Аналоговое вычислительное устройство

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

252736

Союз Советских

Социалистических

Республик

". - нв4т з н м зч

"-:- "4 з

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 25ЛЧ.1968 (№ 1236391/18- 24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 22ЛХЛ969. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 11.1I.1970

Кл. 42m4, 7/6

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК С 06g

УДК 681.333(088.8) Авторы изобретения

Б. В. Борозинец, В. Д. Шлимович и Т. С. Яковлева

Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики

Заявитель

АНАЛОГОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известно аналоговое вычислительное устройство для определения потерь .в сетях и ограничений по,пропускной способности линий при расчетах оптимального режима энергосистем по активным мощностям, содержащие модели постоянного тока, операционные усилители, источники тока и блок учета ограничений. В известных устройствах наблюдается большой объем настроечных элементов и, как следствие, низкая оперативность.

Предложенное устройство отличается тем, что с целью сокращения объема операций по вводу исходных данных и повышения точности оно содержит каскад из трех моделей постоянного тока, повторяющих конфигурацию сети энергосистемы, в .которых узлы первой модели соединены с одноименными узлами второй модели через операционные усилители, а узлы третьей модели подключены к выходам источников тока, к двум входам которых присоединены резисторы, подключенные к выход ной цепи операционного усилителя.

На фиг. 1,приведена схема исследуемой сети; на фиг. 2 — электрическая схема устройства.

Схема (см. фиг. 1) содержит узлы 1 — 8 сети энергосистемы, линии 1 — 2, 2 — 3, 1 — 3 сети энергосистемы.

Электрическая схема устройства (см.

5 фиг. 2) содержит узлы 4 12 моделей 18 — 15, соответственно повторяющих конфигурацию сети энергссистемы, резисторы lб — 24 в ветвях модели, источники тока 25 и 2б, операционные усилители 27 — 31, резисторы 32 — 87

10 на входе, выходе и в обратной связи усилителей 27 и 28, блок 88 учета ограничений по пропускной способности линий электропередачи, резисторы 89 и 40, выполняющие роль источников тока блока 88 учета ограничений, 15 и нелинейный блок 41.

Схема (см. фиг. 2) содержит три модели

18 — 15, повторяющие конфигурацию сети (см. фиг. 1).

Узлу 2 (см. фиг. 1) сети соответствует узел

20 4 (см. фиг. 2) в модели 18, узел 10 в модели

14, узел 7 в модели 15. Узлу 3 сети соответствует узел 5 в модели 13, узел 11 в модели

14 и узел 8 в модели 15.

Каждая линия сети моделируется тремя ре25 зисторами соответственно в трех моделях. .т!инни 1 — 2 соответствуют резисторы: 17 — в модели 18, 20 — в модели 14 и 23 — e модели

15. Аналогично линии 1 — 3 соответствуют резисторы И, 21 и 24, а линии 2 — 3 — резистозо ры1б, 19 и22, 252736

= 2 /(а /(XIII

/(б /! = ((В ; Х, дЬ (2) 3

Узлы модели 18 (кроме балансирующего) соединены с одноименными узлами модели,14 через операционные усилители 27 и 28, работающие в масштабном режиме. Усилитель 27 подключен своим входом через резисторы 82 к узлу 4 модели 18, а своим выходом через резистор 88 — к узлу 10 модели 14, резистор

82 образует цепь обратной связи усилителя

27. Аналогично усилитель 28 подключен к узлам 5 и 11 через резисторы 85 и 87, а цепь его обратной связи замыкается через резистор 85. Падение напряжения на резисторах

84 и 87 является входными величинами для источников тока 25 и 2б.

Источники тока выполнены на больших сопротивлениях, включенных между выходом усилителя 28 и узлом модели 15. Устройство содержит три последовательно включенных модели постоянного тока для решения уравнений г де (В (— матрица, элементы которой пропорциональны активным проводимостей линий; oll — столбец фазовых углов напряжений в узлах;

IIPII — столбец узловых мощностей; д — столбец производных по промежудЬ точной переменной;, †. столбец относительных приростов потерь м ощности.

В уравнениях (1) и (3) искомые величины выражаются в функции заданных переменных через обращенную матрицу В, а в уравнении (2) — через необращенную матрицу

Это обуславливает различный режим работы моделей; первая и третья модель работают в режиме задания узловых токов и снятия узловых напряжений, а для второй модели, наоборот, входными величинами являются напряжения, а выходными — токи. Модели связаны между собой преобразователями тока и напряжения. Эти преобразователи, во-первых, осуществляют измерение напряжений в узлах первой модели и задание равных им напряжений в узлах второй модели, и вовторых — измерение токов, поступающих в узлы второй модели, а задание пропорциональных им токов .в узлы третьей модели.

Схема, работает следующим образом.

На вход. подаются узловые токи, пропорциональные величинам узловых активных мощностей Р, и Р,. В первой модели решается уравнение (1). На пряжения в узлах этой модели пропорциональны значениям промежуточных переменных — углов б> и б>. Напряжения с узлов модели .18 передаются в узлы модели 14 с помощью усилителей 27 и 28.

Зо

В силу инвертирующих свойств усилителей напряжения в узлах второй модели имеют обратные знаки (— б> и — 6 ).

Во второй модели решается уравнение (2), поэтому токи, поступающие в узлы этой модк дели, пропорциональны производным до дж и . Эти токи измеряются и передаются дб в модель 15 .посредством источников тока 25 и 2б. Измерение токо в осуществляется по падениям напряжения на резисторах 84 и 87, С выходов источников тока 25 и 2б в узлы

7 и 8 поступают токи, пропорциональные д д производным и до, до

В третьей модели решается уравнение (3).

Напряжения в узлах модели 15 пропорциональны величинам о и а и являются выходными величинами всего устройства.

Усилители 27 и 28 работают в масштабном режиме и поддерживают в узлах 10 и 11 напряжения, равные по величине и противоположные по знаку напряжениям в узлах 4 и 5.

Блок 88 служит для учета ограничений по пропускной способности линий, этот блок содержит усилители 29 — 81 и нелинейный блок

41, которые включены .в виде последовательной цепочки: усилитель 29 своими входами подключен к узлам 4 и 11:моделей; на выходе усилителя 29 включен нелинейный блок 41, к выходу нелинейного блока подключены последовательно усилители 80 81, BbIxopbl KOторых через резисторы 89 и 40 подключены к узлам 7 и 8 модели 15.

Блок 88 работает следующим образом, Так как первая модель воспроизводит уравнение (1), то токи в ветвях этой модели прппорциональны перетокам мощности по соответствующ им линиям реальной сети. Измерить эти токи можно путем замера разности напряжений по концам ветви, т. е. разности напряжений в тех узлах пер вой модели, которые связывает данная ветвь. Напряжения в узлах модели 14 равны напряжениям в узлах модели 18, взятым с противоположным знаком, поэтому с использованием узловых напряжений модели 14 вычитание можно заменять суммированием. Это суммирование выполняется с помощью усилителя 29, на выходе которого напряжение в определенном,масштабе пропорционально перетоку мощности.

К выходу усилителя 29 подключен нелинейный блок 41.

К величинам относительного прироста,потерь должна быть введена добавка Ло учет ограничений по перетокам мощности, зависящий от значения степени влияния мощности в узле на переток по k л иHнHиHиH, т. е. от потокораспределения,по ветвям замкнутой сети при заданных узловых мощностях.

Описанное устройство может быть применено в любой специализированной аналоговой машине для расчета экономичного распределения активных нагрузок между генерирую252736 щими объектами в энергосистеме, .в которой использован метод относительных IBpHpoстов.

Устройство может моделировать icQTb напряжением 35 — 500 кв любой конфигурации, причем могут учитываться такие факторы, как неоднородность сети, наличие продольной компенсации и т. д. Моделироваться может сеть произвольного объема.

Устройство, выполняется на блочном 1принципе и наращивается по мере развития сети.

Предмет изобретения

Аналоговое вычислительное устройство для определения потерь в сетях и ограничений по пропускной способности лвний при расчетах оптимального режима энергосистем по активным .мощностям, содержащие .модели постоянного тока, операционные усилители, источники тока и блок учета ограничений, отличаю5 и ееся тем, что, с целью сокращения объема операций по вводу исходных данных и повыщения точности, оно содержит каскад из трех моделей постоянного тока, повторяющих конфигурацию сети энергосистемы, в которых

lo узлы первой модели соединены с одноименными узлами второй модели через операционные усилители, а узлы третьей модели подключены,к выходам источников тока, к двум входам которых присоединены резисторы, 15 подключенные к выходной:цепи операционного усилителя.

252736

33

Фиг. Г

Составитель E. В. Тимохина

Редактор Е. В. Семанова Техред А. А. Камышннкова Корректор Л. В. Юшина

Заказ 200/4 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

"ипография, пр. Сапунова, 2