Спосіб регулювання режиму роботи електроенергетичної системи

Спосіб регулювання режиму роботи електроенергетичної системи, який включає вимірювання величини напруги в контрольованих вузлах електричної мережі, вимірювання струмів в перерізах та частоти в системі, визначення чутливості параметрів режиму роботи системи до зміни вузлових потужностей формування сигналу, пропорційного до економічного збитку від роботи системи до зміни вузлових потужностей, додавання його з сигналом, пропорційним до збитків від відхилення перетоків потужностей по контрольованих перерізах, при цьому отриманий сигнал порівнюють із сигналом, пропорційним до величини допустимих, економічно обґрунтованих збитків, обумовлених властивостями та технологічними умовами роботи електричної мережі, який є уставкою регулювання, враховують коефіцієнт якості функціонування регулятора під напругою та визначають коефіцієнт втрат за виразом: 2 Корисна модель відноситься до області електротехніки і може знайти застосування в автоматичних засобах оперативного управління режимами енергосистем в режимі реального часу. Відомий спосіб управління режимом роботи електроенергетичної системи (EEC) (Котов И.А. Оперативная интеллектуальная поддержка решений диспетчера энергообъеденения. - Дисс. канд. техн. наук. - Киев, 1994. - 248с.), який здійснює 3 регулювання перетоками потужностей по гілках схеми основної електричної мережі EEC у відповідності з певними продукційними правилами обробки вхідних сигналів та порівнянні останніх з уставками припустимих та необхідних перетоків потужності. В цьому способі вимірюють величини напруг у контрольних вузлах навантаження та величини струмів на контрольних ділянках, перетворюють ці сигнали в величини потужностей, які перетікають по мережі, порівнюють ці сигнали з уставками припустимих та необхідних перетоків та визначають склад керуючих впливів на схему основної мережі контрольованого EEC. Недоліком такого способу є низька точність, значна похибка отриманих результатів через неврахування динамічних параметрів енергетичної системи під час її функціонування в режимі реального часу. Відомий спосіб регулювання режиму роботи енергооб'єднання (патент України №50434А, М.кл. МПК8 H02J3/24 Бюл. №10, 2002р.) здійснює регулювання режиму на основі вимірювання величини напруги в контрольованих вузлах електричної мережі, вимірювання струмів в перерізах та частоти в системі, визначення чутливості параметрів режиму роботи системи до зміни вузлових потужностей формування сигналу, пропорційного до економічного збитку від роботи системи до зміни вузлових потужностей, додавання його з сигналом, пропорційним до збитків від відхилення перетоків потужностей по контрольованих перерізах порівнюють отриманий сигнал із сигналом, пропорційним до величини допустимих, економічно обґрунтованих збитків, обумовлених властивостями та технологічними умовами роботи електричної мережі, який є уставкою регулювання, та формування сигналів на зміну структури електричної мережі EEC в залежності від цього порівняння. Головним недоліком такого способу є неврахування того, що складовими частинами умов, в яких іноді доводиться приймати оптимальні рішення, є неточність та невизначеність вхідної інформації, неадекватність реального технічного стану об'єкта розрахунковому, обмеження часу генерації керуючих впливів, що призводить до низької точності регулювання. Найбільш близьким є спосіб регулювання режиму роботи електроенергетичної системи (патент України №29420U, М.кл. H02J3/24 Бюл. №10, 2008р.). Спосіб регулювання режиму роботи EEC, який включає вимірювання величини напруги в контрольованих вузлах електричної мережі, вимірювання струмів в перерізах та частоти в системі, визначення чутливості параметрів режиму роботи системи до зміни вузлових потужностей формування сигналу, пропорційного до економічного збитку від роботи системи до зміни вузлових потужностей, додавання його з сигналом, пропорційним до збитків від відхилення перетоків потужностей по контрольованих перерізах порівнюють отриманий сигнал із сигналом, пропорційним до величини допустимих, економічно обґрунтованих збитків, обумовлених властивостями та технологічними умовами роботи електричної мережі, який є устав 51198 4 кою регулювання, та формування сигналів на зміну структури електричної мережі EEC в залежності від цього порівняння та одночасно контролюють коефіцієнт якості функціонування регулятора під напругою (РПН), який визначається за формулою: kяк·ф.m i=a1·kвтрат+a2·kpec де i - порядковий номер трансформаторів в системі; а1, a2 - вагові коефіцієнти. Коефіцієнт втрат знаходять за виразом: неопт k втрат опт опт де неопт - зростання втрат потужності внаслідок відмов в роботі трансформатора. Коефіцієнт залишкового ресурсу визначається за виразом: n2 n1 n2 n1 - це кількість потрібних перемикань регулятора під напругою трансформатора; n2 - це залишкова кількість гарантованих заводом перемикань регулятора під напругою трансформатора; k1 - це коефіцієнт ресурсу без врахування кількості потрібних перемикань регулятора під напругою трансформатора та залишкової кількості гарантованих заводом перемикань регулятора під напругою трансформатора. Недоліком такого способу є низька точність регулювання за рахунок неврахування відносної вартості перемикань під напругою трансформатора при визначенні коефіцієнта якості функціонування та адекватності вхідних даних, що приводить до формування помилкових керуючих впливів, що в свою чергу збільшують втрати потужності. В основу корисної моделі покладено задачу створення способу регулювання режиму роботи EEC, який шляхом формування сигналу пропорційного до величини сумарних збитків від недовідпуску електроенергії кінцевим споживачам, спричинених виникненням та поширенням по системі аварійних збурень надзвичайного характеру, та порівняння цього сигналу із сигналом, пропорційним до величини обґрунтованих збитків, обумовлених властивостями та технологічними умовами роботи електричної мережі, дає можливість мінімізувати збитки від порушення нормального режиму роботи EEC, що приводить до підвищення точності регулювання. Поставлена задача вирішується тим, що в способі регулювання режиму роботи EEC, який включає вимірювання величини напруги в контрольованих вузлах електричної мережі, вимірювання струмів в перерізах та частоти в системі, визначення чутливості параметрів режиму роботи системи до зміни вузлових потужностей формування сигналу, пропорційного до економічного збитку від роботи системи до зміни вузлових потужностей, додавання його з сигналом, пропорційним до збитків від відхилення перетоків потужностей по контрольованих перерізах, при цьому отриманий сигнал порівнюють із сигналом, пропорційним до величини допустимих, економічно обґрунтованих k pec k1 1 5 51198 збитків, обумовлених властивостями та технологічними умовами роботи електричної мережі, який є уставкою регулювання, враховують коефіцієнт якості функціонування РПН, та визначають коефіцієнт втрат за виразом: неопт k втрат де опт (1) опт неопт - втрати потужності внаслідок від мов в роботі трансформатора; опт - втрати потужності в оптимальному режимі, і коефіцієнт залишкового ресурсу, який визначається за формулою, n2 n1 (2) n2 n1 - кількість потрібних перемикань регулятора під напругою трансформатора; n2 - залишкова кількість гарантованих заводом перемикань регулятора під напругою трансформатора; k1 - це коефіцієнт ресурсу без врахування кількості потрібних перемикань регулятора під напругою трансформатора та залишкової кількості гарантованих заводом перемикань РПН трансформатора який визначається за формулою: n2 (3) k1 nгар nгар - гарантована заводом кількість перемикань; формують сигнал на зміну структури електричної мережі електроенергетичної системи в залежності від цього порівняння, визначають коефіцієнт якості функціонування за виразом: kяк.ф.=kвтрат·kрес·kвід.варт.перем. (4) та коефіцієнт відносної вартості перемикань, який знаходять за виразом: k pec k1 1 кап.ремонту k від.варт.перем. nрем. тр n1 (5) nгар де Втр. - вартість нового і-того трансформатора; nгар. - гарантована заводом кількість перемикань; Вкап.ремонту - вартість капітального ремонту; nрем. - можлива кількість перемикань після ремонту; а також одночасно контролюють адекватність вхідної інформації: значення потужності в вузлах, для розрахунків параметрів режиму EEC. Відрізняється тим, що контролюють адекватність вхідної інформації по балансу потужностей і струмів. Спосіб здійснюється наступним чином: 1. При визначенні швидкості відхилення напруги сигнал з вимірювального органу надходить до диференціального органу, вихідний сигнал якого пропорційний швидкості зміни напруги в контрольованих вузлах системи. 2. При визначенні швидкості відхилення струму сигнал з вимірювального органу надходить до диференціального органу, вихідний сигнал якого пропорційний швидкості зміни струму в контрольованих вузлах системи. 6 3. При визначенні швидкості відхилення частоти сигнал з вимірювального органу надходить до диференціального органу, вихідний сигнал якого пропорційний швидкості зміни частоти в системі. 4. При визначенні коефіцієнта якості функціонування РПН трансформатора сигнал з диференційних органів, які відповідають за коефіцієнт ресурсу, коефіцієнт втрат і коефіцієнт відносної вартості перемикань до диференціального органу, вихідний сигнал якого пропорційний коефіцієнту якості функціонування РПН трансформатора EEC. При виборі трансформатора з РПН, яким потрібно здійснити керуючий вплив, перевага надається тому трансформатору з РПН, у якого коефіцієнт якості функціонування найвищий. 4.1. При визначенні коефіцієнта ресурсу сигнал з вимірювального органу надходить до диференціального органу, вихідний сигнал якого пропорційний коефіцієнту ресурсу РПН трансформатора. Коефіцієнт ресурсу РПН трансформатора розраховується за формулою (2). 4.2. При визначенні коефіцієнта втрат сигнал з вимірювального органу надходить до диференціального органу, вихідний сигнал якого пропорційний коефіцієнту втрат трансформатора. Коефіцієнт втрат трансформатора розраховується за формулою (1). 4.3. При визначенні коефіцієнта відносної вартості перемикань сигнал з вимірювального органу надходить до диференціального органу, вихідний сигнал якого пропорційний коефіцієнту відносної вартості перемикань РПН трансформатора. Коефіцієнт відносної вартості перемикань РПН трансформатора розраховується за формулою (4). 5. По вихідним сигналам з диференціальних органів визначені швидкості відхилення напруги та визначенні швидкості відхилення струму визначають чутливість режиму електричної мережі до зовнішніх збурень, а саме обчислюється і формується dU сигнал пропорційній частковій похідній , який dS відповідає залежності зміни напруги від вузлової потужності в вузлах схеми мережі. Вихідні сигнали диференціальних органів визначенні швидкості відхилення частоти, визначенні коефіцієнти якості функціонування РПН трансформаторів, перевірені на адекватність вхідні дані, а саме потужності в вузлах, а також сигнал пропорційній частковій поdU хідній , який відповідає залежності зміни наdS пруги від вузлової потужності в вузлах схеми мережі формують сигнал пропорційній частковій df похідній . Сигнал пропорційній частковій похіdS df дній і сигнал пропорційній частковій похідній dS dU сумуються в інтеграторі, вихідний сигнал якоdS го порівнюється з сигналом, пропорційним до величини економічно обґрунтованих параметрів. При невиконанні умови адекватності вхідних даних, пропонується для розрахунку керуючих впливів використовувати відновлені дані. При виконанні 7 51198 умови G≥G0 формується сигнал на зміну режиму роботи EEC, наприклад, сигнал на включення резервної лінії електропередач, або на здійснення перемикання РПН трансформатора. Таким чином, при використанні запропонованого способу забезпечується максимальна ефек Комп’ютерна верстка А. Рябко 8 тивність в процесі пошуку управляючих впливів на режим роботи EEC в умовах надзвичайних ситуацій в режимі реального часу і також забезпечується врахування адекватності вхідної інформації і коефіцієнту якості функціонування регулятора під напругою трансформатора. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601