способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы
Классы МПК: | H02H3/48 реагирующие на потерю синхронности |
Автор(ы): | Якимец И.В., Ваганов А.Б., Глускин И.З., Купчиков Т.В. |
Патентообладатель(и): | ОАО "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-12-28 публикация патента:
27.04.2000 |
Изобретение может быть использовано в мероприятиях противоаварийного управления энергосистемами при возникновении асинхронного режима. Используется способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, согласно которому измеряют напряжение в узле примыкания ветвей эквивалентных генераторов и токи в указанных ветвях, преобразуют измеренные величины в ортогональные составляющие, определяют комплексы ЭДС эквивалентных генераторов, сравнивают разность фаз ЭДС с уставкой и при превышении уставки формируют сигнал на деление энергосистемы. Дополнительно формируются две пары ветвей с эквивалентными генераторами, разность фаз ЭДС которых меньше уставки, определяют для каждой из указанных пар коэффициенты устойчивости, сравнивают коэффициенты устойчивости двух пар ветвей с эквивалентными генераторами и сохраняют в работе связь между генераторами пары ветвей, имеющей наибольший коэффициент устойчивости, формируя сигнал на отделение от энергосистемы ветви с третьим эквивалентным генератором. Технический результат - расширение функциональных возможностей автоматики выявления и ликвидации асинхронного режима путем прогнозирования развития аварии для возможных вариантов разделения энергосистемы и селективного деления ее на динамически устойчивые части. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы путем измерения напряжения в узле примыкания ветвей эквивалентных генераторов и токов в указанных ветвях, преобразования измеренных величин в их ортогональные составляющие, определения комплексов ЭДС эквивалентных генераторов, сравнения разности фаз ЭДС с уставкой и формирования сигнала на деление энергосистемы, отличающийся тем, что при превышении одной из трех разностей фаз ЭДС эквивалентных генераторов величины уставки формируют две пары ветвей с эквивалентными генераторами, разность фаз ЭДС которых меньше уставки, определяют для каждой их указанных пар коэффициент устойчивости в виде![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148289/2148289-7t.gif)
где Pгik - амплитуда взаимной мощности эквивалентных генераторов в ветвях i и k;
PTik - мощность эквивалентной турбины генераторов в ветвях i и k;
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148017/948.gif)
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148017/948.gif)
сравнивают коэффициенты устойчивости двух пар ветвей с эквивалентными генераторами и сохраняют в работе связь между генераторами пары ветвей, имеющей наибольший коэффициент устойчивости, формируя сигнал на отделение от энергосистемы ветви с третьим эквивалентным генератором.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к электротехнике, а именно к системной автоматике, и может быть использовано в мероприятиях противоаварийного управления энергосистемами при возникновении асинхронного режима. Локализация и прекращение асинхронного режима при возникновении его в одной из частей электроэнергетической системы сложной структуры является одной из важнейших задач противоаварийного управления, поскольку развитие этого режима может привести к нарушению устойчивости всего энергообъединения. В эксплуатации энергосистем неоднократно возникали ситуации многомашинного асинхронного режима, причем наиболее часто фиксировалось существование трех средних частот. В данном случае к наиболее тяжелым последствиям приводит не селективное деление энергосистемы, сопровождающееся дальнейшим развитием аварии в ее разделившихся частях. Известен способ выявления асинхронного режима на основе косвенного определения взаимного угла между векторами ЭДС двух асинхронно работающих эквивалентных генераторов энергосистемы (1). Определяющие взаимный угол косвенные параметры - ток, напряжение, полное сопротивление - непригодны для однозначного и точного определения максимального критического значения этого угла, поскольку в его окрестности они проходят свои экстремальные значения. Кроме того, использование косвенных параметров при определении взаимного угла между ЭДС возможно только при работе энергосистемы в двухмашинном асинхронном режиме в связи со сложной зависимостью напряжения и взаимной мощности от положения роторов нескольких (более двух) эквивалентных генераторов. Известен наиболее близкий к предлагаемому способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, согласно которому измеряют напряжение в узле примыкания ветвей эквивалентных генераторов и токи в указанных ветвях, преобразуют измеренные величины в ортогональные составляющие, определяют комплексы ЭДС эквивалентных генераторов, сравнивают разность фаз ЭДС с уставкой и при превышении уставки формируют сигнал на деление энергосистемы. Известный способ не позволяет селективно ликвидировать многомашинный асинхронный режим, поскольку не прогнозирует дальнейшее развитие аварии в разделившихся частях энергосистемы. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей автоматики выявления и ликвидации асинхронного режима путем прогнозирования развития аварии для возможных вариантов разделения энергосистемы и селективного деления ее на динамически устойчивые части, а также прогноза успешности ресинхронизации. Поставленная цель достигается тем, что известный способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима, включающий в себя измерение напряжения в узле примыкания ветвей эквивалентных генераторов и токов в указанных ветвях, преобразование измеренных величин в их ортогональные составляющие, определение комплексов ЭДС, сравнение разности фаз ЭДС с уставкой и формирование сигнала на деление энергосистемы, в аварийном режиме на динамически устойчивые части: при превышении одной из трех разностей фаз ЭДС эквивалентных генераторов величины уставки формируют две пары ветвей с эквивалентными генераторами, разность фаз, ЭДС которых меньше уставки, определяют для каждой из указанных пар коэффициенты устойчивости, сравнивают коэффициенты устойчивости двух пар ветвей с эквивалентными генераторами и сохраняют в работе связь между генераторами пары ветвей, имеющей наибольший коэффициент устойчивости, формируя сигнал на отделение от энергосистемы ветви с третьим эквивалентным генератором. В качестве коэффициента устойчивости предлагается использовать соотношение, получаемое при решении уравнений движения двухмашинной системы при условии пренебрежения активными сопротивлениями межсистемных электропередач и демпфирующими факторами![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148289/2148289-2t.gif)
где
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148017/948.gif)
PГik - амплитуда взаимной мощности эквивалентных генераторов в ветвях i и k;
PTik - мощность эквивалентной турбины генераторов в ветвях i и k,
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148017/948.gif)
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148017/948.gif)
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148289/2148289-3t.gif)
где Ei, Ek - комплексы ЭДС эквивалентных генераторов в ветвях i и k, определяемые при выполнении взаимных действий, согласно предлагаемому способу;
Yik - модуль взаимной проводимости ветвей i и k при условии отделения третьего генератора, являющийся параметром исходного доаварийного режима. Мощность эквивалентной турбины генераторов в ветвях i и k определяется в виде
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148289/2148289-4t.gif)
где PT, Pj - мощность турбины и приведенные к базисной мощности постоянные инерции эквивалентных генераторов, являющиеся параметрами исходного доаварийного режима;
Pii, Pkk - собственные мощности в ветвях i и k после отделения третьего генератора.
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148289/2148289-5t.gif)
где Yii, Ykk - модули собственных проводимостей ветвей i и k;
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148122/981.gif)
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148017/945.gif)
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148190/176.gif)
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148122/981.gif)
На фиг. 1 приведена схема трехмашинной энергосистемы, а на фиг. 2 - векторная диаграмма ЭДС генераторов, поясняющие реализацию изложенного способа. В схеме на фиг. 1 нагрузка энергосистемы разнесена к точкам приложения ЭДС генераторов, отождествляя тем самым собственную мощность генераторов со значениями их местной нагрузки. На фигурах приняты следующие обозначения:
- 1, 2, 3 - эквивалентные генераторы, соответствующие трем частям энергосистемы в асинхронном режиме;
- 4, 5, 6 - собственные мощности их местной нагрузки;
- 7, 8, 9 - сопротивления Zl, Z2, Z3 ветвей с эквивалентными генераторами;
- 10, 11, 12 - выключатели ветвей, действующие по сигналу делительной автоматики 13. Фиксированными параметрами при реализации способа являются номинальные мощности генераторов Pном, мощности турбин Pт, а также собственные и взаимные проводимости пар ветвей Yii, Yik, соответствующие условиям предаварийного режима. По измеренным токам ветвей и напряжению U в узле включения делительной автоматики 13 рассчитываются комплексы ЭДС эквивалентных генераторов
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148289/2148289-6t.gif)
и определяется разность их фаз
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148017/948.gif)
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148263/977.gif)
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148263/977.gif)
При превышении разностью фаз ЭДС одной из фаз эквивалентных генераторов критического значения (уставки), например
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148017/948.gif)
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148015/8805.gif)
![способ выявления и ликвидации трехмашинного асинхронного режима энергосистемы, патент № 2148289](/images/patents/323/2148190/176.gif)
1. Гоник Я.Е., Иглицкий Е.С. "Автоматика ликвидации асинхронного режима" г. Москва, Энергоатомиздат, 1988. 2. Якимец И. В. , Глускин И.3., Наровлянский В.Р. "Обобщенные способы выявления асинхронного режима энергосистемы." - Электричество, N 11, 1997.
Класс H02H3/48 реагирующие на потерю синхронности