Способ выравнивания графика нагрузки и устройство для его осуществления

Способ выравнивания графика нагрузки и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц983885

Союз Советских

Соцмапистмчесиии

Республик (6} ) Дополнительное к авт. свид-ву (5! )М. Кд.

Н 02 Т 3/24 (22) Заявлено 30.03.81 (2 I ) 3266549/24-07 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Гоеударствеинъ)Й комитет

СССР

Опубликовано 23.12.82. Бюллетень Рй 47

Дата опубликования описания 23.12.82

l30 делам нзе4ретвиий и отирмтий (53) УДК621.316. . 925 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

А. Дадажанов, Н. Ганиходжаев, А. Саидахмедов и g. Акбарходжаев (Узбекский научнс -исследовательский институт эн ргетики, и автоматики (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ГРАФИКА НАГРУЗКИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ ния теплоты. (1 1 .

Способ и устройство относятся к стабилизации нагрузки в распределительных электрических сетях и могут найти применение на потребительских подстанциях для выравнивания графика нагрузки и резервирования электроснабжения.

Известен способ аккумулирования теплоты с целью уплотнения суточных графиков нагрузки электрических сетей

) согласно которому электроприемники тепловых нужд,для которых возможно введение принудительного режима электроп требления в течение суток отключают ! от электрических сетей на несколько часов в сутки, а потребность в тепловой энергии во время отключения покрывают за счет предварительного аккумулироваНедостатком этого способа является использование внепиковой электроэнергии только в виде тепловой энергии, поэтому в данном случае вопрос резервирования электроснабжения ответственных потребителей на случай исчезновения напряжения сети не решается.

Наиболее близким к предлагаемому .по технической сущности является способ, согласно которому выравнивание графика нагрузки осуществляют путем подзаряда аккумуляторных батарей при небольших нагрузках и используют накопленную энергию при-пиковых нагрузках в дополнение к энергии силовой сети. В течение одного цикла работы по данному способу происходит глубокий разряд накопителя и его последующий заряд. Поэтому при исчезновении напряжения сети в момент завершения глубокого разряда накопителя потребитель полностью обесточивается. Еще одним недостатком является сосредоточенность всех аккумуляторных батарей в одном накопиго теле, так как неполадки в нем могут привести к временному прекращению работы всей системы !23.

Цель изобретения — повышение надежности электроснабжения и экономичности

3 98388 использования накопителя электроэнергии.

Указанная цель достигается, тем, что согласно способу выравнивания графика нагрузки путем накопления электроэнергии в период минимума нагрузки и отдачи накопленной энергии в сеть в период максимума нагрузки через накопитель,,накопленную энергию разделяют, на несколько уровней путем деления накопителя на to несколько групп, минимальное число которых две, а максимальное равно числу мак. симумов нагрузки в сутки, в период ми- нимума нагрузки все группы накопителя включают в режим заряда с постоянным д значением суммарного тока заряда," при одном максимуме нагрузки в сети, при его наступлении вьщают энергию в сеть начиная с первой группы накопителя, при этом контролируют заряд этой группы и 0 при его уменьшении до допустимого уровня вьщают энергию в сеть от второй группы накопителя, а первую переводят в режим заряда, при этом ток заряда выбирают меньше тока разряда, и так продолжают в течение всего максимума нагрузки до разряда последней группы накопителя, при нескольких, известных заранее, максимумах нагрузки, при наступлении каждого максимума энергию в сеть вьщают от соответствующей этому максимуму группы накопителя, после чего ставят ее в режим заряда до нового наступления данного максимума, при полном исчезновении напряжения сети производят поочередный разряд всех групп накопителя в сеть.

В устройстве для осуществления предложенного способа, содержащем сеть трехфазного переменного тока, источник за40 рядного тока, подключенный входом к се-: ти через силовые контакты первого мш нитного пускателя, катушка которого подключена к сети через кнопку управления, параллельно замыкающему контакту которой подключен замыкающий контакт

45 первого магнитного пускателя,>преобразовательный блок, подключенный входом к сети через силовые контакты второго магнитного пускателя, первую и вторую аккумуляторные батареи, подключенные соответственно к источнику зарядного тока через контакты первого и второго зарядного конкактора, к первому входу преобразовательного блока одними полюсами через силовой контакт и силовой раэвязывающий диод, а другими полюсами ко второму входу преобразовательного блока через силовой контакт соответствен

5 ф но первого и второго разрядного контактора, блок контроля нагрузки, состоящий из трансформатора тока, к которому подключено реле максимального тока и а блок управления, блок управления выполнен в виде катушек первого и второго зарядного контакторов, катушек первого и второго разрядиого коитактора, катушки второго магнитного пускателя, первого и второго реле контроля напряжения разряда и реле минимального напряжения, причем катушки первого и второго зарядного контактора каждая через сооТ ветствуюший размыкающий вспомогатель ный контакт первого и второго разряд/ ного контактора подключены параллельно катушке первого магнитного пускателя ° первое и второе реле контроля напряже», ния разряда одними выводами подключены к точкам соединения соответствующих силовых контактов разрядных контакторов и развязывающих силовых диодов, а объединенными вторыми выводами — к второму входу преобразовательного блока, первый вывод реле минимального напряжения подключен через два развязывающих диода к первым одноименным полюсам аккумуляторных батарей, второй вывод через два развязывающих диодак двум другим полюсам аккумуляторных батарей, первый вывод реле минимального напряжения через соединенные параллельно первый размукающий вспомогательlный контакт первого магнитного пускателя и первый замыкающий контакт реле максимального тока связан с первым выводом катушки второго магнитного пускателя, первым выводом катушки первого разрядного контактора и, через размыкающий контакт первого реле контроля напряжения разряда - с первым выводом катушки второго разрядного контактора, второй вывод которой через размыкающий с выдержкой времени контакт второго реле контроля напряжения разряда связан со вторым выводом Катушки первого разрядного контактора, через размыкающий контакт реле минимального напряжения - с вторым выводом катушки второго магнитного пускателя, и через соединенные параллельно второй размыкающий вспомогательный контакт первого магнитного пускателя и второй замыкающий контакт реле максимального тока -, с вторым выводом катушки реле минимального напряжения.

На фиг. 3 представлена схема устройства выравнивания графика нагрузки; на фиг . 2 — схема резервирования электро- снабжения.

Устройство содержит зарядный источник тока 1, аккумуляторные батареи 2 и 3, преобразовательную установку 4.

Элементы схемы управления зарядом:. кнопка управления 5, магнитный пускатель 6 с главными контактами 7 и с блок-контактами нормально разомкнутым

S и нормально замкнутыми 9 и 10, контакторы 11 и 12 с главными контактами 13 и 14 и две шины 15. Элементы схемы управления разрядом: ма нитный пускатель 16 и главными контактами 17, контакторы 18 и 19 с главными контактами 20 .и 21 и нормально замкнутыми блок-контактами 22 и 23, диоды 24-29, реле 30 минимального напряжения с нормально разомкнутым контактом 31, реле 32. и 33 контроля 20 напряжения разряда с нормально замкнутым контактом 34 и с нормально замкнутым контактом с выдержкой времени на размыкание 35, шины 36, элементы контроля нагрузки сети 37 трансформа- 25 тор 38 тока и реле 39 максимального тока с нормально разомкнутыми контак тами 40 и 41.

Рассмотрим работу устройства в следуюших режимах. 30

Выравнивание графика с одним пиком нагрузки в сутки.

Нажатием на кнопку 5 управления

"Пуск" магнитный пускатель 6 и контак торы 11 и 12 схемы управления зарядом подключаются к двум фазам сети 37.

При этом главные контакты 7 магнитного пускателя 6 подключают зарядный источник тока l в сеть 37, а главные контакты 13 и 14 контакторсв 11 и 12:40 . соединяют аккумуляторные батареи 2 и

3 с шинами 15. Блок-контакт 8 магиич ного пускателя 6 блокирует кнопку управления 5 "Пуск и установится процесс заряда аккумуляторных батарей 2 и 3.

Реле 30 минимального напряжения при значениях напряжения между обшими точ-, ками диодов 24, 25 и 26, 27> равных минимальному значению напряжения, до которого можно разряжать аккумуляторные батареи 2 и 3, срабатывает и,замыкая контакт 31, подготавливает маг нитный пускатель 16 к работе. Реле 39 максимального-тока, подключенное ко вторичной обмотке трансформатора тока

38, контролирует нагрузку сети 37 и при превышении гока нагрузки, заданного ! установкой значения (пик нагрузки), срабатывает, и контактами 40 и 41 подклю

5 983885 6 чает схему управления разрядом к об щим точкам диодов 24, 25 и 26, 27..

Последние имеют назначение не допускать появления уравнительных токов иэ-за возможной разности напряжений аккумуляторных батарей 2 и 3. Контакторы 18 и 19 и магнитный пускатель 16 срабатывает, и главными контактами 20 и 21 подключают аккумуляторные батареи 2 и

3 к реле 32 и 33 контроля напряжения разряда и к шинам 36, а главные контакты 17 подключают к сети 37 преобразовательную установку 4. Репе 32 срабатывает и его контакт.34 разрывает цепь контактора 19. Нормально замкнутый контакт 23 контактора 19 возвраша: ется в исходное состояние и замыкает цепь контактора 12, который главными контактами 14 переводит аккумуляторную батарею 3 снова в режим заряда.

Аккумуляторная батарея 2 остается подключенной к шинам 36 преобразователь ной установки 4 и переходит в режим разряда. B процессе разряда напряжение аккумуляторной батареи 2 снижается и: при уменьшении его величины до заданного .значения, ниже которого нецелесообразно их разряжать, отключается реле

32, и его нормально замкнутый контакт

34 замыкает цепь контактора 19. Последний главными контактами 21, подключая аккумуляторную батарею 3 к реле

33 контроля напряжения разряда и к шинам 36 преобразовательной установки 4 . переводит ее в режим разряда в сеть

37. Контакт 35 реле 33 по истечении времени выдержки разрывает цепь контактора 18, который главными контакта-, мн 20 отключает аккумуляторную бата рею 2 от шин 36 и контактом 22 замыкает цепь контактора 11. Контакты

13 койтактора 11 переводят аккумуля торную батарею 2 в режим заряда. Такая .последовательность включений позволяет переключиться от одной аккумуляторной батареи к другой, не нарушая непрерывности отдаваемой преобразователем 4 мошности в сеть 37.

При снижении нагрузки сети 37 ниже значения установки реле максимального тока 39 последний отпускает контакты

40 и 41, что снимает напряжение аккумуляторных батарей 2 и 3 от схемы управления разрядом, и магнитный пускатель 16 главными контактами 17 отключает преобразовательную установку 4 от

t сети 37, контактор 19 главными контактами 21 отключает аккумуляторную батарею 3 от шины 36. Контакт 23 кон7 983 тактора 19 замыкает цепь контактора

12, который главными контактами 14 переводит аккумуляторную батарею 3 в режим заряда. Диоды 28 и 29 исключают ложное срабатывание реле 32 и 33 S от напряжения шин 36.

Выравнивание „: графика с двумя пиками нагрузки в сутки.

При двух и .более пиках нагрузки в сутки на каждый пик выбирается отдель 10 ная группа в накопителе. В предлагаемой на фиг. 1 схеме устройства каждая группа аккумуляторной батареи в данном случае выравнивает один пик нагрузки в сутки, так как в схеме две группы аккумуляторных батарей, они выравнивают два пика нагрузки в сутки. Отличие в принципе работы устройства заключается в том, что первая группа аккумуляторной батареи 2 не может перейти в режим 20 разряда, когда наступает второй пик. Так как при первом пике он полностью разрядился и к моменту наступления второго пика не успевает полностью зарчдиться, поэтому реле ЗЗ контроля напряжения 25 разряда не срабатывает и своим нормально замкнутым контактом 35 вынуждает аккумуляторную батарею 3 перейти в режим разряда. В остальном принцип работы .устройства не отличается от описанного щ принципа его работы.

Режим резервирования электроснабжения.

С исчезновением напряжения в сети

37 элементы схемы управления зарядом магнитный пускатель 6 и контакторы ll и 12 обесточиваются и переводят свои контакты 7, 8, 9, 13 и 14 в исходное состояние, т.е. зарядный источник тока отключается от сети 37 и прекращается режим заряда аккумуляторных батарей

2 и 3. Контакты 8 и 9 магнитного пускателя 6 подключают схему управления разрядом к общим точкам диодов 24, 25 и 26, 27. При этом аккумуляторные батареи 2 и З,начиная с первой группы, разряжаются в оеть 37. Если исчезновение напряжения сети произошло, когда: еще аккумуляторные батареи 2 и 3 не успели зарядиться до уровня)чтобы реле

32 и 33 контроля напряжения разряда срабатывали, то обе группы аккумуляторных батарей окажутся подключенными к шинам 36 преобразовательной установки

4 и будут разряжаться в сеть 37. При уменьшении напряжения аккумуляторных батарей 2 и 3 до заданного значения, определяемого уставкой реле минимального напряжения 30, последний, отпуская

885 8 контакт 31, разрывает цепь магнитного пускателя 16. Последний главными контактами 17 отключает преобразовательную установку 4 от сети 37 и прекращает разряд аккумуляторных батарей

2 и 3. При появлении напряжения в сети 37 нажатием на кнопку 5 управления

"Пуск устройство может быть включено в режим выравнивания графика нагрузки.

Использование предложенного способа для выоавнивания графика нагрузки по сравнению с известным приводит к экономии емкости накопителя и обеспечивает резерв энергии на случай исчеэновения напряжения сети при самом неблагоприятном случае, Ф о р м у л а и з.о б р е т е н и я

1. Способ выравнивания графика нагрузки путем накопления электроэнергии в период минимума нагрузки отдачи накопленной энергии в сеть в период максимума нагрузки через накопитель, о т л и ч а ю щ и и о. я тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения и экономичности использования накопителя электроэнергии, накопленную энергию разделяют на несколько . уровней путем деления накопителя на несколько групп, минимальное число которых две, а максимальноеравно числу максимумов нагрузки в сутки, в период минимума нагрузки все группы накопителя включают в режим заряда с постоянным значением суммарного тока заряда, при одном максимуме нагрузки в сети при его наступлении выдают энергию в сеть, начиная с первой группы накопителя, при этом контролируют заряд этой группы и при его уменьшении до допустимого уровня выдают энергию в сеть от второй группы накопителя, а первую переводят в режим заряда, при этом ток заряда выбирают меньше тока разряда, и так продолжают в течение всего максимума нагрузки до разряда последней группы накопителя, при нескольких, известных заранее максимумах нагрузки, при наступлении каждого максимума энергию в сеть выдают от соответствующей этому максимуму группы накопителя, после чего ставят ее в режим за-ряда до нового наступления данного максимума, при полном исчезновении напряжения сети производят поочеред« ный разряд всех групп накопителя в сеть.

9 9838

2. Устройство для осуществления спМ соба по п. 1, содержащее сеть трехфазного переменного тока, источник зарядного тока, подключенный входом к сети через силовые контакты первого магнич ного пускателя, катушка котор .го подключена к сети через кнопку управления,,параллельно замыкающему контакту которой подкаочен замыкающий контакт первого магнитного пускателя, преобразо- 1о вательный блок, подключенный выходом к сети через силовые контакты второго магнитного пускателя, первую и вторую аккумуляторные батареи, подключенные соответственно к источнику зарядного тока через контакты первого и второго зарядного контактора, к первому входу.преобразовательного блока одними полюсами через силовой контакт и силовой развязываюший диод, а другими полюсами Zo к другому входу преобразовательного блока через силовой контакт соответственно первого и второго разрядного контактора, блок контроля нагрузки, состоящий из трансформатора тока, к которому под- у5 ключено реле максимально тока и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежнос-ти электроснабжения и экономичности использования аккумуляторных батарей, блок управления выполнен в виде катушек первого и второго зарядного контакторов, катушек первого и второго. разрядного контакторов, катушки второго магнитного пускателя, первого и второго реле контроля напряжения разряда и реле минимального напряжения, причем катушки первого и второго зарядного контактора каждая через соответствую ций размыкающий вспомогательный контакт первого и второго разрядного контактора подключены параллельно катушке первого магнитного пускателя, первое и второе реле контроля напряжения разряда одними выводами подключены к точ85 10 ! кам соединения соответствующих силовых кЬнтактов разрядных кьнтакторов и развязывающих силовых диодов, а обьединенными вторыми выводами — к второму входу преобразовательного блока, первый вывод реле минимального напряжения подключен через два развязывающих диода к двумдругим полюсам аккумуляторных батарей, первый вывод реле мини- мального напряжения через соединенные параллельно первый размыкающий контакт реле максимального тока связан с первым выводом катушки второго магнитного пускателя, первым выводом катушки первого разрядного контактора и, через размыкающий контакт первого реле контроля напряжения разряда — с первым выводом катушки второго разрядного контактора, второй вывод которой через размыкающий с выдержкой времени контакт второго реле контроля напряжения разряда связан со вторым выводом ка I тушки первого разрядного контактора, через размыкающий контакт реле мини-- мального напряжения - с вторым выводом катушки второго магнитного пускателя, и через соединенные параллельно второй размыкающий вспомогательный контакт первого магнитного пускателя и второй замыкающий контакт реле максимального тока — с вторым выводом катушки реле минимального напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Методические рекомендации для оценки возможностей использования вне пиковой электроэнергии в теплоустановках с аккумулированием теплоты. М., ВИЭСХэ 1977, с. 9.

2 Перспективы применения аккумуля» ,торных батарей в качестве источников пиковой мощности в энергосистемах C1UA.

Приложение журнала — Электрические станции, энергохозяйство за рубежом", L977, № 2, с. 22-27.

РЮт

983885

Составитель В. Нехаев

Редактор А. Шандор Техред М.Гергель Корректор Н. Король

Заказ 9944/67 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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