СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КВАЗИСТАТИЧЕСКОГО ОТКЛОНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ПО ДАННЫМ ВЕКТОРНОЙ РЕГИСТРАЦИИ

Полезная модель относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использована в устройствах для обработки результатов регистрации параметров электрического режима на объектах электроэнергетических систем, например, для определения квазистатического отклонения параметров электрического режима при авариях в электроэнергетической системе по данным их векторной регистрации, в частности, для отклонения параметров, которые устанавливаются после завершения реакции регуляторов скорости турбин на небаланс активной мощности, т.е. после окончания действия первичного регулирования частоты.
В настоящее время на объектах электроэнергетических систем установлены цифровые регистраторы параметров переходного режима, результаты измерений которых синхронизированы по времени с помощью спутниковой системы глобального позиционирования (GPS) и объединены в систему мониторинга переходных режимов (СМПР).
Получаемая с помощью СМПР синхронизированная информация может быть использована для количественной оценки параметров переходного режима, например, для определения отклонения параметров, которые устанавливаются после завершения реакции регуляторов скорости турбин на небаланс активной мощности, вызванный отключением крупного энергоблока, или, иными словами, после окончания действия первичного регулирования частоты.
Известно устройство для регистрации параметров переходных процессов изменения напряжения и тока в электрических сетях при авариях, содержащее группу аналоговых датчиков, группу цифровых датчиков, многоканальные первый аналоговый и второй цифровой коммутаторы, формирователь модуля, нуль-орган, источник опорных напряжений, дешифратор, первое, второе и третье оперативные запоминающие устройства, постоянное запоминающее устройство, микроконтроллер, таймер, первый - четвертый одноканальные аналоговые коммутаторы, аналого-цифровой преобразователь, первый и второй аналоговые компараторы, регистр, первый - пятый счетчики, первый - третий триггеры, элемент И-НЕ, первый - пятый элементы И, первый - четвертый элементы ИЛИ, первый - шестнадцатый одновибраторы, числовой компаратор и генератор тактовых импульсов [RU 2376625, C1, G06F 17/40, 20.12.2009].
Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности.
Известно также устройство дистанционного контроля за параметрами тока и напряжения в высоковольтной части электроэнергетических систем, включая контроль за переходными процессами в этих системах, содержащее подключенный к высоковольтной сети высоковольтный измерительный модуль, включающий в себя магнитно-связанный с высоковольтной сетью пассивный преобразователь сетевого тока и/или электрически связанный с высоковольтной сетью пассивный преобразователь сетевого напряжения, при чем, высоковольтный измерительный модуль содержит блок вторичного электропитания, подключенные к блоку вторичного электропитания, магнитно-связанный с высоковольтной сетью низковольтный питающий трансформатор тока и/или электрически связанный с высоковольтной сетью и включенный в цепь пассивного преобразователя сетевого напряжения низковольтный питающий трансформатор напряжения с фильтрующим конденсатором, шунтирующим первичную обмотку, и параллельным ему демпфирующим резистором, активный преобразователь сигналов измерительной информации, соединенный с пассивным преобразователем сетевого тока и/или пассивным преобразователем сетевого напряжения и блоком вторичного электропитания и имеющий радиочастотный и/или оптический выходы для преобразованных сигналов измерительной информации, а пассивный преобразователь сетевого напряжения выполнен в виде последовательно соединенных высоковольтного опорного конденсатора и низковольтного плеча, причем, все элементы высоковольтного измерительного модуля, кроме высоковольтного опорного конденсатора, помещены в электрический экран, соединенный с сетевым проводом через дроссель и параллельный ему демпфирующий резистор [RU 2143165, С1, Н02J 3/00, 20.12.1999].
Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для регистрации параметров переходных режимов в электрических сетях, содержащее группу аналоговых датчиков, группу цифровых датчиков, аналоговый и цифровой коммутаторы, первый-четвертый счетчики, группу оперативных запоминающих устройств, постоянное запоминающее устройство, микроконтроллер, таймер, регистр, аналого-цифровой преобразователь, генератор тактовых импульсов, D-триггеры, первый-четвертый одновибраторы [RU 2402067, С1, G06F 17/40, 20.10.2010].
Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, поскольку при регистрации параметров переходных процессов в системах электроснабжения оно не позволяет, в частности, определить отклонение параметра, которое устанавливается после окончания действия первичного регулирования частоты.
Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее оперативное запоминающее устройство и регистр памяти, введены фильтр нижних частот, вход которого соединен с выходом оперативного запоминающего устройства, блок дифференцирования параметра, вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, блок определения момента времени, соответствующего максимуму модуля производной параметра, вход которого соединен с выходом блока дифференцирования параметра, блок определения начального значения параметра и блок определения конечного значения параметра, первые входы которых соединены с выходом блока определения момента времени, соответствующему максимуму модуля производной параметра, а вторые входы - соединены с выходом фильтра нижних частот, а также блок вычитания, первый и второй входы которого соединены с выходом блока определения начального значения параметра и блока определения конечного значения параметра, соответственно, а выход - соединен со входом регистра памяти.
На чертеже представлены:
на фиг.1 - функциональная схема системы для определения квазистатического отклонения параметров электрического режима в электроэнергетической системе по данным векторной регистрации;
на фиг.2 - графики, поясняющие ее работу.
Система для определения квазистатического отклонения параметров электрического режима в электроэнергетической системе по данным векторной регистрации содержит оперативное запоминающее устройство 1, регистр 2 памяти, фильтр 3 нижних частот, вход которого соединен с выходом оперативного запоминающего устройства 1, блок 4 дифференцирования параметра, вход которого соединен с выходом фильтра 3 нижних частот, блок 5 определения момента времени, соответствующего максимуму модуля производной параметра, вход которого соединен с выходом блока 4 дифференцирования параметра, блок 6 определения начального значения параметра и блок 7 определения конечного значения параметра, первые входы которых соединены с выходом блока 5 определения момента времени, соответствующему максимуму модуля производной параметра, а вторые входы соединены с выходом фильтра 3 нижних частот, а также блок 8 вычитания, первый и второй входы которого соединены с выходом блока 6 определения начального значения параметра и блока 7 определения конечного значения параметра, соответственно, а выход соединен со входом регистра 2 памяти.
Оперативное запоминающие устройство, регистр памяти, блок вычитания и фильтр нижних частот являются стандартными элементами систем обработки измерительной информации.
Помимо этого, система содержит элементы, охарактеризованные на функциональном уровне, и описываемая форма их реализации предполагает использование программируемого (настраиваемого) многофункционального средства, поэтому ниже представляются сведения, подтверждающие возможность выполнения таким средством конкретной предписываемой ему в составе данной системы функции, в том числе, вычислительные алгоритмы и соответствующие математические выражения.
Система для определения квазистатического отклонения параметров электрического режима в электроэнергетической системе по данным векторной регистрации работает следующим образом.
Квазистатическое отклонение параметра - это разница значений параметра электрического режима в исходном режиме и режиме, который устанавливается после завершения реакции регуляторов скорости турбин на небаланс активной мощности и окончания действия первичного регулирования частоты.
Для определения квазистатического отклонения параметров электрического режима результаты измерений параметра, например частоты, в дискретные моменты времени на интервале времени, превышающие длительности переходных процессов, от соответствующих цифровых регистраторов параметров электрического режима, установленных на объектах электроэнергетической системы, записываются в оперативное запоминающее устройство 1, информационный вход которого является входом результатов измерения параметра. Каждый результат измерений характеризуется значением параметра d и моментом времени t, которому оно соответствует, т.е. производится векторная регистрация параметра, как в области его значений, так и во времени.
Фильтр 3 нижних частот сглаживает результаты измерений параметра d с целью устранения искажений, вызванных шумами и ошибками измерений, а блок 4 дифференцирования формирует производную сглаженных значения параметра, причем, и фильтрация, и дифференцирование производятся с сохранение привязки к моментам времени t.
0
min
В блоке 5 производится определение максимального модуля производной параметра d и соответствующий ей момент времени t. Это позволяет в блоке 6, постепенно уменьшая t, определить момент времени, при котором производная, изменив знак, впервые достигает экстремума, что позволяет определить «начальное» значение параметра, равное d.
max
Аналогично, в блоке 7, постепенно увеличивая t, производится определение моментов, при которых производная достигает экстремума после изменения знака производной. Фиксируя значение параметра в этих точках до тех пор, пока модули экстремумов не начнут увеличиваться, определяется «конечное» значение параметра d, равное среднему от зафиксированных значений.
max
min
Квазистатическое отклонение параметра, равное d-d, определяется в блоке 8 вычитания и сохраняется в регистре 2 памяти.
max
min
Таким образом, благодаря усовершенствованию известного устройства, достигается требуемый технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей, поскольку в предложенном устройстве определяется не только параметры переходного процесса, но и квазистатическое отклонение параметра d-d, что позволяет на основе анализа аварийных ситуаций производить исследование динамических свойств электроэнергетической системы с учетом этих данных.