Способ распределения реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами переменного тока

 

Сущность изобретения: в способе распределения реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами переменного тока измеряют напряжение на шинах генераторов и реактивную нагрузку каждого из параллельно работающих генераторов , суммируют реактивную нагрузку всех параллельно работающих генераторов и на каждом из параллельно работающих генераторов поддерживают значение реактивной мощности, равное оптимальному значению по обобщенному критерию приведенных затрат на распределение реактивной нагрузки. 2 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s Н 02 J 3/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4662418/07 (22) 13.03.89 (46) 23.04.92. Бюл. N. 15 (71) Львовский политехнический институт (72) А.С.Миняйло, С.М.Кожан, В.П.Олексин и 1О.Г.Шакарян (53) 621.313,12.044 (088..8) (56} Росман Л.В. Групповое управление возбуждением синхронных генераторов гидроэлектростанций. — M. — Л,: Госэнергоиздат, 1962.

Авторское свидетельство СССР

М 583508, кл. Н 02 J 3/46, 1976. (54) СПОСОБ РАСПРЕДЕ ЛЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ НАГРУЗКИ МЕЖДУ ПАРАЛЛЕЛЬНО

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано на электростанциях с параллельно работающими синхронными и асинхронизированными или только синхронными генераторами, Известен способ распределения реактивной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами, основанный на измерении параметров режима (напряжения на шинах генераторов, реактивной нагрузки каждого из параллельно работающих генераторов), сравнении параметра распределения с заданным его значением и изменении тока возбуждения в зависимости от сигнала рассогласования, Причем реактивную мощность выравнивают на всех генераторах при всех режимах работы.,, Я2„„1728924 А1

РАБОТАЮЩИМИ ГЕНЕРАТОРАМИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Сущность изобретения: в способе распределения реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами переменного тока измеряют напряжение на шинах генераторов и реактивную нагрузку каждого из параллельно работающих генераторов, суммируют реактивную нагрузку всех параллельно работающих генераторов и на каждом из параллельно работающих генераторов поддерживают значение реактивной мощности, равное оптимальному значению по обобщенному критерию приведенных затрат на распределение реактивной нагрузки. 2 ил.

Недостаток данного способа состоит в том, что выравнивание реактивных мощностей приводит к различной надежности параллельно работающих генераторов. что снижает надежность работы электростанции в целом, При этом минимум потерь активной мощности имеет место в случае, если характерис1ики генераторов идентичные.

Кроме того, способ применяется только для синхронных генераторов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ распределения реактивной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами, при котором измеряют параметры режима, сравнивают параметр распределения с заданным его значением и изменяют ток возбуждения в зависимости .. от сигнала рассогласования, причем на всех

1728924 генераторах поддерживают равными соотношения . между текущим и предельно допустимым значениями реактивной мощности.

Для этого измеряют активную нагрузку каждого генератора, определяют соответствующее ей значение предельно допустимой реактивной нагрузки, умножают это значение на напряжение на шинах генераторов и полученный сигнал используют в качестве сигнала задания мощности. Однако при равенстве отношений текущих и предельно допустимых значений реактивной мощности всех генераторов генератор с меньшей активной мощностью имеет большую реактивную мощность, что в режиме потребления приводит к резкому ухудшению динамической устойчивости синхронного генератора, а значит, и снижению надежности генератора по условиям динамической устойчивости. Следовательно, генератор с меньшей активной мощностью в режиме потребления реактивной мощности имеет более низкую надежность, т.е, выравнивание отношений текущих и предельйо допустимых значений реактивной мощности всех генераторов приводит к различной надежности параллельно работающих генераторов, что снижает надежность работы электростанции в целом. Максимальная же надежность электростанции достигается при равных уровнях надежности всех ее генераторов, а наивыгоднейшее распределение, обеспечивающее повышение экономичности, — при учете потерь активной мощности и надежности по условиям динамической устойчивости и теплового состояния. Кроме того, к недостаткам известного способа относится то, что оно применяется только для параллельно работающих синхронных генераторов.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности работы, а также расширение области использования системы параллельно работающих генераторов переменного тока за счет оптимизации по обобщенному критерию приведенных затрат на распределение реактивной нагрузки путем поддержания ее на каждом генераторе нэ уровне оптимального значения.

Согласно способу распределения реактивной нагрузки между параллельно рабо.тающими генераторами переменного тока, согласно которому измеряют напряжение на шинах генераторов, реактивную нагрузку каждого из параллельно работающих генераторов; сравнивают ее с,сигналом задания мощности и изменяют ток возбуж-. дения в зависимости от сигнала рассогласования, суммируют реактивную нагрузку всех параллельно работающих генераторов, определяют по известным зависимостям соответствующее суммарной нагрузке значе5 ние относительного прироста затрат, .по величине которого определяют оптимальное значение реактивной мощности каждого генератора, умножают это значение на напряжение на шинах генераторов и пол10 ученный сигнал используют в качестве сигнала задания мощности для каждого генератора.

Использование предлагаемого способа распределения реактивной нагрузки обес15 печивает повышение уровня надежности и экономичности работы системы параллельно работающих генераторов переменного тока и электростанции в целом по сравнению с поддержанием равных отношений те20 кущих и предельно допустимых значений реактивной мощности при различных значениях активной, расширение области использования, так как способ применим не только для параллельно работающих синхронных

25 генераторов, но и для параллельно работа-. ющих синхронных и асинхронизированных генераторов.

Поскольку режим работы генератора по реактивной мощности влияет на потери ак30 тивной мощности, динамическую устойчивость и тепловое состояние. то оптимизацию распределения реактивной нагрузки проводят bio обобщенному критерию приведенных затрата

З =Зп+Зд+Зт, где З вЂ” приведенные затраты на возмещение потерь активной мощности;

40 Зд — приведенные затраты ущерба от снижения надежности по условиям динамической устойчивости;

Зт — приведенные затраты ущерба от снижения надежности по условиям. теплово45 го состояния;

1=1, 2, ..., n — порядковый номер генератора.

Уравнение цели имеет вид

50 а условием оптимальности является

3 3i ЭЗ2 93ïï

901 802 QQn или

1728924 где ц1, цг, ..., цп — относительные приросты затрат. 5

На.фиг. 1 представлена диаграмма процесса распределения реактивной нагрузки между генераторами станции; на фиг. 2— функциональная блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ, 10

На фиг. t показан порядок оптимального распределения суммарной реактивной нагрузки QH между параллельно работающими генераторами, выполненный по предварительно рассчитанным в рабочем 15 диапазоне изменения активных нагрузок, а затем усредненным для этих нагрузок характеристикам относительных приростов затрат синхронного генератора Qc, асинхронизированного генератора q, и нагрузки цн. 20

Как видно из фиг. 1, шкала функциональной зависимости Он формируется суммированием реактивных мощностей синхронного Q< и асинхронизированного Q> генераторов при равных относительных приростах за- 25 трат.

Схема (фиг. 2) дана для двух генераторов, при большем их количестве число индивидуальных блоков соответственно увеличивается. Схема содержит централь- 30 ные элементы: регулятор 1 напряжения шин

2, функциональный преобразователь 3, сумматор 4 и индивидуальные агрегатные элементы: датчики 5 реактивной мощности генераторов 6, функциональные преобразо- 35 ватели 7, блоки 8 умножения, блоки 9 равнения, исполнительные блоки 10.

Выход центрального регулятора 1 на. пряжения шин 2 соединен с входами блоков

8 умножения. К другим входам блоков 8 40 подключены выходы индивидуальных функциональных преобразователей 7. входы которых соединены с выходом центрального функционального преобразователя 3, вход которого соединен с сумматором 4, входы 45 которого соединены с выходами индивиду-. альных датчиков 5 реактивной мощности генераторов 6. В индивидуальные функциональные преобразователи 7 закладывают зависимости относительных приро- 50 став затрат генераторов 6 от реактивной мощности, а в центральный функциональный преобразователь 3 — зависимость относительного прироста затрат нагрузки .от суммарной реактивной нагрузки. Выходы 55 блоков 8 и другие выходы индивидуальных датчиков 5 реактивной мощности подключены к блоку 9 сравнения, выходы которых соединены с входами исполнительных блоков 10.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью центрального регулятора 1 измеряется напряжение на шинах 2 генераторов 6 и преобразуется в одинаковые сигналы, которые подаются на входы блоков 8, Выходные сигналы индивидуальных датчиков 5 реактивной мощности суммируются в сумматоре 4 и преобразуются в зависимости от значения относительного прироста затрат нагрузки в выходной сигнал центрального функционального преобразователя 3. Выходной сигнал центрального функционального преобразователя подается на входы индивидуальных функциональных преобразователей 7 и преобразуется в зависимости от оптимальных значений реактивной мощности генераторов в выходные сигналы индивидуальных функциональных преобразователей 7.

В блоках 8 сигналы от центрального регулятора 1 и индивидуальных функциональных преобразователей 7 перемножаются и на выходах блоков 8 получаются сигналы задания реактивной мощности генераторов

6. Сигналы задания и выходные сигналы индивидуальных датчиков 5 реактивной мощности генераторов поступают в блоки 9 сравнения, где сигналы текущего значения реактивной мощности каждого из генераторов сравниваются с сигналом задания, а полученная разность в виде управляющих сигналов направляется в исполнительные блоки 10, предназначенные для согласования их вида и уровня с конструктивными и схемными особенностями конкретных систем возбуждения генераторов. В результате на генераторах 6 устанавливается заданная реактивная мощность.

При этом значения заданных реактивных мощностей являются оптимальными исходя из обобщенного критерия приведенных затрат на распределения реактивной мощности между параллельно работающими генераторами (потери активной мощности, надежность по условиям динамической устойчивости, надежность по условиям теплового состояния). Экономичность и надежность системы параллельно работающих генераторов возрастает, а область использования расширяется.

Формула изобретения

Способ распределения реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами переменного тока, согласно которому измеряют напряжение на шинах генераторов, реактивную нагрузку каждого

1728924 из параллельно работающих генераторов, сравнивают ее с сигналом задания мощности и изменяют ток возбуждения в зависимости от сигнала рассогласования, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, а также, расширения области использования, суммируют реактивную нагрузку всех параллельно работающих генераторов, определяют по известным зависимостям соответствующее суммарной нагрузке значение относительного прироста затрат, по величине которого определяют оптимальное значение реак5 тивной мощности каждого генератора, умножают это значение на напряжение на шинах генераторов и полученный сигнал используют в качестве сигнала задания мощности для каждого генератора.