Способ управления режимом элек-тропередачи постоянного toka

Способ управления режимом элек-тропередачи постоянного toka

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцнаннстнческик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ о»809444

4i

/ г (61) Дополнительное к авт. санд-ву 9736262 (22) Заявлемо 2604.78 (с1) 2603201/24-07 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 280281, бюллетень Н9 8

Ф

Дата опубликования описания 280281 (я)м. к„.з

H 02 S 1/00

Н 02 Р 13/18

Государственный комитет

СССР

ho делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 3. 072.

1 315 052 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. К. Булахов и И. Б. Федяев (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕ>ХИИОИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к мощной высоковольтной преобразовательной технике, а именно к средства>л автоматического управления протяженной линией электропередачи постоянного тока высокого напряжения.

По основному авт.св. 9736262 известен способ управления режимом электропередачи постоянного тока, заключающийся в том, что одну из преобразовательных.подстанций выпрямительну.>) регулируют на поддержание заданного значения тока, на второй преобразовательной подстанции измеряют режимные параметры и посред- 15 ством регулирования ее напряжения поддерживают экстремальное значение . контролируемой величины, .формируемой по измеренным параметрам. Известный способ предполагает осуществление управления перетоком мощности с отправного конца передачи изменением уставки тока выпрямителя 113.

Однако в ряде случаев применения 25

ППТ возникает необходимость управления передаваемой мощностью со стороны инвертора, например в случае, когда приемная система располагает не:=,начительной генерирум;ей мощнос- 30 тью и. поддержание частоты s системе возлагается на ППТ.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей управления ППТ.

Для достижения указанной цели при осуществлении способа управления режимом электропередачи постоянного тока, заключающегося в том, что заданное значение тока передачи поддерживают на инверторе, экстремальное значение контролируемой величины поддерживают на выпрямителе путем регулирования, а контролируе- мую величину формируют по параметрам, характеризующим режим выпрямительной подстанции.

На фиг. 1 представлен график, иллюстрирующий сущность предлагаемо-го способа; на фиг. 2 — принци:i формирования контролируемой величины по сопротивлению нагрузки на зажимах выпрямителя; на фиг. 3 — то же, по >лощности и напряжению выпрямителя; на фиг. 4 — то же, по току и напряжению выпрямителя; на фиг. 5 то же, по параметрам, характеризующим режим работы управляющего устройства.

809444

СР

,}а

Линии равных значений этой величины описываются уравнением

Ugp = СР, 1, (2) где СР,> = const.

Стрелкой 5 на фиг.1 показано направление возрастания С}З„ на плоскости режимов (Ud >, 1д ) . Напряжение выпрямителя может регулироваться как изменением уставки угласто запаздывания зажигания, так и изменением уставки регулятора тока(фиг.1). Если начальное значение уставки тока выпрямителя составляет I 8„, то увеличение уставки влечет за собой увеличение контролируемой величины Р..

Если начальное значение уставки выпрямителя j э,, то контролируемая величина 9 увеличивается при уменьшении уставки выпрямителя. Статический максимум СР достигается при значении уставки выпрямителя 19В при которой положение рабочей точки и точки излома характеристики инвертора совпадают, так как именно в. этой точке происходит касание линии равных значений контролируемой величины характеристики инвертора.

40

Таким образом, экстремизируя контролируемую .величину по выражению (1) на выпрямителе изменением величины уставки тока выпрямителя, можно автоматически поддерживать режим работы передачи с требуемым током и наивысшим напряжением. Диапа- ф) зон устанавливаемых токов при использовании в качестве контролируемой величины полного сопротивления ограничен снизу. Если обозначить наклон участка характеристики инверто- я

На фигурах обозначены внешняя характеристика 1 инвертора, линии 2 равных значений контролируемой величины, граница 3 области режимов работы по данной контролируемой величине, внешняя характеристика 4 выпрямителя, направление 5 возрастания контролируемой величины, ось б симметрии линии равных значений контролируемой величины.

Чтобы передача работала с заданным на инверторе значением тока и наивысшим напряжением, необходимо, чтобы экстремальное значение контролируемой величины достигалось, когда положение рабочей точки (места пересечения внешних характеристик 15 подстанций) приходится на точку излома характеристики инвертора. Этому требованию отвечает контролируемая величина, формируемая в виде величины полного сопротивления нагрузки на 20 зажимах выпрямителя постоянному .току ра, определяемый регулятором тока, через

1 где U ° — напряжение инвертора с отви несеяной к нему линией (6 в

1 - уставка тока инвертора, то граница допустимых режимов определяется выражением: о О7 (4)

Наклон участка приведенной характеристики инвертора, определяемый регулятором угла погасания, определяется коэффициентом к = (— — -" — } 1 > 1, (5) который может быть положительным, что зависит от соотношения сопротивлений линии и сопротивления контура коммутации вентильного преобразователя. Однако величина Ке мала, так что граница допустимых режимов по напряжению лежит в области крайне низких напряжений ППТ и не представляет практического интереса.

В заштрихованной на.фиг.1 области экстремизация контролируемой величины определяется выражением

Ср = (6) ,36 + о где I о — константа, имеющая размерностьт9ка. (7) СР = О "аь ae где Р ° — мощность на полюсах выпряОВ мителя;

1 — коэффициент пропорциональо ности, имеющий размерность тока.

Линии 2 равных значений контролируемой величины описываются уравнением сРо

1О где СР„ = const, (8) Эффект, достигаемый при использовании контролируемой величины по выражению (б) показан на. фиг.2.

Если принять I > Ь I (где величина снижения тока инвертора от заданного значения при коротком замыкании на выводах выпрямителя), то область. малых токов, где нарушается оптимальный режим работы, смещается в область иедопустимо высоких напряжений ППТ. Установление оптимального режима работы передачи беэ телесвязи подстанций может быть осуществлено также, если сформулировать цель управления выпрямителем как поддержание максимума напряжения при минимуме передаваемой мощности. Этой цели отвечает контролируемая величина

809444 и представляет собой гиперболы, ось

6 симметрии которых начинается на оси абсцисс в точке Тс) — — I, (фиг. 3) .

Если значение 1 взять в соответствии с выражением

5 о Й мах с.З. г где I, — максимально допустигый рабочий ток передачи, величина снижения тока

К.Э инвертора от заданного значения при коротком замыкании на выводах выпрямителя (фиг.2), то областью работы по заданной контролируемой величине является вся область нормальных режимов IIIIT, Прямой 3 на фиг.3 показана граница области допустимых режимов работы

;по данной контролируемой величине, Ю которая определяется выражением:

О,)В = К„ (т - т,) ), (10) где К вЂ” коэффициент наклона по выи ражению (3) . 25 Выражение (10) получено из условия касания линий 2 равных значений (8) искусственного участка характеристики 1 инвертора.

На фиг.3 приведен. пример ? 30 с.> = 0, дном. Чтобы не иметь ограничений на область режимов работы, цель управления выпрямительной подстанцией можно сформулировать как, поддеРживание максимума напряжения при минимуме тока. Этой цели отвечает контролируемая величина

А ) — — 8 (i 8)

К (Экстремальное значение контролируемой величины (14) достигается, когда положение U +(I i рабочей

"0 "3в 1 )бг где K K — весовые коэффициенты, 40

I о одновременно. переводящие величины 1,)В, Ug в сигнал одной размерности

Линии 2 равных значений контроли- 45 руеглой величины (11) описываются уравнением

u = + 1 (i2)

d6 K K K K д

S0

Где ®о = coAst

Наклон линий определяется отношением — — °

К

Кн

Условием касания приведенной внеш- 55 ней характеристики 1 инвертора линиями 2 равных значений (12) в точке ее излома является неравенство: к„> — 4 — > к

d0 гдеКО, Ке — коэффициенты наклона по выражениям (3) и (5) .

При выполнении условия (11) статический максимум контролируемой ве- $5 личины (9) достигается, когда рабочая точка характеристик совмещается с точкой излома приведенной внешней характеристики. инвертора. Полученный результат иллюстрирует фиг.4.

Как видно из графика, контролируемая величина (11) не ограничивает область оптимизации режима ППТ. Известные аппаратные упрощения при реализации способа могут быть получены, если цель управления выпрямительной подстанции сформулировать как поддержание минимума тока при. минимуме угла включения. Контролируемая величина, соответствующая этой цепи записывается

V = KZ ЛВ+ КЫ, ОСВ, (l4) где К, К - коэффициенты пропорциональности, одновременно переводящие величины

Ig0, аС В в сигнал одной размерности.

В основе формирования контролируемой величины по выражению (14) лежит следующее. При одном и том же приращении тока @I В соответствующее,ему приращение угла включения Ь о В в статике прямо противоположно по знаку и различно по величине при положении рабочей точки на разных участках приведенной внешней характеристики инвертора: на искусственном участке оно больше, на естественном — меньше.

Градиент контролируемой величины по току имеет следующий вид: дФ

=К,+К„„, (Is) д в dь д б причем (0 . д1 ) В

При некоторых соотношениях весовых коэффициентов KI, К принимается знак при переходе с одного на другой участок внешней характеристики инвертора. Если предположить, что

Ъз модуль для искусственного д1 а.в участка не менее некоторой величины A !

1 2,3 I„„> А, див

48 а для естественного участка — не более величины В ! а«в 1

- — 1 с Чм (В (17)

35 причем А > В, то соотношение между весовыми коэффициентами К>, К,, при котором контролируемая величина становится унимодальной функцией, соответствует выражению

809444

15

20 или к виду

Ь ф, ц(1де 1 9g) р Я (20) .р()

48 Чб где р ghx -функция знака аргумента

Г1, x > 0

t gh- = 1 0; (O .

К - коэффициент усиления регулятора, и может только увеличить угол включения относительно установленного минимального угла о 1; ° .Построим зависимости тока и управляющего воздействия регулятора тока выпрямителя от величины уставки тока (фиг.3). Проектируя на ось абсцисс положение точки излома характеристики выпрямителя и соответствующее ей положение рабочей точки на характерис- 45 тике 1 инвертора получаем величину уставки, величину тока и величину рассогласования регулятора тока для данного режима по 1 . Величина dU пропорциональна рассогласованию (I d B - I Чв) и находится умножением последнего на Кц.

На фиг. 5 ломаной 7 показана зависимость 1 В(j 9B) ломаной 8 — зависимость Ь1 (1 qp) Точки излома зависимостей отвечают значению уставки тока выпрямителя 1 „, при котором расположение рабочей точки совмещено с точкой излома характеристики иивертора. Если просуммировать эависиФормула изобретения

Способ управления режимом электропередачи постоянного тока по авт.

5Q св. 9736262, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, экстремальное значение контролируемой величины поддерживают на выпрямительной под55 стан"ии

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Авторское свидетельство СССР

9736262, кл. Н 02 3 1/00, Н 02 P 13/81, 1975. точки на характеристике инвертора совпадает с точкой ее излома, определяемой соотношением Id = I щ. Если в выражении (14) заменить оС 8 на соответствующее ему значение с уставки, то новая величина

Кт I<В+ K O .Ö „В удовлетворяет требованию контролируемой величины, так как в статических режимах работы преобразователей обеспечивается 0 Ь = М ЦВ.

Вместо о В(о, B) в выражении (14) может быть взята величина, характеризующая угол включения, например управляющее воздействие на систему фазового управления углом включения подстанции.

Рассмотрим следующий конкретный пример. На выпрямительной подстанции установлен регулятор тока. Допустим, что управление углами включения преобразовательных подстанций производится по арккосинусному з акону. При этом все участки статических внешних характеристик выпрямителя и инвертора линейны (фиг.5).

Регулятор тока выпрямителя вырабатывает управляющий сигнал ЬИО, в соответствии с законом мости (7) и (8) с некоторыми весовы-, ми коэффициентами К, КЬ, то можно получить унимодальную зависимость

Р (r ×B)

cP = К1 1ЗВ + KB dU показ анную ломаной 9, ми нимальное значение которой приходится на точку излома. Поскольку наКлоны линейных участков зависимостей (7) и (8) не зависят от величины уставки тока инвертора и величины ЭДС инвертора то соответствие минимума выражения (21) характерно положению рабочей точки, величина (21) удовлетворяет всем требованиям контролируемой величины. Линейными преобразованиями, учитывая (20), можно привести (21) к виду Р = Ky ?Ч8 + К + КЬ d0g, (22)

Ч дВ (23) ь Ч) чь

Выражения (22) и (23) показывают, что контролируемая величина может быть сформирована по параметрам, характеризующим режим самого управ.— ляющего устройства, при этом ее экстремизация одновременно означает экстремизацию и других вышеприведенных контролируемых величин.

Предлагаемый способ расширяет область использования ППТ, режимное управление которых осуществляется без телесвязи в условиях работы подстанций с минимальными углами включения. Использование предлагаемого способа управления ППТ позволяет повысить надежность функционирования передачи и может дать значительный экономический эффект, так как затраты на экстремальный регулятор несоизмеримы со стоимостью линий дальней связи.

809444

03 о.г 04 ае аВ И и

Фиа Ф

09

0.7

0.3 аг

0) az

?,р ДИ, фиа 5

Редактор М.Митровка

Заказ 448/72 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )Х-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ц0

Составитель Л.Дементьева

Техред Ж. Кастелевич Корректор N. Коста