диапазон регулирования соответственно на загрузку и разгрузку ί-ой электростанции;

   1,ϋΡ^- разрешенный динамический диапазон регулирования соответственно на загрузку и на разгрузку ί-ой электростанции;

   дЫ· - алгебраическое значение величины приращения нагрузки ϊ-ой электростан ции со скоростью, превышающей значение плановой скорости изменения нагрузки данной электростанции;

   б· - текущее значение времени с момента очередного изменения нагрузки ί-ой электростанции со скоростью, превышающей значение плановой скорости изменения нагрузки данной электростанции .

   Т. - постоянная времени экспоненциального закона, описывающего тепловой переходный процесс в металле элементов тепломеханического оборудования ί-ой электростанции.