Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ АДАПТИВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
СПОСОБ АДАПТИВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

СПОСОБ АДАПТИВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в электротехнике для автоматизации настроек регуляторов возбуждения мощных синхронных генераторов. Сущность: способ включает операции измерения параметров стабилизации режима, формирования сигналов управления возбуждением по отклонению и их производных, измерений средних значений высокочастотных колебаний величин сигналов управления возбуждением и сравнений этих сигналов со средним значением низкочастотной составляющей параметра режима для последующей корректировки параметров регулирования возбуждения синхронного генератора. 13 ил., 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2014724
Класс(ы) патента: H02P9/14
Номер заявки: 4882526/07
Дата подачи заявки: 15.11.1990
Дата публикации: 15.06.1994
Заявитель(и): Всероссийский научно-исследовательский институт электромашиностроения
Автор(ы): Романов С.В.
Патентообладатель(и): Романов Сергей Валентинович
Описание изобретения: Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматизации настроек регуляторов возбуждения мощных синхронных генераторов.
Известен способ адаптации автоматических регуляторов возбуждения без пробных воздействий, основанный на методе поиска экстремального значения показателя качества регулирования при поочередном изменении шага поиска вдоль осей настраиваемых коэффициентов регулирования [1].
Недостаток этого способа заключается в большом интервале времени процедуры поиска (порядка нескольких минут) оптимальных значений настраиваемых коэффициентов.
Наиболее близким к сущности изобретения является способ, основанный на измерении параметра стабилизации режима, ограничении полосы пропускания сигнала в области низких и высоких частот, возведении в квадрат периодического сигнала, усреднении сигнала на интервале наблюдения, определении разности усредненных квадратов сигналов в области низких и высоких частот, формировании коэффициентов усиления по отклонению и производной параметра режима [2].
Известный способ позволяет достаточно быстро (за несколько секунд) настраивать коэффициенты регулятора, однако указанный способ не позволяет обеспечить изменение соотношения коэффициентов при изменениях режимов генератора, при указанном способе соотношение коэффициентов регулирования по отклонению и по производной режимного параметра стабилизации выясняется расчетным путем, что требует значительного времени. Поэтому оптимальная настройка регулятора при использовании указанного способа достигается не во всех случаях. За показатель оптимальности настройки принимается качество переходного процесса в регулируемой системе, определяемое по колебаниям величин режимных параметров синхронного генератора.
Целью изобретения является улучшение показателей качества регулирования, во вновь установившихся режимах работы синхронного генератора, когда соотношения настроек коэффициентов Коп и К П задаваемая аналитически становится не оптимальным. Цель изобретения достигается путем измерения средних значений квадратов амплитуд высокочастотных колебаний величин сигналов управления возбуждением по отклонению и производной, сравнения их с сигналом, полученным в результате измерения среднего значения квадрата амплитуды низкочастотных колебаний величины параметра стабилизации режима, формирования сигналов управления.
Последовательность проводимых операций раскрывает функциональная блок-схема, проведенная на фиг. 1, где 1 - измерение параметра П; 2 и 3 - формирование ΔП, П' соответственно; 4 - измерение (П (fн))ср2; 5 - измерение (Коп ΔП(fв))2; 6 - измерение (К1П П'(fв))ср2; 7 - сравнение (П(fн))ср2 и (Коп ΔП(fв))ср2; 8 - сравнение (П (fн))2 и (К1пП'(fв))ср2; 9 и 10 - формирование Коп и К1п соответственно; 11 и 12 - формирование Коп ΔП и К1пП' соответственно; 13 - управление возбуждением Uf по параметрам Коп ΔП и К1пП'; Uг ,Iг и Uf - напряжения, ток статора и напряжение возбуждения синхронного генератора соответственно.
Операции осуществляют следующим образом.
Измеряют параметр П стабилизации режима, формируют отклонение ΔП и производную П' параметра П, измеряют средние значения амплитуд низкочастотных колебаний П и высокочастотный колебаний параметров КопΔП и КП' соответственно, сравнивают среднее значение низкочастотных колебаний П, т. е. (П(fн))ср2 со средними значениями высокочастотных колебаний КопΔП, т.е. (КопΔП(fв))ср2 и К1пП', т.е. (К1пП'(fв))2, формируют сигналы Коп и К1п, формируют сигналы Коп ΔП и К1пП', формируют сигнал Uf управления возбуждением по величинам Коп ΔП и К1пП'.
Способ адаптивного регулирования возбуждения синхронного генератора может быть реализован в устройстве (см. фиг. 2), содержащем фильтр 14 низкой частоты, фильтры 15 и 16 высокой частоты, квадраторы 17-19, сглаживающие фильтры 20-22, интеграторы 23 и 24 и множители 25 и 26.
На фиг. 2 приняты следующие обозначения: f, Δf и f' - частота напряжения генератора, ее отклонение и производная соответственно; Кof и K1f - коэффициенты регулирования по Δf и f' соответственно.
Устройство работает следующим образом.
В фильтр 14 низкой частоты поступает сигнал частоты напряжения генератора f. В фильтрах 15 и 16 высокой частоты приходят сигналы управления по отклонению Кof Δf и производной частоты K1ff'. В квадратор 18 приходит сигнал f (fн) с фильтра низкой частоты. В квадраторы 17 и 19 приходят сигналы Коf Δf(fв) и K1ff'(fв) с фильтров высокой частоты. В сглаживающих фильтрах 20-22 получают средние значения квадратов амплитуд колебаний сигналов Kоf Δf(fв), f(fн) и K1ff'(fв) соответственно, т.е. Dвo=(Kof Δf(fв))ср2 Dв1= (K1ff'(fв))2соответственно, на интеграторы 23 и 24 приходят сигналы суммирующих усилителей, имеющих один инвертирующий, а другой неинвертирующий входы. На инвертирующие входы поступают сигналы Dво=(КofΔf(fв))ср2 и Dв1=(К1ff'(fв))ср2, а на неинвертирующие - сигналы Dн=(f (fн))2.
На выходах интеграторов за период Т формируются сигналы, пропорциональные коэффициентам Кof и К1f2, т.е.
Kof= f(fн) - KofΔf(fв)dt
K1f= f(fн) - K1ffʹ(fв)dt
С выходов интеграторов 23 и 24 сигналы поступают на входы умножителей 25 и 26, на вторые входы которых приходят сигналы Δf и f' соответственно.
Устройство может быть реализовано на операционных усилителях, схема фильтра низкой частоты (ФНЧ) приведена на фиг. 3; фильтра высокой частоты (ФВЧ) - на фиг. 4; квадратора (КВ) - на фиг. 5; умножителя (УМ) - на фиг. 6; сглаживающего фильтра (СФ) - на фиг. 7; интегратора (ИН) - на фиг. 8, где R1...5, С1...5 - сопротивление и емкости; X, Y и Z - входы микросхем.
Числовые значения сопротивлений и емкостей приведены в таблице.
Для ФНЧ, ФВЧ, СФ и интегратора могут быть использованы операционные усилители типа КР 140 УД 20 Б, для квадраторов и умножителей - микросхема КР 525 ПСЧ.
Работу устройства поясняют фиг. 9-13.
На фиг. 9 в координатах Кof, K1f построены границы области устойчивости синхронного генератора. В области устойчивости отмечены точками а, б, в, г настройки Кof, K1f. Точка а отвечает необходимому качеству регулирования. Временные диаграммы работы устройства в этой точке приведены на фиг. 10.
Точки б, в, г взяты в качестве исходных. В этих точках может оказаться настройка вследствие изменения режима синхронного генератора. Временные диаграммы работы устройства при начальных настройках в точках б, в, г и конечной настройке в точке а приведены на фиг. 11-13 соответственно.
Наибольший эффект от применения предлагаемого способа достигается не в номинальных режимах работы синхронного генератора, а тогда, когда область устойчивости и зона максимального демпфирования переходных процессов смещается вверх или вниз "штатного" квадранта настроек регулятора.
Такое состояние возникает в режимах потребления реактивной мощности (режим недовозбуждения) синхронного генератора или в послеаварийных и утяжеленных режимах, когда отключается часть линий электропередач, связывающих станцию с единой энергосистемой.
Применение данного способа позволяет в указанных случаях улучшить качество переходных процессов в системе регулирования возбуждения, что повышает надежность систем регулирования, т.е. является техническим решением, дающим положительный технико-экономический эффект.
Формула изобретения: СПОСОБ АДАПТИВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА, заключающийся в измерении параметра режима, определении отклонения параметра режима и его производной, определении низкочастотной составляющей параметра режима в интервале 0,3 - 1,3 Гц, вычислении квадрата амплитуды низкочастотной составляющей параметра режима и определении ее средней величины, формировании коэффициентов усиления по отклонению и производной параметра режима, умножении коэффициента усиления по отклонению параметра режима на его отклонение для получения первого параметра регулирования возбуждения, умножении коэффициента усиления по производной параметра режима на его производную для получения второго параметра регулирования возбуждения, суммировании полученных величин, регулировании возбуждения синхронного генератора в зависимости от полученной суммы, отличающийся тем, что, с целью улучшения показателей качества регулирования во вновь установившихся режимах работы синхронного генератора, определяют высокочастотные составляющие соответственно первого и второго параметров регулирования возбуждения в интервале 1,3 - 3 Гц, вычисляют квадраты амплитуд указанных величин и определяют их среднее значение, сравнивают среднее значение низкочастотной составляющей параметра режима соответственно со средними значениями высокочастотных составляющих первого и второго параметров регулирования возбуждения, интегрируют каждый результат сравнения, а полученные величины используют для корректировки коэффициентов усиления по отклонению параметра режима и его производной.