Устройство для автоматического управления активной мощностью гидроэлектростанций

Патент 604117

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

@ тент-i" "т :.к., с"",,1

Гьъл

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия (11) 604117

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ASTQPCNQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.04 76 « :) 2З51185/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25 04 78 Бюллетень №15 (45) Дата опубликования описания !3.0 т. т8. (51) М. Кл.

Н 02 Р 9/04

С. 05 Р 1/66

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делан изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Л. Федоров и Н. И. Петунина

Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОЙ МОЩНОСТЬЮ

ГИ11РОЗЛЕКТРОСТА Н 1ЯИЙ

Кроме того, в этом устройстве есть еще один источник непостоянства коэффициента передачи устройства в переходном процессе управления вЂ” зависимость этого коэффициента передачи от числа работающих агрегатов.

Последнего недостатка лишено устройство для управления активной мощностью ГЭС, описанное в (2). Однако в этом устройстве также не исключается влияние нелинейности характеристик устройств экономичного распредс-!

Оления на коэффициент передачи устройства в целом. В связи с тем, что в этом устройстве агрегатам задается не мощность, а открытие направляющего аппарата, нелинейность зависимости мощности, развиваемой гидроагрегатом, от открытия направляющего аппарата (а для низконапорных ГЭС еще и неоднозначность этой зависимости) также существенно влияет на динамическую характеристику устройства. По этой же причине данное устройство не может обеспечить стабильное ограничение

2р мощности ГЭС. Кроме того, в этом устройстве ограничение открытия направляющего аппарата агрегатов осуществляется без учета их индивидуальных особенностей.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для авточатичес2бкого управления активной мощностью гидроИзобретение относится к области автоматического управления режимами энергосистем по активной мощности.

Известны устройства автоматического управления мощностью электростанций, в которых экономичное распределение нагрузки между агрегатами обеспечивается посредством включения, в состав устройства функциональных преобразователей, где воспроизводятся агрегатные характеристики относительного прироста энергоносителя.

Одним из устройств такого типа является устройство (1). Это устройс во обеспечивает экономичное распределение на рузки между параллельно работающими агрегатами, находящимися в режиме автоматического управления мощностью; но в связи с этим обладает недостатком вЂ” нелинейностью характеристик относительного прироста расхода энергоносителя, воспроизведенных в преобразователях-задатчиках, являющихся органами задания мощности агрегатам. Нелинейность указанных характеристик приводит к непостоянству коэффициента передачи устройства в течение переходного процесса, что весьма нежелательно для электростанций, участвующих в ограничении потоков мощности по слабым внутри и межсистемным связям. (53) УДК 621.316.728 (0 88. 8) 604!1/ э.)ектростанции, сОД(p&alf(BE станционныЙ»!Раннчитс;Ih, CPBB!IÈBBIOJHHÉ СУММ с!ТОР, ОДИН ИЗ входов которого соединен с выходом станционного су.",1матора, à выход соединен с входом управляемого дел!!Теля, подкл)очснного своим выХО 1О;I Нсl ВХОДЫ 0C3LI I!BPHI10H I!Of О УС!!Л !!! 01 Sf I! управляюще 0 у(.илителя, задатчик нрпр»сты, вход которого соединен с Выходом управляющего усилителя, а в цепях задания мои(ности каждого агрегата вЂ” вЂ” функциональные преоорызоватсли и следящие системы управле H)1 активной мощности гидроагрегатов (3) .

В этом устройстве к сравнивающему сумматору подведен сигнал, пропорциональный сумме задаваемых Р, и сумме развиваемых агрегатами Р„мощностей. Результирующий 1 сигнал сравнения делится В управляемом делиТЕЛЕ На ЧИСЛО П ГИДРОЫГP(- ГВТОВ, PBООТсlЮШИХ В режиме группового управления мощностью, результируюший сигнал с выхода делителя поступает ны входы усилителя и у!!рывляющего усилителя, 1оследний управляет задытчиком, выходной сигнал которого складывается с выходным сигналом усилителя в сумматоре. Выходной си!.И(!л сумматора поступает на входы функциональных преобразователей. Этот сигнал !1редставляет собой относительный прирост расх»+a воды с1, если в преобразователях воспроизьелены характеристики относительных приростов расхода воды P .; = f (q, ) . Сигналы, пропорциональные заданны» мощностям Рч ... Р,„ поступают на входы агрегатных узлов, которые в этом устройстве представляют собой следящие системы управления мощностью по заданной величине. Сигна1!ы, представляющие собой измеренные величины развиваемых мощностей

Р,...Р„, складываются в станционном сумматоре, откуда суммарный сигнал 2Р, поступает llы

1 вход сравнива)ошего сум.латора. Ограничение сумм JplIE)f) м»!цности в этом устройстве 0(3((пс(и(3ыется благодаря точу, что в стапш!онном ограничителе суммарная мощность F Р; ñðànI нивастся с „ îïóñòèìûми границами суммарной мощности ГЭГ и, если она вы: одит за эти 4о гpaHHliû, TÎ на выходе станц1!Онного of paHH÷èтоля появляется сигнал, 1ействуюнн!й через у сплит(лн и на возвращение мо!цности ГЭС в зону между упомянутыми границами. Индивидуальное ограничение мощности в этом устройстве может быть обеспечено выбором формы характеристик, воспроизведенных в преобразователях.

В этом устройстве устранена зависимость коэффициента передачи устройства от числа работающих гидроагрегатов, а также обеспечивается заданная точность ограничения суммарной мощности ГЭГ. независимо от формы и от изменения формы зависимости Р; = f(S,) мощности, развиваемой гидроагрегатом, от степени открытия направляющего аппарата.

Однако явлен! . Из»енчивосг коэффициента передачи устройства вследствие непостоянства коэффициента передачи функциональных преобрызова1 елей в этом хегройстве не устр Iиены. Б то«ц!!ие псреходчоГO процеcca коэффициент передачи ус грой(Гвы зависит От не!к)стоянного коэффициента передачи функциональных преобразователей, причем эта зависимость ! аиболес сильно выявляется в начальный период переходного процесса управления мош-!!(Гстыо ЗС, то есть тот период пере. (одного процесса ограничения потOKon мошности по слабым связям, когда особенно нужна стабильность ди)!амичсских характеристик электростанций, участвующих в ограничении.

Целью изобретения является повышение надежности параллельной работы энергосистем со слабыми связями посредством исключения зависимости коэффициента передачи устройства автоматического управления активной мошнос ью I ЗС, !ыствуюнн!х в ограничс !!Ии п»токов мо!цности lo с,1с1бым с13яз51м, 01 !!(п(квЂ” тоянства коэффицне)гга передачи функциональных преобразователей.

Поставленная цель достигнута в устройстве для автоматическогO управления активной мощностью г:дроэлектростанции, содержащем стаriциопный ограничитель, сравнивающий сумматор, один из входов которого соединен с выходом станционного сумматора, а выхол соединен с входом управляемого делителя, подключенного своим Вь!ходом на входы безынерционного усилителя и управляю1цсго усилителя, задатчик прироста, вход которого соединен с выходом управля)ощего усилителя, а в цепях задания мощности каждого агрегата вЂ” функциональные преобразователи и следящие системы управления активной мощностью гидроагрегатов. в цепь задания мощности каждого агрегата введены последовательно соединенные агрегатные сумматор и ограничитель, при этом первый вход агрегатного сумм.атора подсоединен к выходу функционального преобразователя, вход которого соединен с выходом задатчика прироста, второй вход агрегатного сумматора подключен к выходу ()c3I>llfcplllfofflf()J усилителя, а выходы функциональных преобразователей соединены дополнительно с входами cTallUHoHного сумматора, причем к второму Входу сравнивы)ошего сумматора подсоединен выход станционного ограничителя, один из входов которого служит для подключения к органу задания суммарной мощности ГЭС, На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 -- характеристика функционыльнь)х преооразователей: на фнг. 3вЂ”

x J paI

Устройство содержит cpanIIHB(lloHJIIJ! có)iматор 1, управляющий усилитель 2, зыдатчик прироста 3, функциональный преобразователь 4, агрегатный узел 5, станционный сумматор б, управляемый дел)к(ель 7, безынерцио(шый усилитель 8, станционный ограничитель 9, агрегатный сумматор 10, агрегатный ограничитель 11.

В предлагаемом устройстве ограничение мошности гидроагрегатов осуществляется агрегатными ограничителями 11, каждый из которых включен в цепь задания мощности соответст;у ющего гидроагрегата последовательно с агрегатным сумчато, ом !О, в котором проИСХОДИТ СуММИрОВаНИЕ CHI iiЛ.с )В, ПрОПОрцИОНВЛЪНЫ, ВЕЛИЧИНЕ Зсl fanaCifOH ГИДРОВГРЕГВТУ мОщнОсти и поиходя!Ц()йся Ila до,. Ilo ОднОГО Гид604117

Форму.га изобретения роагрегата величине отклонения суммы мощностей, задаваемых гидроагрегатам по условиям наивыгоднейшего распределения нагрузки, от мощности, заданной ГЭС в целом.

Ограничение суммарной мощности, развиваемой ГЭС, осуществляется станционным ограничителем 9, которые в предлагаемом устройстве включен . в цепь задания суммарной мощности ГЭС.

Входной сигнал устройства, пропорциональный сумме заданных ГЭС мощностей - Р,, поступает на вход станционного ограничителя 9, где сравнивается с сигналами, представляюгцими предельного значения суммарной мощности ГЭС Рр- и, если он находится внутри допустимой зоны, проходит без изменения на вход сравнивающего сумматора 1, куда также 15 подводится сигнал, пропорциональный сумме мощностей, заданных гидроагрегатам (нахо- дящимся в режиме группового управления мощностью) по условиям экономичного распределения нагрузки между ними. Сигнал, представляющий собой результат сравнения, поступает на вход управляемого делителя 7, сигнал с выхода которого подается на входы безынерционного усилителя 8 и управляющего усили теля 2. Последний управляет задатчиком прироста 3. Выходной сигнал задатчика, представляющий собой заданную величину относительного прироста расхода воды с(, поступает на входы функциональных. преобразователей 4, в которых происходит, согласно индивидуальным характеристикам относительного прироста гидроагрегатов Р,; = f(q;), преобразование относительного прироста q в задаваемые гидроагрегатам мощности Р,1... Р 1... Рг,,п. Характеристика функциональных преобразователей воспроизводится с учетом ограничения мощности гидроагрегатов согласно фиг. 2.

Сигналы, пропорциональные величинам задаваемых мощностей, поступают на входы соответствующих агрегатных сумматоров 10, а на вторые входы каждого из этих сумматоров поступает выходной сигнал от бозынвр онного

ХР, .,Р,1 4о усилителя 8. Этот сигнал равен,,,а выходные сигналы сумматоров 10 равны

Jl и, - Рч . з „ -Рч

Рч1 n Рч и а5

2 Р,вЂ” ХР,;

° ° ° I и

Выходные сигналы агрегатных сумматоров 0 поступают в индивидуальные агрегатные ограничители 11, и, пройдя через них без измене- 5о ний, если они лежат внутри допустимых границ (Р,1), „,... (Р,) (Р „) .„поступают на входы соответствующих агрегатных узлов 5 устройства. Характеристики агрегатных ограничителей выполняются согласно фиг. 3.

На вход станционного сумматора 6 поступают, в соответствии со сказанным выше, выходные сигналы функциональных преобразователей 4, а сигнал с выхода станционного сумматора 6 подается, как указывалось, на второй вход сравнивающего сумматора 1.

В предлагаемом устройстве в любой момент времени переходного процесса коэффициент передачи уoTðoéñãâà в целом пе зависит от коэффициента передачи функциональных преобразователей.

Изложенное показывает, что в устройстве с помощью простых технических средств полностью устранен недостаток, отмеченный выше у известных устройств.

В результате того, что в рассматриваемом устройстве главная обратная связь осуществля ется не по сумме развиваемых гидроагрегатами мощностей Р я по сумме мощностей, зядявяемьь гпдроагрегятям по условиям их экономичной работы P

Пре.iëàrяемое устройство, независимо от структуры агрегатных узлов, типа АРС и тнпя

ГЭС (включая самые низконапорные) имеет широкие перспективы применения на ГЭС, привлекаемых к ограничению потоков мощности по слабым связям.

Устройство для автоматического управления активной мощностью гидроэлектростанций, содержащее станционный ограничитель, сравнивающий сумматор, один из входов которого соединен с выходом станционного сумматора, а выход соединен с входом управляемого делителя, подключенного своим выходом на входы безы"., рционного усилителя и управляющего усилителя, задатчик прироста, вход которого соединен с выходом управляющего усилителя, а в цепях задания мощности каждого агрегата вЂ” функциональные преобразователи и следящие системы управления активной мощностью гидроагрегатов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности параллельной работы энергосистем, в цепь задания мощности каждого агрегата введены последовательно соединенные агрегатные сумматор и ограничитель, при этом первый вход агрегатного сумматора подсоединен к выходу функционального преобразователя, вход которого соединен с выходом задатчика прироста, второй вход агрегатного сумматора подключен к выходу безынерционного усилителя, а выходы функциональных преобразователей соединены дополнительно с входами станционного сумматора, причем к второму. входу сравнивающего сумматора подключен выход станционного ограничителя, один из входов которого служит для подсоединения к органу задания суммарной мощности ГЭС.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 133511, кл. Н 02 1 3/46, 1958.

2. Структура систем ГРАМ для гидроэлектростанций. Техническая информация ВНИИэлектромашиностроения, 1975.

3. Руденский. М. Я., Семенов В. В., Степура Э. Ф. Электрический групповой регулятор скорости. Сб. Наладочные и экспериментяльпь,е работы ОРГР7К. вып. 40, 1972. (>>,n) de (Р)дои,мггг (7)) >гл, иии фиг 3 фиг г

Составитель К. 4>отина

Текред О. Луговая Корректор С. Патру>исва

Тираж 892 Г!одпис ное

Редактор А.Маркович

Заказ 2121/.! 7

11НИИПИ Государственног<> ком>гнета Сонета Министров СССР по делам изот>ретений и открытий

I I 3035, Москва, )1(-35, Раун>ская на>>., д. 4)5

Фи,шал Г!ПП «Патент», г. Ужгород, ул, !1роектная, 4