RU2539357C1 - Блок автоматического регулирования вставкой постоянного тока - Google Patents

Блок автоматического регулирования вставкой постоянного тока Download PDF

Info

Publication number
RU2539357C1
RU2539357C1 RU2014106768/07A RU2014106768A RU2539357C1 RU 2539357 C1 RU2539357 C1 RU 2539357C1 RU 2014106768/07 A RU2014106768/07 A RU 2014106768/07A RU 2014106768 A RU2014106768 A RU 2014106768A RU 2539357 C1 RU2539357 C1 RU 2539357C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
input
automatic
output
voltage
Prior art date
Application number
RU2014106768/07A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Александрович Воронин
Наталия Станиславовна Гриценко
Сергей Николаевич Макаровский
Виктор Николаевич Подъячев
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей" "Энергосетьпроект"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей" "Энергосетьпроект" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей" "Энергосетьпроект"
Priority to RU2014106768/07A priority Critical patent/RU2539357C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2539357C1 publication Critical patent/RU2539357C1/ru

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического регулирования вставкой постоянного тока на базе двух ведомых сетью преобразователей напряжения типа СТАТКОМ, управляемых способом широтно-импульсной модуляции (ВПТН). Технический результат заключается в повышении устойчивости работы ВПТН в электропередаче, соединяющей энергосистемы, работающие с разными частотами переменного тока, при аварийных ослаблениях ее электрических связей с энергосистемами путем изменении структуры системы автоматического регулирования режима работы ВПТН. Заявленное изобретения состоит в замене индивидуального регулирования режима работы преобразователей напряжения, образующих вставку в управляемую электропередачу, системой связного регулирования, в которой каждый регулятор управляет одновременно обоими преобразователями, обеспечивая устойчивость работы ВПТН при аварийных ослаблениях электрических связей ее с энергосистемами и при некорректном задании уставки автоматического регулятора мощности, а также исключение необходимости в быстродействующем снижении этой уставки. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического регулирования вставкой постоянного тока на базе двух ведомых сетью преобразователей напряжения типа СТАТКОМ, управляемых способом широтно-импульсной модуляции (далее ВПТН).
Известны предложения по применению ВПТН для передачи мощности постоянным током между энергосистемами и энергоузлами, работающими с разными частотами [Ивакин В.И., Ковалев В.Д., Худяков В.В. Гибкие передачи переменного тока // Электротехника, 1996. - №8].
В настоящее время находится в эксплуатации ВПТН мощностью 36 МВт на границе энергосистем Мексики и штата Техас (США), включенная в межсисистемную электропередачу 138 кВ. Приоритетное назначение ее состоит в регулировании напряжения в дефицитной энергосистеме Техаса. Подобные устройства, выполненные в качестве мобильных установок для питания потребителей и поддержания напряжения в распределительных сетях 135 кВ, используются в США.
Известны случаи использования ВПТН для подключения электродуговых печей [Материалы семинара «Технологии и оборудование АББ для гибких управляемых систем электропередачи переменного тока (FACTS)»]. Находящиеся в эксплуатации известные устройства включены в короткие электрические связи или работают на стационарную выделенную нагрузку.
Недостатками известных предложений по применению ВПТН является отсутствие указаний на способы управления ими при аварийных ситуациях во внешних электрических сетях.
Наиболее близким по технической сущности прототипом является ВПТН, описание которой приведено в статье [Кощеев Л.А., Кучеров Ю.Н., Шлайфштейн В.А. Системные характеристики вставок постоянного тока и компенсаторов реактивной мощности, выполненных на основе преобразователей напряжения // Электронный журнал «Новое в российской электроэнергетике», 2003. - №1]. Данная ВПТН включает два преобразовательных моста на основе транзисторов IGBT с системами внутреннего управления, объединенных по цепям постоянного тока, емкостный накопитель энергии, автоматические регуляторы выпрямленного напряжения и мощности и ряд дополнительных элементов для связи вставки с цепями переменного тока. Один из преобразовательных мостов управляется регулятором выпрямленного напряжения на накопителе энергии, а второй мост - регулятором активной мощности, передаваемой через ВПТН. В статье рассматриваются, в частности, условия нарушения устойчивой работы ВПТН при аварийных ослаблениях ее электрических связей с энергосистемами. В качестве мероприятий для повышения устойчивости работы ВПТН рекомендуются: быстродействующее снижение у ставки регулятора мощности и ограничение диапазона изменения сигнала на его выходе. Однако это ограничение не снимает полностью проблемы нарушения устойчивости ВПТН, что и отмечается в указанной статье.
Цель настоящего изобретения состоит в повышении устойчивости работы ВПТН в электропередаче, соединяющей энергосистемы, работающие с разными частотами переменного тока, при аварийных ослаблениях ее электрических связей с энергосистемами путем изменения структуры системы автоматического регулирования режима работы ВПТН.
Указанная цель достигается тем, что в блок автоматического регулирования вставкой постоянного тока, соединяющей через первый и второй участки электропередачи первую и вторую энергосистемы и содержащей первый и второй преобразователи напряжения с системами внутреннего управления, емкостный накопитель энергии, измеритель выпрямленного напряжения и тока, измеритель мощности, автоматический регулятор выпрямленного напряжения и автоматический регулятор мощности, причем выход переменного тока первого преобразователя напряжения через первый участок электропередачи соединен с первой энергосистемой, выход постоянного тока первого преобразователя напряжения соединен с первым входом емкостного накопителя энергии, выход которого через измеритель выпрямленного напряжения и тока соединен с первым и вторым входами автоматического регулятора выпрямленного напряжения, к третьему входу которого подключен сигнал уставки выпрямленного напряжения, второй вход емкостного накопителя энергии соединен с выходом постоянного тока второго преобразователя напряжения, выход переменного тока которого через второй участок электропередачи соединен со второй энергосистемой и через измеритель мощности соединен с первым входом автоматического регулятора мощности, ко второму входу которого подключен сигнал уставки мощности, введен сумматор с двумя входами и блок разности с положительным и отрицательным входами, причем выход автоматического регулятора выпрямленного напряжения соединен с одним из входов сумматора и с положительным входом блока разности, выход которого соединен с входом системы внутреннего управления первого преобразователя напряжения, выход автоматического регулятора мощности соединен с отрицательным входом блока разности и со вторым входом сумматора, выход которого соединен со входом системы внутреннего управления второго преобразователя напряжения.
На фигуре 1 показана схема блока автоматического регулирования ВПТН, соединяющей через первый (1) и второй (2) участки электропередачи первую (ЭС-1) и вторую (ЭС-2) энергосистемы и содержащей первый (3) и второй (4) преобразователи напряжения с системами внутреннего управления, емкостный накопитель энергии (5), измеритель выпрямленного напряжения и тока (6), измеритель мощности (7), автоматический регулятор выпрямленного напряжения (8) и автоматический регулятор мощности (9).
Выход переменного тока первого преобразователя напряжения (3) через первый участок электропередачи (1) соединен с первой энергосистемой (ЭС-1). Выход постоянного тока первого преобразователя напряжения (3) соединен с первым входом емкостного накопителя энергии (5), выход которого через измеритель выпрямленного напряжения и тока (6) соединен с первым и вторым входами автоматического регулятора выпрямленного напряжения (8), к третьему входу которого подключен сигнал уставки выпрямленного напряжения Ud0.
Второй вход емкостного накопителя энергии (5) соединен с выходом постоянного тока второго преобразователя напряжения (4), выход переменного тока которого через второй участок электропередачи (2) соединен со второй энергосистемой (ЭС-2) и через измеритель мощности (7) соединен с первым входом автоматического регулятора мощности (9), ко второму входу которого подключен сигнал уставки мощности (Р0).
В устройство введены сумматор (10) с двумя входами и блок разности (11) с отрицательным и положительным входами.
Выход автоматического регулятора выпрямленного напряжения (8) соединен с одним из входов сумматора (10) и с положительным входом блока разности (11), выход сумматора (10) соединен с входом системы внутреннего управления второго преобразователя напряжения (4), выход блока разности (11) соединен с входом системы внутреннего управления первого преобразователя напряжения (3). Выход автоматического регулятора мощности (9) соединен с отрицательным входом блока разности (11) и со вторым входом сумматора (10).
ВПТН может рассматриваться как совокупность двух взаимосвязанных по активной мощности генераторов, регулируемых по амплитуде и фазе э.д.с.
Figure 00000001
и
Figure 00000002
промышленной частоты за сопротивлениями дополнительных элементов, предназначенных для связи вставки с цепями переменного тока. Таким образом, по концам первого участка электропередачи (1) оказываются подключенными эквивалентная э.д.с. первой энергосистемы (ЭС-1)
Figure 00000003
и э.д.с. первого преобразователя напряжения (3)
Figure 00000004
. По концам второго участка электропередачи (2) будут подключены эквивалентная э.д.с. второй энергосистемы (ЭС-2)
Figure 00000005
и э.д.с. второго преобразователя напряжения (4)
Figure 00000006
.
В установившемся режиме электропередачи разности фаз э.д.с по концам образующих ее участков (1 и 2) равны по абсолютной величине: Δδ1=δ1-δП1=Δδ2=δ2-δП2. Равенство этих углов обусловлено динамическим равновесием притока энергии в емкостный накопитель энергии (5) из одной энергосистемы через соответствующий преобразователь напряжения (3 или 4) и оттока энергии в другую энергосистему через другой преобразователь напряжения (4 или 3). При этом выпрямленное напряжение на емкостном накопителе энергии (5) поддерживается на уровне уставки Ud0 автоматического регулятора выпрямленного напряжения (8).
Изменение, по какой-либо причине, фаз э.д.с. энергосистем нарушает баланс энергии в емкостном накопителе энергии (5). Вследствие этого изменяется величина выпрямленного напряжения Ud, что приводит в действие автоматический регулятор выпрямленного напряжения (8). Сигнал с выхода автоматического регулятора выпрямленного напряжения (8) поступает одновременно на один из входов сумматора (10) и на положительный вход блока разности (11). Сигналы с выходов сумматора (10) и блока разности (11), поступая на входы систем внутреннего управления первого (3) и второго (4) преобразователей напряжения, поворачивают фазы э.д.с. преобразователей напряжения (3 и 4) в одном направлении до восстановления заданного уровня напряжения Ud=Ud0. Одновременно восстанавливается баланс энергии в накопителе энергии (5), но изменяется величина передаваемой через ВПТН активной мощности: Р≠Р0. Это приводит в действие автоматический регулятор мощности (9), сигнал с выхода которого поступает одновременно на второй вход сумматора (10) и на отрицательный вход блока разности (11). При этом сигнал, поступающий на положительный вход блока разности (11), восстанавливает заданную величину активной мощности, передаваемой через ВПТН. Сигнал, поступающий с выхода автоматического регулятора мощности (9) на второй вход сумматора (10), складываясь с сигналом, поступающим с выхода автоматического регулятора выпрямленного напряжения (8), участвует в коррекции величины выпрямленного напряжения.
Для обеспечения устойчивой работы блока автоматического регулирования ВПТН быстродействие автоматического регулятора выпрямленного напряжения (8) должно на порядок превышать быстродействие автоматического регулятора мощности (9).
Наличие в блоке автоматического регулирования ВПТН сумматора с двумя входами и блока разности с положительным и отрицательным входами позволяет: обеспечить устойчивость работы ВПТН при аварийных ослаблениях электрических связей ее с энергосистемами и при некорректном задании уставки автоматического регулятора мощности, а также исключить необходимость в быстродействующем снижении этой уставки.

Claims (1)

  1. Блок автоматического регулирования вставкой постоянного тока, соединяющей через первый и второй участки электропередачи первую и вторую энергосистемы и содержащей первый и второй преобразователи напряжения с системами внутреннего управления, емкостный накопитель энергии, измеритель выпрямленного напряжения и тока, измеритель мощности, автоматический регулятор выпрямленного напряжения и автоматический регулятор мощности, причем выход переменного тока первого преобразователя напряжения через первый участок электропередачи соединен с первой энергосистемой, выход постоянного тока первого преобразователя напряжения соединен с первым входом емкостного накопителя энергии, выход которого через измеритель выпрямленного напряжения и тока соединен с первым и вторым входами автоматического регулятора выпрямленного напряжения, к третьему входу которого подключен сигнал уставки выпрямленного напряжения, второй вход емкостного накопителя энергии соединен с выходом постоянного тока второго преобразователя напряжения, выход переменного тока которого через второй участок электропередачи соединен со второй энергосистемой и через измеритель мощности соединен с первым входом автоматического регулятора мощности, ко второму входу которого подключен сигнал уставки мощности, отличающийся тем, что дополнительно содержит сумматор с двумя входами и блок разности с положительным и отрицательным входами, причем выход автоматического регулятора выпрямленного напряжения соединен с одним из входов сумматора и с положительным входом блока разности, выход которого соединен с входом системы внутреннего управления первого преобразователя напряжения, выход автоматического регулятора мощности соединен с отрицательным входом блока разности и со вторым входом сумматора, выход которого соединен со входом системы внутреннего управления второго преобразователя напряжения.
RU2014106768/07A 2014-02-24 2014-02-24 Блок автоматического регулирования вставкой постоянного тока RU2539357C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014106768/07A RU2539357C1 (ru) 2014-02-24 2014-02-24 Блок автоматического регулирования вставкой постоянного тока

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014106768/07A RU2539357C1 (ru) 2014-02-24 2014-02-24 Блок автоматического регулирования вставкой постоянного тока

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2539357C1 true RU2539357C1 (ru) 2015-01-20

Family

ID=53288496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014106768/07A RU2539357C1 (ru) 2014-02-24 2014-02-24 Блок автоматического регулирования вставкой постоянного тока

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2539357C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2647146A1 (de) * 1975-10-20 1977-04-28 Ibm Spannungsregler
SU1758765A1 (ru) * 1989-11-22 1992-08-30 Кировский Политехнический Институт Способ автоматического регулировани перетока мощности между двум энергосистемами
RU2361264C2 (ru) * 2007-04-20 2009-07-10 Александр Николаевич Богачев Способ регулирования напряжения переменного тока
RU2394327C1 (ru) * 2009-05-29 2010-07-10 Открытое Акционерное Общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей" ОАО "Институт "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ" Способ управления мощностью вставки постоянного тока

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2647146A1 (de) * 1975-10-20 1977-04-28 Ibm Spannungsregler
SU1758765A1 (ru) * 1989-11-22 1992-08-30 Кировский Политехнический Институт Способ автоматического регулировани перетока мощности между двум энергосистемами
RU2361264C2 (ru) * 2007-04-20 2009-07-10 Александр Николаевич Богачев Способ регулирования напряжения переменного тока
RU2394327C1 (ru) * 2009-05-29 2010-07-10 Открытое Акционерное Общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей" ОАО "Институт "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ" Способ управления мощностью вставки постоянного тока

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОЩЕЕВ Л.А. и др., Системные характеристики вставок постоянного тока и компенсаторов реактивной мощности, выполненных на основе преобракзователей напряжения, Электронный журнал "Новое в российской электроэнергетике", 2003, N 1. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6400585B2 (en) Method and control system for voltage control at a converter station
EP2678914B1 (en) System and method for power sharing front-end converters without communication link in a modular-stacked dc transmission system
WO2013008413A1 (ja) 複合発電システム向け電力変換装置
CN105552946B (zh) 一种柔性环网控制器的直流电压控制方法及其控制***
CN105244902A (zh) 多端柔性直流输电***的直流电压斜率控制方法及***
CN105337335B (zh) 针对多个电池匹配放电结束的***和方法
US10199825B2 (en) Control of a microgrid
AU2022263566A1 (en) Load Balancing
CN104836455A (zh) 一种配电网电力电子变压器及其控制方法
RU2539357C1 (ru) Блок автоматического регулирования вставкой постоянного тока
KR20130124228A (ko) 제1 및 제2 파워 서플라이 장치를 갖는 파워 서플라이 시스템
RU2394327C1 (ru) Способ управления мощностью вставки постоянного тока
KR101318960B1 (ko) 무정전전원장치 및 이의 제어 방법
Mousavi et al. Performance evaluation of an angle droop—based power sharing algorithm for an inverter-dominated power system
CN111788755A (zh) 连接子电网与交流电压网的设备及调节电功率的方法
KR20140043987A (ko) 신재생 에너지 연계 전력 시스템
RU2689776C1 (ru) Способ динамической компенсации искажения напряжения
Plihal et al. A study on the implementation of HVDC for Power system interconnection
EP3930131A1 (en) Dc electric power network system, dc/dc converter device, and method for controlling same
JP5109484B2 (ja) 発電システム
RU161102U1 (ru) Трехфазный активный выпрямитель напряжения
RU2669359C1 (ru) Стабилизатор-регулятор фазы и величины напряжения переменного тока
RU2724982C1 (ru) Способ управления электроприводом переменного тока
US11121640B2 (en) Systems, methods, and apparatus for controlling a voltage source converter
US11728744B2 (en) Voltage source converter for use in power transmission networks

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180225