Способ регулирования напряжения узла электрической сети

Способ регулирования напряжения узла электрической сети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления режимами электрических систем. Целью является повышение устойчивости работы питающей электрической системы при регулирований напряжения в узле. Способ заключается в том, что измеряют активную мощность системы, выделяют из измеренной мощности величину, пропорциональную колебаниям этой мощности на собственной частоте системы, преобразуют эту величину в соответствии с передаточной функцией W(P) К Р/а(Р) С, ГДР. К - коэффициент демпфирования колебаний роторов активной мощности питающей системы; С - коэффициент, характеризующий жесткость связи питающей системы с приемной, или коэффициент пропорциональности между углом ротора ,S и активной мощностью системы UP.; а,(Р) - передаточная функция узла нагрузки, показывающая, как изменяется активная мощность нагрузки при изменении напряжения в узле. Затем суммируют эту преобразованную величину с напряжением и током узла наг- .рузки и осуществляют регулирующее воздействие в зависимости от этой суммы.3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (5)) 4 Н 02,Т 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4244977/24-07 (22) 14.05.87 (46) 30.03.89. Бюл. ))- 1 2 (71) Куйбышевский политехнический институт им, В.В.Куйбышева (72) В.Г.Гольдштейн, Ф.Н.Рассказов и И.А.Шишков (53) 621.316 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 553720, кл. Н 02,Т 3/12. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

УЗЛА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления режимами электрических систем. Целью является повышение . устойчивости работы питающей электрической системы при регулировании напряжения в узле. Способ заключается в том, что измеряют активную мощность системы, выделяют из измеренИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления режимами электрических систем.

Целью изобретения является повьг шение устойчивости работы питающей электрической системы при регулировании напряжения в узле.

На фиг.1 представлена электрическая система; на фиг. 2 — схема системы регулирования, регулирующая способ; на фиг. 3 — схема регулятора напряжения. ной мощности величину, пропорциональную колебаниям этой мощности на собственной частоте системы, преобразуют эту величину в соответствии с передаточной функцией !1(Р )

= К Р/а„(Р) С, где К вЂ” коэффициент демпфирования колебаний роторов активной мощности питающей системы;

С - коэффициент, характеризующий жесткость связи питающей системы с приемной, или коэффициент пропорциональности между углом ротора,3 и активной мощностью системы 6Р ; а „(Р) — передаточная функция узла нагрузки, показывающая, как изменяется активная мощность нагрузки при изменении напряжения в узле. Затем суммируют эту преобразованную величину с напряжением и током узла наг. рузки и осуществляют регулирующее воздействие в зависимости от этой суммы. 3 ил.

Электрическая система (фиг 1) состоит из питающей системы 1. с

ЭДС Е, п))иемной системы 2 с ЭДС.

Е линий электропередач 3.1, 3.2, З.i и узлов нагрузки 4,5,i с активными мощностями P Р, Р

Схема системы регулирования со-. держит регулятор 6 на))ряжения узла, построенный на базе известных средств регулирования напряжения — синхронных компенсаторов, батарей статических конденсаторов, регулируемых транс1 469530 где. Т вЂ” механическая постоянная

3 времени роторов синхронных 25 генераторов питающей системы;

b,P — приращение активной мощности питающей системы.

При этом из баланса мощности следует, что

ЬР =, ЬР; +hP, + = ЬР„+ hÐ

ЬР„=,ГЬР,, 35 где hP, приращение активных мощностей узлов нагрузки; приращение активной мощности отдаваемой питающей системой в приемную, 40

= с3, С вЂ” ко эффици ент, определяемый параметрами системы.

Тогда уравнение движения роторов генераторов питающей системы имеет вид

a 8

Т

at2

+ C3 = -hP

Решение этого уравнения имеет 50 вид

8(t) = @sin(t + (p ), где A u q определяются начальными условиями;

1 r. (д = — -- — собственная частот

T колебаний роторов генераторов питающей системы, форматоров, блок 7 измерения активной мощности питающей системы, входными сигналами которого являются ток (T ) и напряжение (U ) системы Р,, = 1.1 Т с сos(pÄ, где „вЂ” угол между напряжением и током системы, блок 8 определения колебания активной мощности системы на собственной .частоте (сд), который по существу является резонансным фильтром на частоте Q

Регулятор 6 напряжения (Фиг.3) состоит из передаточного звена 9, сумматора 10 и исполнительного блока 11, l5

Уравнение движения ротора генераторов питающей системы при малых отклонениях угла (3) между ЭДС питающей и приемной синхронных систем имеет вид 20

„2

Яс г

Т вЂ” -7 — +Ьр = О, Аналогично изменяется активная мощность питающей системы

ЬР, (t) = Ct(t), т.е. при действии возмущения в системе происходят незатухающие колебания угла 3 и активной мощности, что может привести (при достижении угла о

8 = 90 ) к потере синхронной устойчивости питающей системы относительно приемной. Повышение устойчивости при регулировании напряжения узлов нагрузки состоит в том, чтобы такое регулирование создавало демпфирующий момент (мощность) при колебании роторов активной мощности синхронных генераторов питающей системы. Для этого с позиции уравнения движения

at необходимо, чтобы ЬР = К вЂ” — —, и

at тогда уравнение движения роторов генераторов системы будет иметь вид

2р

Т -- — — +is- — — +CF= О

Ь at т.е. в уравнении появится демпфируюа8 щий член К вЂ” — — и-колебания угла

at активной мощности системы будут затухающими и питающая система сохранит синхронную устойчивость относительно приемной.

Активная мощность узлов нагрузки зависит от приложенного напряжения (U), причем эта мощность возрастает при повышении напряжения, т.е. каж дый узел нагрузки характеризуется динамической характеристикой. активной мощности по напряжению:

hW„(t) а (t) = и

Ь.Щt) т.е. при повышении напряжения мощность нагрузки изменяется во времени в соответствии со своими динамическими характеристиками и возрастает при этом, I

Введем передаточную функцию узла нагрузки:

ЬР„(Р) (P) — н

ЬЩР1

1 где P — оператор Лапласа и тогда

ЬР„(P) = au(P) 6U(P).

Для того, чтобы колебания в системе били затухающими, необходимо, 5

146 чтобы йР„(Р) = КР3(Р), P — изображеа3 ние - — --. В свою очередь ас Р„(Р) = ао(Р) Л1(Р) = КР (Р)

Откуда

Кт4(Р)

bU(P)

R.ö Р)

Учитывая, что

ДР,(Р)

3(PX с

С получим U(P) = T-> — — а Р (Р) а т Р

= W(P) ЬР, (Р);

К P а„(Р7 С где W(P) - изображение по Лапласу з ак она р егулиров ания напряжения в узле зависимости от колебания активной мощнос ти в си с теме.

При таком законе регулирования напряжения в узле в зависимости от колебания активной мощности питающей . системы эти колебания демпфируются и система повьппает устойчивость работы, При этом собственная частота колебаний активной мощности равна

С

О = т

Снижение колебания активной мощности в системе за счет регулирования напряжения узлов нагрузки также снижает колебания напряжения у потребителей, что не противоречит использованию способа регулирования напряжения узла при повышении устойчивости питающей системы, Система работает следующим образом, Допустим в питающей системе на собственной частоте возникли колебания угла о активной мощности, что может йривести к потере устойчивости системы, Блок 7 измеряет активную мощность, а блок 8 определяет колебание мощности.

На исполнительный блок 11 регулятора 6 напряжения поступает управляющий сигнал с сумматора 10. Вход9530

6 ными сигналами сумматора являются задающее напряжение узла 11, напря-, жение отрицательной обратной связи

-U и компенсирующей сигнал по току

+I и сигнал с выхода звена 9, 1

При этом с помощью связей U>, -U +Х решается задача поддержания напряжения в узле при действии

10 возмущений в сети. Для повышения устойчивости питающей системы при регулировании напряжения узла дополнительно устройством 7 (фиг.2) измеряют активную мощность системы, устройством 8 определяют (фильтруют) колебания мощности на собственной частоте системы и с помощью звена 9 обеспечивают необходимый закон регулирования напряже20 ния B узле °

Таким образом, передаточная функция звена 9

К ° P

W(P) = — — — — —— а P С

25 где

К вЂ” коэффициент демпфирования колебаний роторов, активной мощности, питающей системы, С вЂ” к оэ Ффици ент, характеризующий жесткость связи питающей системы с приемной или коэффициента пропорциональности между углом ротора 3 и активной мощностью системы Рс э а„(Р) — передатонная функция узла нагрузки, показывающая как изменяется активная мощность нагрузки при изменении напряжения в узле:

35

40 а Р„(Р) (p) Н

4U(P) Потери устойчивости системы sos45 можны на частоте собственных колебаний. Для выделения колебаний активной мощности (Фильтрации) на этой частоте служит устройство 3.

Это позволяет отстроиться от слу50 чайных изменений активной мощности системы, которые возможны, например, при изменении нагрузки. Повышение устойчивости питающей системы увеличивает надежность электроснабжения.

Формула изобретЕния

Способ регулирования напряжения узла электрической сети, состоящий

1 469530

15

Пшоаюи ая система вафа, С

5 =

ФигЛ

Ритамщав система

Оуиеммп система

Узел в том, что измеряют напряжение и ток узла нагрузки, суммируют нх и изменяют напряжение в узле, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения устойчивости питающей системы, измеряют активную мощность

P системы, выделяют из измеренной мощности величину, пропорциональную колебаниям этой мощности на собст/ венной частоте системы, преобразуют эту величину в соответствии. с передаточной функцией

К P

Ч(Р ) где К вЂ” коэффициент демпфирования колебаний роторов активной мощности питающей системы;

С вЂ” коэффициент, характеризующий жесткость связи питающей системы с приемной или коэ4 фициента пропорциональности. между углом ротора 8 и активной мощностью системы

АРс; а (Р) - перадаточная функция узла нагрузки, показывающая, как изменяется активная мощность нагрузки при изменении напряжения в узле и упомянутое . изменение напряжения осуществляют пропорционально сумме преобразованной величины .с указанной суммой.

Приемника сисеет

3.i. г i(Ua) fi(U() 1469530

Составитель О.Наказная

Техред Л.Сердюкова

Корректор Л.Пилипенко

Редактор Т.Лазоренко

Заказ 1362/55

Тираж 605

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101