Способ управления переходным процессом в энергосистеме

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИС ГИЧЕО (ИХ

РЕСПУБЛИК

3(я) Н 02 3 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ с г

t хр

Фиг.1 (21) 3347380/24-07 (22) 21.10.81 (4.6) 30 ° 05.83. Бюл. В 20 (72) Е.В.Калентионок (7l) Белорусский ордена Трудовогс

Красного Знамени политехнический институт

{53) 621.311.016(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 366528, кл.. Н О2 3 3/24, 1970.

2, Электрические системьй Автоматизированные системы управления режимами энергосистем. Под ред. В.A.Веянкова И., Высшая школа, 1979, с.386-390.

3. Авторское свидетельство СССР

9 765589, кл. H 02 Р 9/04,Н 02 Х 3/24, l978. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕХОДНИК ПРОЦЕССОИ В.ЭНЕРГОСИСТЕМЕ путем фиксации аварии, измерения скольже.ния генератору и мощности турбины, о т л и ч- а ю шийся тем, что,.

„SU„„ I 0209 I 8 А с целью повышения качества переход- ных процессов.и исключения глубоких и длительных качаний в энергосистеме, дополнительно измеряют ЭДС генератора, напряжение приемной системы и угол между ними, при достижении скольжением нулевого значения реактивное сопротивление электропередачи увеличи. вают так, чтсЮы активная мощность генератора была больше мощности турби-. ны на заданную величину ьР, определяемую требуемой скоростью возвратаротора к положению равновесия, точ ностью измерений и управления сопроти.

O. влением электропередачи., затем при отрицательном скольжении и значении о угла большем 900, увеличивают, а при @ отрицательном скольжении н значении угла, меньшем 90, уменьшают сопрс& тивление электропередачи так, чтобы превышение активной мощностью генератора мощности турбины поддерживалось равным укаэанному значению ЬР ° ф

1020918

Изобретение относится к электроэнергетике и может найти применение в энергосистемах при возникновении коротких замыканий, вызывающих нарушение устойчивости работы электростанций. 5

Известны способы управления переходным процессом в энергосистеме с применением тормозных нагрузочных сопротивлений, автоматически подключаемых к шинам электростанций, 10 при возникновении коротких замыканий на линиях электропереда<.чи (1) и 2).

Недостатком этих способов являет-. ся программный характер управления, при котором величина тормозного соп-, ротивления и длительность его включенного состояния определяется заранее и не корректируется по ходу процесс. Из-за неучета фактического характера переходного процесса эффективность торможения может оказаться недостаточной или могут иметь место глубокие качания из-за избыточности воздействия. 25

НаиболЕе близким по технической сущности к предлагаемому является способ управления переходным процессом путем управления активной мощностью турбогенератора, согласно которому фиксируют возникновение аварии и измеряют скольжение генератора и мощность турбины. В этом способе в процессе управления контролируются параметры переходного процесса (3), Однако при этом ставится только задача повышения устойчивости. Реализуемый закон управления не обеспечивает максимального гашения кача- 40 ний, воэникающих в результате возмущения и воздействий с целью повышения устойчивости, что является недостатком указанного способа. Возникновение глубоких M длительных 45 колебаний ротора генератора может привести к самораскачнванию и нарушению устойчивости параллельной работы других генераторов в энергосистеме. Следствием колебаний ротора ге-.50 нератора также является снижение качества электроснабжения потребителей, так как при этом имеют место значительные колебания частоты и напряжения.

Цель изобретения — повышение качества переходных процессов, исключение глубоких и длительных кача-. ний в энергосистеме.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления переходным процессом .в энергосистеме путем фиксации аварии, измерения скольжения генератора и мощности турбины дополнительно измеряют- ЭДС генератора, напряжение приемной сис- 65 темы и угол между ними, при достижении скольжением нулевого значения реактивное сопротивление электропередачи увеличивают так, чтобы активная мощность генератора была больше мощности турбины на заданную величину hP затем при отрицательном скольжении и значении угла большем о

90 увеличивают сопротивление электропередачи и при отрицательном скольжении и значении угла, меньшем 90, уменьшают сопротивление электропередачи так, чтобы превышение активной мощностью генератора мощности турбины поддерживалось равным указанному. значению hP. Задаваемая величина бР определяется требованиями к качеству переходного процесса (требуемой .скоростью возврата ротора к положению равновесия), точностью измерений и управления сопротивлением электропередачи и может приниматься равной порядка 2-53 Р„

На фиг.l представлена схема электропередачи; на фиг.2 показан график переходного процесса, возникающего в электропередаче при использовании известного способа; на фиг.3 — график переходного процесса, .возникающего в электропередаче при использовании изобретения; на фиг.4 блок-схема устройства, предназначенного для реализации предлагаемого способа.

Электропередача (фиг.l) состоит из эквивалентного генератора 1, трансформатора 2, управляемого реактора 3 и линии 4, подключенной к шинам приемной энергосистемы 5.

Устройство (фиг.4), реализующее предлагаемый способ, содержит блок 6 фиксации аварии, датчик 7 мощности турбины (не показана), блок 8 ум ножения ЭДС генератора на напряжение приемной энергосистемы 5 и синус угла 7 между ними, блок 9 суммирования мощности турбины и небаланса мощностей генератора 1 и турбины, блок 10 деления, блок Il суммирования сопротивлений, выходной блок 12 суммирования, релейный элемент 13, блок 14 управления, орган 15 дифференцирования и блок 16 синуса угла.

Выход блока 7 подключен к вхоцу блока 9. Выход блока 16 подключен к входу блока 8. Выходы блоков 8 и 9 подключены к входам блока 10, выход которого связан с первым входом блока 12, второй вход ко-. торого соединен с выходом блока 11, а выход блока 12 через замыкающий контакт релейного элемента 13 связан-с блоком 14 Управления реактивным сопротивлением электропередачи, Релейный элемент 13, к катушке которого подключен выход дифференцирующего органа 15, замыкает

1020918 свой контакт при нулевом или отри- менту достигла своего максимума и на цательном значении скольжения ге- ротор действует момент, равный разнератора 1. ности электрической мощности генераУстройство работает следукщим .,тора и турбины. Поскольку этот мообразом. мент имеет значительную величину, В нормальных условиях работы, то под его действием ротор возвраэлектропередачя. блок б фиксации ава-- . щается к точке равновесия мощностей . рии блокирует воздействие устройства турбины и генератора, обладая боль(фиг.4» на изменение величины реактив. шой кинетической энергией (фиг .2а) ного сопротивления реактора 3 (на- полученной уже при торможении, и пример, отключает питание устройст- .10 процесс преобразования энергии нана) . чинается сначала, вновь вызывая длиВ аварийной ситуации (например, тельные по времени. и большие по ампри отключении и последукщем успеш- плитуде качания ротора (фиг.26). Со" ном включении линии 4 электропере-. . противление реактора определяется дачи) блок 6 фиксации аварии пере- )g только режимом ограничения токов водит устройство в рабочее аостоя- короткого замыкания, поэтому в наине (например подает питание на схе- caste аварии X)s имеет максимальное му) . При этом на выходе блока 12 по.- значение, а после устранения коявляется сигнал,пропорциональный ие- роткого замыкания при угле if его обходимой величине реактивного соп- 0 величина уменьшается практически ротивления управляемого реактора 3, до нуля и не оказывает влияния на а на выходе диффереицирующего орга- дальнейшие переходные .процессы в на 15 — сигнал., пропорциональный энергосистеме. скольжению. генератора 1. Согласно предлагаемому способу

Нулевое значение сигнала скс ль- . при достижении скольжением генера.жеиия приводит к срабатыванию релей- тора величины, равной нулю, резко ного .эпеменэа 13, замыкающего свои увеличивают реактивное сопротивление контакты в цепи входа блока 14р про- электропередачи, что позволяет в изФодящего управленуМз величиной реак- момент времени при угле д пэ когда,. тивного сопротивления реактора 3,. s кинетическая энергия ротора пол" зависимости от сигнала на выходе -Е иостью израсходована (фиг. За), блока 12. уменьшить разность между электриДальйейшее изменение величины со- ческой мощностью генератора и мепротивления реактора Х опрецеляет- ханической мощностью турбины до незнаР ,ся величиной изменения угла О между чительной величины ьР. Вследствие векторами ЭДС генератора и прием- 35 этого ротор генератора будет тормозиной энергосистемы 5 и .величиной иэ- . ться, что приведет к изменению угла менеиия мощности турбиныг . .. 8 и вызовет соответственное изменейие активной мощности генератора.

Чтобы избежать. возобновления прог т h

® цесса преобразования энергии, выгде K,ô - векторы ЭДС генератора и . зывакщего качание ротора, необходиприемной энергосистемы со- мо во время торможения ротора ответственно ) (скольжение отрицательно) .сохранять

Рт - механическая мощность тур- постоянной незначительную (2-"5%),разбины; ность между электрической мощностью

Х -. реактивное сопротивление генератора и механической мощностью генератора) турбины. Для этого в зависимости от

Х- - реактивное сопротивление угловой характеристики генератора по т трансформатора; активной мощности,- реактивное соХ - Реактивное,. сопРотивление ...0 противление электропередачи необA линии; ходимо плавно увеличивать, если угол аР— величина небаланса мощности . g больше 90о или плавно уменьшать, генератора и турбины. если угол d меньше 90© (фиг.ЗО). Это.

Отличие предлагаемого способа уп- позволяет значительно медленнее, почравления переходным процессом (фиг.31 ти по экспоненте (фиг.ЗК), перевесот известных (фиг.2) определяется ти ротор генератора к точке равновеследующим. сия мощностей турбины и генератора с

При достижении скольжением гене минимально возможной запасенной ратора нулевого значения при угле кинематической энергией. Тем саД;, (фиг.2о и Зс ) кинетическая мьм, как амплитуда, так и время ка эйергия ротора генератора, эапасен- 60 чания ротора, значительно уменьшаютная во время короткого замыкания и ся. бестоковой паузы, будет полностью Таким образом, практически отсут.израсходована. Однако движение ро- ствуют глубокие и длительные кблебатора ие может прекратиться, так как ния частоты и напряжения передаваемой его потенциальная:энергия к этому мо-gg энергии, что повышает качество пере1020918 модного npogecca в энергосистеме н качество энергоснабиения потребителей. Предлагаемый способ управления переходньвл процессом мохет примеияться как самостоятелъно, так и в сочетании с известными способами управления для повышения устойчивости энергосистемы, 1020918

Составитель К.Фотина

Редакrop E.Ïîïï Техред И.Тепер Корректор A Тяско

Заказ 3910/46 Тирак 617 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП ™Патент, г. Укгород, ул. Проектная, 4