Комплекс управления перетоком мощности по межсистемной линии электропередачи в режиме асинхронного хода

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть применена на межсистемных связях в составе средств автоматического предотвращения нарушения устойчивости энергосистем.

Технический результат полезной модели состоит в повышении вероятности и ускорении возврата объединенной энергосистемы в синхронный режим в случае ее выхода в режим асинхронного хода, что предотвращает дальнейшее развитие аварии.

Комплекс содержит, соединенные последовательно или параллельно выключатели (4) и (5), предназначенные для включения в межсистемную линию (3), и блок (6) управления выключателями, связанный каналом (7) передачи данных с центром (8) сбора информации от приборов (9) и (10) векторных измерений, установленных на концах линии (3). При этом блок (6) выполнен с возможностью отключающего воздействия на выключатели (4) и (5) при смене направления перетока мощности от энергоизбыточной системы (1) к энергодефицитной (2) на обратное, вычисления разности фазных углов Ó₁ и Ó ₂ векторов напряжений, синхронно измеренных на концах отключенной линии (3) со стороны системы (1) и (2) соответственно, и включающего воздействия на выключатели (4) и (5) при значении разности Ó ₁-Ó₂, лежащем в пределах (±30°+n*360°), где n - целое число, начиная с единицы. 2 з.п.ф., 1 ил.

Область техники

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть применена на межсистемных связях в составе средств автоматического предотвращения нарушения устойчивости энергосистем.

Уровень техники

Известно устройство для управления перетоком активной мощности по межсистемной линии электропередачи, выполненное в виде включенного в линию фазоповоротного устройства с блоком управления [RU 107414].

Прототип обеспечивают быстрое регулирование перетока активной мощности по межсистемной линией электропередачи, снижающее вероятность выхода в режим асинхронного хода. Однако, прототип не обеспечивает быстрого восстановления синхронной работы частей энергосистемы в случае перехода в режим асинхронного хода по межсистемной линии электропередачи.

Раскрытие полезной модели

Технический результат полезной модели состоит в повышении вероятности и ускорении возврата объединенной энергосистемы в синхронный режим в случае ее выхода в режим асинхронного хода, что предотвращает дальнейшее развитие аварии.

Предметом полезной модели является комплекс управления перетоком мощности по межсистемной линии электропередачи в режиме асинхронного хода, содержащий, по меньшей мере, два соединенных последовательно или параллельно выключателя, предназначенных для включения в межсистемную линию, и блок управления выключателями, связанный каналом передачи данных с центром сбора информации от приборов векторных измерений, установленных на концах межсистемной линии, при этом блок управления выполнен с возможностью отключающего воздействия на выключатели при смене направления перетока мощности от энергоизбыточной системы к энергодефицитной на обратное, вычисления разности фазных углов Ó₁ и Ó₂ векторов напряжений, синхронно измеренных на концах отключенной линии со стороны энергоизбыточной и энергодефицитной систем соответственно, и включающего воздействия на выключатели при значении разности Ó₁-Ó₂, лежащем в пределах (±30°+n*360°), где n - целое число, начиная с единицы.

Развития полезной модели для частных случаев ее использования состоят в том, что:

- блок управления выполнен с возможностью вычисления модуля скорости /_12// изменения разности Ó₁-Ó ₂, его сравнения с уставкой _уст и блокировки включающего воздействия на выключатели при /_12//>_уст;

- блок управления снабжен блокирующим входом и выполнен с возможностью задержки воздействий на выключатели на время, достаточное для получения сигнала срабатывания релейной защиты на указанном блокирующем входе.

Осуществление полезной модели с учетом ее развитий

На фиг.1 представлена схема связи между энергосистемами, выполненная с использованием предлагаемого комплекса.

На фигуре показаны шины энергоизбыточной системы 1 и шины энергодефицитной системы 2, связанные межсистемной линией 3 электропередачи, имеющей реактивное сопротивление X_L. В линию 3 включены (например, параллельно) выключатели 4 и 5, связанные с блоком управления 6. Каналом 7 передачи данных блок 6 связан с центром 8 сбора информации, получающим данные от приборов 9 и 10 векторных измерений, установленных по концам межсистемной линии 3 на шинах энергосистем 1 и 2 соответственно. Блок 6 выполнен с возможностью отключающего воздействия на выключатели при смене направления перетока мощности от энергосистемы 1 к энергосистеме 2 на обратное, вычисления разности фазных углов Ó₁ и Ó₂ векторов напряжений, синхронно измеренных в концах отключенной линии со стороны шин 1 и 2 соответственно, и включающего воздействия на выключатели при значении разности Ó₁-Ó ₂, лежащем в пределах 350°÷370°.

Блок 6 снабжен блокирующим входом 11, предназначенным для подключения сигнала срабатывания, поступающего от релейной защиты линии 3.

Комплекс работает следующим образом.

При устойчивой синхронной работе энергосистем линия 3 включена, например, через выключатель 4 и обеспечивает возможность перетока мощности от энергоизбыточной системы 1 к энергодефицитной системе 2. При этом разность фазовых углов (Ó₁-Ó ₂)<90° и переток мощности P, вычисляемый в блоке 6 как векторное произведение векторов напряжений Ú₁^×Ú₂, измеряемых приборами 9 и 10 соответственно, имеет положительный знак. В этом режиме возрастанию активной мощности P, которая приближенно (без учета активного сопротивления) определяется формулой

,

соответствует увеличение разности (Ó ₁-Ó₂), а снижению мощности P уменьшение разности (Ó₁-Ó₂ ).

При возникновении аварийных ситуаций баланс активной мощности временно нарушается и возможна потеря устойчивости совместной работы энергосистем 1 и 2 с переходом разности (Ó ₁-Ó₂) за 90°. Если баланс активной мощности не восстанавливается, возможен дальнейший переход в режим асинхронного хода, характеризующийся возрастанием угла (Ó₁-Ó₂) и циклической сменой направления (знака) P. Оптимальная стратегия, ускоряющая выведение из этого режима, которую осуществляет блок 6, состоит в том, чтобы в режиме асинхронного хода передавать максимум электроэнергии от энергоизбыточной системы 1 в энергодефицитную систему 2 и исключить передачу энергии в обратном направлении.

Для этого блок 6 определяет знак перетока мощности P, совпадающий согласно вышеприведенной формуле со знаком разности (Ó₁-Ó₂), и при смене направления перетока от энергоизбыточной системы к энергодефицитной на обратное отключает линию 3, воздействуя на включенные выключатели 4 и 5 или на один из них, если другой отключен ранее.

После этого системы 1 и 2 работают независимо с различными частотами, обусловленными балансами мощностей внутри каждой системы, а угол (Ó₁-Ó₂) продолжает возрастать. При возрастании угла (Ó₁-Ó₂) до значения, устанавливаемого в диапазоне 330°÷390°, блок 6 восстанавливает включенное состояние линии 3, воздействуя поочередно на один из выключателей 4 или 5. После этого положительное направление P некоторое время сохраняется. Если оно меняется на обратное, то блок 6 снова разрывает связь между энергосистемами 1 и 2, отключая соответствующий выключатель 4 или 5. Этот процесс цикличного отключения и включения линии электропередачи продолжается до выхода систем 1 и 2 из режима асинхронного хода и прекращения циклических изменений направления перетока активной мощности P. Использование двух выключателей 4 и 5 вместо одного, позволяет коммутировать линию 3 с малым интервалом между переключениями. Если скорость /_12// изменения разности Ó₁-Ó ₂ недопустимо возрастает до уставки _уст, блок 6 запрещает (блокирует) включающие воздействия на выключатели 4 и 5. Переход в описанный режим коммутации линии 3 начинается с задержкой, достаточной для получения сигнала срабатывания релейной защиты линии 3 на блокирующем входе 11, чем исключается ложный запуск блока 6 при близких коротких замыканиях.

1. Комплекс управления перетоком мощности по межсистемной линии электропередачи в режиме асинхронного хода, содержащий, по меньшей мере, два соединенных последовательно или параллельно выключателя, предназначенных для включения в межсистемную линию, и блок управления выключателями, связанный каналом передачи данных с центром сбора информации от приборов векторных измерений, установленных на концах межсистемной линии, при этом блок управления выполнен с возможностью отключающего воздействия на выключатели при смене направления перетока мощности от энергоизбыточной системы к энергодефицитной на обратное, вычисления разности фазных углов У₁ и У₂ векторов напряжений, синхронно измеренных на концах отключенной линии со стороны энергоизбыточной и энергодефицитной систем соответственно, и включающего воздействия на выключатели при значении разности У₁-У₂, лежащем в пределах (±30°+n360°), где n - целое число, начиная с единицы.

2. Комплекс по п.1, в котором блок управления выполнен с возможностью вычисления модуля скорости |₁₂| изменения разности У₁-У₂ , его сравнения с уставкой _уст и блокировки включающего воздействия на выключатели при |₁₂|>_уст.

3. Комплекс по п.1, в котором блок управления снабжен блокирующим входом и выполнен с возможностью задержки воздействий на выключатели на время, достаточное для получения сигнала срабатывания релейной защиты на указанном блокирующем входе.