Устройство для определения амплитудно-частотной характеристики энергосистем,связанных межсистемной линией электропередачи

Устройство для определения амплитудно-частотной характеристики энергосистем,связанных межсистемной линией электропередачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

On ИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву (5 l ) M. Кл. (22) 3 а я влево 06.02.8! (24 } 3243395/24 — 07 с присоединением заявки М

Н 02 J 3/24

Н 02 J 3/06

1Ъщдаретаеяый комитет

СССР

{28)Приоритет (53) УДК 62 .зл.

34 Г088.8) an яеяам яэобретекяй я втярьпяй

Опубликовано 23.09.82. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 23.09.82 (72) Авторы изобретения

М. А. Рабинович, В. Г..Орков и С. А. Совалов

Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государств проектно — изыскательский и научно — исследовательский ЛФйнщц " .энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДНΠ— ЧАСТОТНОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭНЕРГОСИСТЕМ, СВЯЗАННЫХ МЕЖСИСТЕМНОЙ

ЛИНИЕЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике, идентификации (оценивания) параметров объединенных энергосистем (ОЭС) .

Знание амплитудно — частотной характеристики энергосистем требуется в задачах опти5 .. мального регулирования частоты и в задачах регулирования и ограничения перетоков мощности по межсистемным линиям электропередач (ЛЭП) . Амплитудно — частотная характеристика (АЧХ) энергосистемы Н(э)применяется в задачах оценки состояния энергосистем, устройствах прогнозирования и ряде других.

В настоящее время АЧХ энергосистем (а также ОЭС) определяется крайне редко, вследствие сложности необходимых для этого системных испытаний. Для получения оценки АЧХ к энергосистеме прикладывают возмущение мощности ЬР и по переходному процессу 20 отклонения частоты М(т) определяют с помощью преобразования Фурье вид АЧХ. Для йолучения приемлемой точности оценки АЧХ

Н (ю) возмущение должно быть достаточно

2 большим, что может привести к аварийной ситуации.

Известны способы и построенные на их основе устройства для оценивания Н(ю)(1) и (2).

Недостатком этих устройств является их сложность и невысокая точность оценивания

Н ((и). Сложность указанных устройств оценивания Н (w) вызвана необходимостью оценивать спектральные характеристики таких режимных параметров, как перетоки мощности и частота. Оценку этих характеристик необходимо находить на сравнительно небольших (10 — 20 мин) интервалах времени и это обстоятельство предопределяет невысокую точность рассматриваемых методов и устройств.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения, коэффициен-тов статизма (коэффициента крутизны статической частотной характеристики) энергосистем, содержащее две ветви; каждая из которых состоит иэ последовательно соединенных измерителя частоты или перетока мощности, узкополосного фильтра, выпрямителя, сглаживающего фильтра, выходы сглаживающих фильт961041 ров каждой ветви подключены к входам делителя, выход которого подсоединен к первым входам умножителей, а вторые входы умножителей подключены к регистрам памяти 13).

Недостатком известного устройства является s ограниченность его функциональных возможностей. Устройство способно рпределить значение АЧХ энергосистем, связанны межсистемной линией электропередачи только на нулевой частоте, т. е, М (О). lO

Устройство предназначено для идентификации. подобных энергосистем, т. е. энергосистем, для л которых справедливо соотношение

Н „(ы) — =m, (т)

H (w) l где Р1 и Р -- нагрузка первой и второй энергосистем соответственно.

Цель изобретения — расширение функциональ-tO ных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство содержащее две ветви, каждая из которых состоит из последовательно соединенных измерителя частоты или перетока мощности, cS узкополосного фильтра, выпрямителя, сглаживающего фильтра, выходы сглаживающих фильтров каждой. ветви подключены ко входам делителя, выход которого подсоединен к первым входам умножителей, на вторые входы которых ЗО подключены регистры памяти, дополнительно введены блок настройки узкополосных фильтров, коммутатор и дополнительный блок регистров памяти, а узкополосные фильтры выполнены управляемыми причем управляющий выход ком35

° мутатора подключен к управляемому входу блока настройки, два выхода которого соединены с управляемыми входами узкополосных фильтров, а выходы умножителей подключены ко входам коммутатора, выход которого соединен с дополнительным блоком регистров памяти.

На чертеже изображена блок — схема устройства.

Устройство содержит измеритель межсистемного перетока мощности.1 и измеритель часто45 ты 2, последовательно соединенные соответственно с узкополосными фильтрами 3 и 4, выходы которых подключены к выпрямителям

5 и 6, которые в свою очередь подключены к входам сглаживающих фильтров 7 и 8. Выходы сглаживающих фильтров 7 и 8 соединены эо с входами делителя 9, выход которого подключен к входам умножителей 10.и 11, на вторые входы которых подсоединены соответственно регистры памяти 12 и 13. Выходы блока 14 настройки подключены к управляющим входам узкополосных фильтров 3 и 4, а управляемый вход блока 14 настройки соединен с управляющим выходом коммутатора 15, два входа которого подключены к выходам умножителей

10 и 11. Выход коммутатора 15 соединен с входом блока 16 регистров памяти.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Сигналы с выхода измерителя перетока мощности 1 и частоты 2 поступают на входы полосовых узкополосных фильтров 3 и 4, которые настраиваются блоком 14 настройки узкополосных фильтров последовательно на требуемые частоты (на которых производится оценка частотной характеристики). Управляющие сигналы для блока 14 настройки узкополосных фильтров поступают от коммутатора 15 по мере перехода с одной частоты на другую.

Интенсивность (дисперсия) колебаний перетока мощности и частоты О (t) на выходе узкополосных фильтров 3 и 4 пропорциональна энергетическому спектру (спектральной плотности могцности) указанных режимных параметров на частоте настройки узкополосных фильтров.3 и 4.

Необходимый для оценки частотной характеристики Н ((йз) квадратный корень из отношения спектральной плотности частоты Ф (w) и перетока мощности ф ((й.>) можно заменить на отношение сглаженных модулей случайных колебаний частоты и перетока мощности в узкой полосе частот вокруг частоты u).

Выпрямители 5 и 6 выпрямляют (т. е. находят модуль) случайные колебания перетока мощности и частоты в узкой полосе частот. С выходов сглаживающих фильтров 7 и 8 на входы делителя 9 поступают сигналы, пропорциФ1ы) и Ф Ш), опальные р (причем с одним и тем же коэффициентом пропорциональности. Таким образом, в делителе 9 получается отношение р которое умножается в умножителях, О и 11 на коэффициенты пропорциональности, хранящиеся в регистрах памяти 12 и 13 и равные соответственно ГР2/Р„ и эГр /рт Ипи первой и второй эиергоеиетем.

Полученные оценки значений частотной характеристики H() и Н 2 ((.оо) посылаются коммутатором 15 в соответствующие частоте (.о, ячейки памяти блока 15 регистров памяти.

После окончания всего цикла оценки H„(03p) и Н ((й1,) на частоте аз, коммутатор 15 дает сигнал блоку 14 настройки узкополосных фильтров на переход к работе с другой частотой оз, При этом узкополосные фильтры 3 и 4 перестраиваются,на частоту о „и весь цикл обработки сигналов частоты и перетока мощности повторяется. Таким образом, находится оценка Н.,((.о) и Н1((и) для всего исследуемого диапазона частот.

961041

Дадим обоснование предлагаемого устройства для определения АЧХ энергосистем,-связанных межсистемной линией электропередачи.

Будем рассматривать объединение энергосистем, работающих без вторичного регулятора частоты и без регулятора перетока мощности. Если Н (P) и Н (P) -, передаточные функции 1-й и 2-й энергосистем; L ) и L(f, — преобразование Лапласа колебаний небаланса MoluHocTH

10 и соответственно; L (P), L+(P) преобразования Лапласа колебаний межсистемного перетока мощности и частоты, а колебания частоты для обеих энергосистем одинаковы, то можно записать (Р) = Н) (Р) 1- (Р) + LI (P) (P) = Í, (P) (P) — (И. (2)

Предполагая некоррелированность случайных колебаний небаланса мощности в рассматриваемых энергосистемах, из (2) получим

Н) Н Ф (ш) + Н, Фг — Н, Ф вЂ” Фг= О, (3)

У где ф ((.() 1- энергетический спектр колебаний частоты; ф (О)) - энергетический спектр колебаний перетока мощности;

У - взаимный энергетический спектр колебаний перетока и частоты.

Используя соотношения (1) и (3) имеем ))н М) Ф ()+И "(ю) Ф (ы)- эо

9 — -1

-тт) и «э @pi(о))- ф (())=0 (4)

Зля подобных энергосистем (1) значения

Фр (ы) и Ф у (u)) близки к нулю, поэтому вторым и третьим членом в (4) можно пренеб-15 речь. Таким образом

/H ((о)/ Ф (м) — Фр((.о) — 0

HJllt р () (5)

Яг (ю)! р (4Q

Амплитудно — частотную характеристику второй энерговистемы получим в виде

1 Е(Подобным образом АЧХ первой энергосистемы получим в следующем виде! Н1(Ю))=

Предлагаемое устройство найдет применение в автоматических системах регулирования часToTbI и перетоков мощности, в задачах оперативного прогноза режимных параметров, оценки состояния и ряде других.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства зависит от масштабов его применения. Так, применение устройства в задачах оперативного прогноза и оценки состояния в рамках одной объединенной энергосистемы даст экономический эффект порядка 80—

100 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Устройство для определения амплитудно— частотной характеристики энергосистем, связанных межсистемной линией электропередачи, содержащее две ветви, каждая из которых состоит из последовательно соединенных изме- рителя частоты или перетока мощности, узкополосного фильтра, выпрямителя, сглаживающего фильтра, выходы сглаживающих фильтров каждой ветви подключены к входам делителя, выход которого подсоединен к первым входам умножителей, а вторые входы умножителей подключены к регистрам памяти, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены блок настройки узкополосных фильтров, коммутатор и дополнительный блок регистров памяти, а узкополосные фильтры выполнены управляемыми, причем управляющий выход коммутатора подключен к управляемому входу блока настройки узкополосных фильтров, два выхода которого соедикы с управляемыми входами узкополосных фильтров, а выходы умножителей подключены к входам коммутатора, выход которого соединенен с дополнительным блоком регистров памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. GuenetI M., Quazza G. Dynamic StatisticaP

Ana I)ysis of Е fectric Power System Contro Rs Е 1)ес—

trica 8 Епд ineering Transactions Institution of

Engineers (Australia) 1969, 1)1О 5 1)1О 1 р. 125 — 135.

2. Kosze1nic М., Mafkievicz, G., Trybu1h St.

А Method to Determine, the Transfer Functions

of Power Systems. "Fourth Congress of the InternationaP Federations of Automatick Со))тгог.", Warszawa 16 — 21, June, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР 1)1 767897, кл. Н02 J 3/24, 1978.. 961041

Составитель К. Фотина

Техред Е, Харитончик

Редактор А. Шандор

Корректор А. Ференц

Тираж 669

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7307/70

Подписное

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