Устройство для вычисления оптимального распределения нагрузок на теплоэлектростанции

Устройство для вычисления оптимального распределения нагрузок на теплоэлектростанции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 485493 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено04.01.72 (21) 1733173 у8-24 (51) М. Кл.

606 ) 7/62 с присоединением заявки №

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25, Og,75 Бюллетень №35 (53} УДК

681. 333 (088.8) (45) Дата опубликования описания 3О.О1.76 (72) Автор изобретения

В. Н. Букин

Армянский научно-исследовательский институт энергетики (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОПТИМАЛ6НОГО

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗОК НА ТЕПЛОЭЛЕ1 ТРОСТАНБИИ

Изобретение относится к специализиро- ванным аналог -вычислительным машинам, используемым в энергетике, и предназначено для определения нагрузок в энергосистеме для случая, когда расходные характеристики арегатов прерпевт пер гибы (выпукло-вогнутые характеристики).

Известное устройство содержит генератор линейно изменяющего напряжения и ключи, блок программного управления, блоки памяти, блоки суммирования, моделирования расхода топлива, блоки выбора минимального значения, блоки сравнения, блок ограничения, источник задания суммарной нагрузки и коммутатор. Оно распределяет и электрические нагрузки в турбинном це.хе ТЭБ.

Однако в связи с необходимостью спрямления расходных .характеристик ему .характерна низкая, точность получения решений 20 (экстре мум получается локальным ) .

Бель изобретения — повышение точности вычисления и увеличение быстродействия.

Для этого применяется в устройстве метод динамического программирования, что 25 позволяет использовать в качестве исходной информации расходные .характеристики как монотонно возрастающие, так и выпукло-вогнутые введением в качестве исходной информации, помимо расходных .характеристик агрегатов приведенных оптимальных .характеристик.

В предлагаемом устройстве выход гене1ратора линейно изменяющегося напряжения через последовательно соединенные коммутатор и блок ограничений соединен с входами первого и второго ключей, выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго блоков памяти, соединенных выходами с первыми входами первого и второго блоков суммирования соответственно. К второму входу первого блока суммирования подключен источник задания суммарной нагрузки, выход первого блока суммирования через третий ключ подключен ко второму входу второго блока суммирования, выход первого блока памяти и выход первого блока суммирования подключены соответственно к входам первого и второго басков моделирования расхода топлива, выходы

48549 1 ключа.

В основу построения устройства положены уравнения:

25.. (1) P a

Р д, = Pz <,д ... n (2) 30 (3) E<,R „, (П-1) K3,3... h

В f(Р) (4) (6) При наличии ограничений в виде неравенств Ф&

Р (Р < Р»

40 где Р -мошность д -ro агрегата;

ДФ масштабный коэффициент 45 и "ГО агрегата;

t - время;

P — суммарная, заданная нагс»п рузка на станцию;

Р -суммарная нагрузка стан- 50

Kf 2,...!

g) ции без нагрузки одного агрегата; — расход топлива (-И агрегатом; (p ) — расход топлива на станции, 55 соответствующий оптималь(% ному распределению нагрузок между агрегатами;

3 которых подключены к входам третьего блока суммирования. Выход последнего через первый блок выбора минимального значения и четвертый ключ подключен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого через пятый ключ соединен с выходом третьего суммирования, выход второго блока памяти и выход второго блока суммирова; ния подключен соответственно к входам третьего и четвертого блоков моделирова- 10 ния рас.кода топлива, выходы этих блоков подключены к входам четвертого блока суммирования, соединенного с выходами через второй блок выбора минимального значения и шестой ключ с первым входом второго блока сравнения, ко второму входу которого через седьмой ключ подключен выход четвертого блока суммирования; причем вы.ход первого блока сравнения соединен с управляю.пими входами первого и третьего 20 ключей, а выход второго блока сравнения подключен к управляюшим входам второго

4 ((. »(Х р р - минимальная и максимальная мошность ft -го агрегата.

На фиг. 1- блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — принципиальная с.хема.

Блок-схема содержит генератор 1 линейно изменяющегося напряжения, блок 2 программного управления, коммутатор 3, блок 4 ограничения, ключи 5-11, блоки памяти 1 2, 1 3, блоки суммирования. 1 4-17, блоки 18-21 моделирования расхода топнива, блоки 22,23 выбора минимального значения, блоки 24.,25 сравнения, источник 26 задания суммарной нагрузки, делитель 27 напряжения, ключи 28-40, резисторы

41-68, конденсаторы 69-79, операционные усилители 80-92, диоды 93-100, потенциометры 101,102, обмотки реле 103-111, обмотку 112 шагового искателя, кнопки

113-1 15 управления.

Принципиальная схема (см.фиг.2) приведена для случая трех агрегатов. Выход .. генератора 1 линейно изменяюшегося напряжения, через коммутатор 3, ;оторый представляет собой ключи 37,38, управляемые от обмоток реле 107,108, присоединенные к ламелям шагового искателя, находяшегося в блоке программного уп- ° равления 2>подключен к блоку 4 ограничения. Блок 4 ограничения содержит операционные усилители 81,86, на выходе и в обратные связи которых включены диоды

93-96 для срезания пилообразного напряжения снизу и сверху. Блок 4 ограничивает изменение напряжения пропорционального мошности по минимуму и максимуму. Выходы блока 4 ограничения через соответствующие ключи 5 и 6, контакты, управляемые от обмоток реле 109, 110, подключены к блокам памяти 12 и 13 (усилителя 82 и 27 с конденсаторами 72, 73, 77 на входе и выходе). Выход блока памяти 12 подключен к первому входу сумматора 14, ко второму входу которого подключено напряжение с выхода блока 26, пропорциональное суммарной заданной мощности на станцию Р . На выходе блока 14 получается мощность станции, уменьшенная на величину мошности третьего агрегата.

Выход блока 14 через ключ 7, управляемый от обмотки реле 109, соединен с одним из входов сумматора 15, ко второму входу которого подк ючен выход блока памяти 13. Выход сумматора 14 через блок 19, выполненный как функциональный преобразователь, в котором мо48549 1 делируется зависимость Ц = f (P ), соединен с первым аходом олока суммйрования 16, а ко второму входу этогоблокв через блок 18, в.котором моделируется зависимость,В = (P j подключен выход блока памяти 12, Выход сумматора 15 через блок 21, в котором моделируется зависимость

Я =,х (P ), лоднлючен к одному

1 1 из входов сумматора 17, ко второму вхо10 ду последнего через блок 20, в котором моделируется зависимость 8 > = f ф ), подключен.выход блока памяти 13.

Выход блока 16 через блок 22 выделения и запоминания минимального значения суммарного расхода топлива и ключ 8 соединен с одним из входов блока сравнения 24, второй вход которого через ключ 9 (замыкающий контакт реле 105) соединен с выходом сумматора 16.

Выход сумматора 17 через блок 23 выбора и запоминания минимального значения суммарного расхода топлива и ключ 10 подсоединен к входу блока сравнения 25, к второму входу которого через ключ 11 (замыкающий контакт, управляемый от обмотки реле 105) подключен выход блока 17

Блоки сравнении 24 и 25 содержат обмотки реле 109 и 110,которые управляют ключами 5 и 6, через которые соединяются блоки 4, 12 и 4, 13 соответственно, а ключ 7, управляемый от обмотки реле 109, соединяет блоки 14 и 15.

Вход операционного усилителя 80 через ключ 28 подключен к выходу делителя напряжения 27, вход которого подключен к источнику постоянного напряжения. В обрат- ной связи операционного усилителя включен конденсатор 69, параллельно которому вклю 40 чен резистор 42 через ключ 29 (контакт, управляемый от обмотки реле 103). Второй ключ 30, управляемый от обмотки реле 103 замыкает цепь питания обмотки 112 шагового искателя, что приводит к перек- 4 лючению его и замыканию ключей, управляемых от обмоток реле 1 05, 1 06 и 1 07, 108 соответственно.

Источник питания + 26 в подсоединен к обмотке 112 шагового искателя через кнопку управления 113 для перевода шагового искателя из нулевого положения в рабочее.

Кнопка управления 114 жестко связана с кнопкой управления 113 и замыкает цепь 55 питания обмотки реле 111. Кнопка 114 включена параллельно с ключами 32 (замыкающим контактом, управляемым от обмотки реле 104), включенными последовательно. к

Обмотка реле 104 приводится в рабочее положение нажатием кнопки 115. Размыкающие ключи 33 и 34 находятся в шаговом искателе и служат для установки его в нулевое положение при нажатии кноп,ки 115.

В исходном состоянии коммутатор 3

° находится в таком положении, когда клю чи 37,38 (контакты, управляемые от об1 моток реле 107, 108 ) разомкнуты, гене ратор 1 линейно изменяющегося напряжения отключен, на один из входов сумматс> ра 14 подано напряжение, пропорциональное заданной суммарной мощности на станцию, в блоках 18-21 установлены соот,ветствующие расходные характеристики.

В блоке 19 установлена характеристика

= f (1у ), которая называется приведейнои или суммарной характеристикой двух агрегатов первого и второго. Такая характеристика может быть получена заранее методом совмещения или любым другим методом.

В блоке 18 установлена характеристика 83,= (P ), в блоке аО-В,=f(t .,), в блоке 21 — S<, - = (< )

При необходимости распределения нагрузок для большего количества агрегатов кроме расходных характеристик самих агрегатов B„= f (Р„) . потребуются еше зависимоЧти приведенны,х расходных характернотнк: ВН12=f (P ) — длн трех агрегатов, В f (g -длн

21,2Л четырех егрегетов, д - ф дле егрегетов. л,а...и-1При нажатии 113, 114 "Пуск" напряжение поступает на обмотку реле 1 1 1 и замыкается ключ 28. При этом на выходе генератора 1 появится линейно изменяющееся напряжение, и шаговый искатель с помощью обмотки 112 переключит коммута. тор 3 в такое положение, при котором напряжение поступает на обмотку реле 107 и замкнется ключ 37. При этом в блок ограничений 4 будет поступать линейно изменяющееся напряжение, пропорциональное мощности третьего агрегата. Через замкнутый ключ 5 (контакт, управляемый от обмотки реле 1 09 блока сравнения 24 ) напряжение с выхода блока 4 поступает в блок памяти 12 и далее сумматор 14, на второй вход которого подается напряжение, пропорциональное заданной мощности станции(сумма мощностей трех агрегатов) с выхода блока 26.

48549 1

45

Таким образом, на выходе блока 14 получается напряжение, пропорциональное мошности суммы двух агрегатов (первого и второго), Это напряжение поступает в блок 19, где моделируется зависимость в„,= р, Ä) а в блок 18 с выхода блока 12 поступает напряжение, пропорциональное значению Р3 и изменяющееся по линейному закону от минимального до максимального значения.

Таким образом в устройстве вычисляютсЯ все возможные сочетаниЯ Р3 и Р 1 2 и соответствующие им расходы топлива В и В 1 и выбираются такие значения Р3 K 11,2 и P 1 2 при которых суммарный расход

i топлива для обеспечения P = Р *

I был бы минимальный. Для этого напряжение с выходов блоков 18 и 19 поступает на сумматор 16, с выхода которого напряжение поступает в блок выбора минимального значения 22, где из всех возможных значений суммы выбирается наименьшее значение и запоминается.

При прохождении второго импульса генератора пилообразного напряжения шаговый искатель с помощью обмотки 112 переключается во второе положение. При этом поступает напряжение на обмотку реле 105, причем обмотка реле 107 остается под током, замыкается ключ 9 и размыкается ключ 8. В этом случае процесс повторяется аналогично описанному ранее, но уже при определенном минимальном значении В 1 2 3 в блоке 22

Когда при повторном цикле напряжение с блока 22 выбора минимального значения совпадает со значением напряжения блока 16, сравнивающее устройство выдает сигнал на срабатывание ключей, управляемых от обмотки реле 109, причем ключ 5 размыкается, а ключ 7 замыкается. Обмотка реле 109 самоблокируется ключом 35 и на нход блока 15 поступает напряжение, пропорциональное суммарной мощности двух агрегатов. Это напряжение является исходным для работы следующей пары агрегатов.

В конце второго цикла шаговый искатель с обмоткой 112 переключается в третье положение, что приводит к замыканию ключей, управляемых от обмотки реле 108. В этом случае через блок ограничения 4 от генератора 1 линейно изменяющегося напряжения через ключ 6 в блок памяти 13 поступает пилообраз5 ный сигнал уже при заданном значении

Р, которое имеется на выходе клю1,2 ча 7, Процесс нахождения оптимальных Р1 I и р происходит аналогично описанному

10 2 ранее. При окоНчании решения срабатыва ет и размыкается ключ 6, .управляемый от обмотки реле 110, причем через второй ключ 36 обмотка реле 110 блокиру15 ется. Ключ 39 является размыкающим контактом, управляемым от обмотки реле

105, а ключ 40 выполнен как размыкающий контакт, управляемый от обмотки реле 106.

Результат решения считывается с бло20 ка суммирования 15 блока памяти 12 и блока памяти 13.

Для установления устройства в исходное состояние замыкается кнопка управления 115. В этом случае управляемый

25 от обмотки реле 104 ключ 31 размыкается, обесточивая обмотку реле 111, которое в свою очередь размыкает клюя 28.

Размыкающие ключи 33 и 34 при нажатой кнопке управления 115 устанавлива30 ют шаговый искатель с обмоткой 112 в нулевое (исходное) положение.

Предмет изобретения

Устройство для вычисления оптимального распределения нагрузок на теплоэлектростанции, содержащее генератор линейно изменяющегося напряжения и ключи, блок программного управления, блоки памяти, блоки суммирования, модели рования рас:хода топлива, блоки выбора минимального значения, блоки сравнения, блок ограничения, источник задания суммарной нагрузки и коммутатор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и повышения точности вычисления, в нем выход генератора линейно изменяющегося напряжения через последовательно соединенные коммутатор и блок ограничения соединен со входами первого и второго ключей, выходы которых подключены соответственно ко входам первого и второго блоков памяти, соединенных выходами с первыми нходами первого и второго блоков суммирования соответственно, ко второму входу первого блока суммирования подклю485491 чен источник задания суммарной нагрузки, выход первого блока суммирования через третий ключ подключен ко второму входу второго блока суммирования, выход первого. блока памяти и выход первого блока суммирования подключены соответственно ко входам первого и второго блоков моделирования расхода топлива, выходы которых подключены ко входам третьего блока суммирования, выход которого через первый блок выбора минимального значения и четвертый ключ подключен к первому входу первого блока сравнения, второй ахоп которого через пятый ключ соединен с выходом третьего блока суммирования, 10 выход второго блока памяти и выход второго блока суммировании подключен соответственно,ко входам третьего и четвертого блоков моделирования расхода. топлива, 5 выходы которых подключены ко входам четвертого блока суммирования, соединен, ного выходом через второй блок выбора ми-. нимального значения и шестой ключ с первым входом второго блока сравнения, l0 ко второму входу которого через седьмой ключ подключен выход четвертого блока суммирования, причем выход первого блока сравнения соединен с управляющими входами первого и третьего ключей, а

N выход второго блока сравнения подключен к управляющим входам второго ключа.

48549i

Заказ (Д

Подписное

Изд. № )Яф Тираж В79

Ц!И11П1И Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35 Раушскаи наб., д. 4/5

ППП „Патент" Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

I

l

I

1