SU658664A1 - Автоматическа система управлени электроэнергетической системой - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  а автоматическим системам управлени  .электроэнергетическими Системами,(ЭЭС), состс щнми из нескольких электростанций (ЭС), особенно к системам управлени  судовыми. ЭЭС.

Известна автоматическа  ciiCTeftsa управлени 

состо ща  из нескольких

содержаща  пульт управлер.и , комплеК функцгюиальных устройств автсьшт ки в .каждой ЭС, состо щий , iianpHMCp, ИЗ устройств.автоматической синхронизации., автоматического рас1феде..активнь.х нагрузок , автоматического.ввода резервного источника электроэнерг н, автоматического отщпочени  второстепойных потребителей-при перегрузках,.автоматического .запуска и-оста новки источников, электроэн.ергни,. и управл ющее логическое-устройство, осуществл ющее пер.евод ЭЭС в-любое требуемое комтлутационное состо ние в необходимойтехнологической последовательност.и, вход Кото.рого соединен с выходом пульта управленш, а {гыходы - с комплексами функцнональиых устройств автоматйкн Г.

Недостатком этой системы  вл етс  необходимость выбора и задани  оператором требуемого -режима работы ЭЭС при изменени1 нагрузки или .технического состо ни  (исправности) iiCTOMtjHKpa электроэнергии н KOMMXs UHOriMOH ап па ратуры ЭЭС. Выбор ре жима работьРЭЗС if соответствующе го ему коммутаниоиного состо ни  ЭЭС производитс  оператором на основе его интуиции и опыта в р де случаев не йбеспечпвает оптнмизацпи режима по критери м экономичности работы источников электроэнергии, а также технического состойни  источников электроэнергии и коммутационной аппаратуры. Особенно затруднен выбор оптимального режима работы.ЭЭС, имеющих в своем составе четыре и более источников электроэнергии. Кроме тбгй, в аварийных услови х ошибочное решение оператора может привести к полному обесточивакию судовой ЭЭС и, как

следствие, к невозможности использовани  технических средств- И сре.цств обеспечени  судна..

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и экономичности системы в работе .

Это достигаетс  тем, что предложенна  автоматическа  система снабжена логической машиной, состо щей из блока управлени , блока формнрОБаннн сигналов загрузKi истпчми.ков члектроэ ергИИ и заптчзсти св эеГ между с)С, блока формнрованин сигналов iteHcnpaBHOCTH элементов ЭЭС, блока фо|)мирпвй11и  сигналов коммутационного состо ни  33)С, блока питани , блока тактов работы логической М(шины, блоков анализа аварийных ситуац ГЙ, количество которых соответствует числу ЭС, блоков анализа нор-мальных ситуаций, количество которых соответствует числу ЭС, блока заииси сигналов загрузки источкиков электроэвергин и зан тости- св зей между ЭС, блока зЬписи выходных сигналов логической машины. При этом входы блока управлени  соединены с выходами пульта управлени , блока формироцаиий сигналов загрузки источников электроэнергии и зан тости св зей между ЭС, блока формировани  сигналов неисправности элементов ЭЭС, блока формировани  сигналов 1эммутациоиного состо ни  ЭЭС и блока записп- выходиых сигналов логичесKoCs машины. Вв)од блока управлени  соединен со входом бйоКа питани , св заннего с блокомтактов р боты логической маицшы, блоками анализа аварийных ситуаций, блоками анализа нормальных ситуаций, блоком, записи сигналов загрузки и нсточникой.элект . роэнергии.и зан тости ,,св зей между; ЭС. и .блоком записи выходных сигналовлогической машин-ы. Входы . блока формировани  сигналов загрузки источников электроэнергии и зан тости св зей между ЭС соединены с выходами пульта управлени  и 11ен ми обратной св зи; определ ющими соср ние ЭС,а выходы соединены со входами блоков анализа айарийных ситуаци, и блокоЬ анализа нормальных ситуаций. Входы блока формировани  сигналов н исправност элементов ЭЭС соединены с,выходами пульта управлени , управл ющег логического устройства и с цеп ми обратной св зи, определ юилими состо ние ЭС, а выходы его соединены со входами блоков анализа айарийных ситуаций .и блоков анализа нормальных ситуаций. Вйоды блока формировани  сигналов коммутационного состо ни  ЭЭС соединены с цеп ми обратной св зи, определ -: ющими состо ние ЭС, а- выходы его соединены со входами анализа .аварийных ситуаций н блоков анализа нормальных ситуаций. Входы блоков анализа аварийных ситуаций и блоков анализа нормальных ситуаций соединены с. выходам и блока тактов рабсУ -ы логической машины и выходами блока записи сигналов загрузки источников .электроэнергии и зан тости св зей между электростанци ми,, а выходы их соединены со входатми блока записи загрузки источниKOtt электроэнергии н зан тости св зей «ежду ЭС н входами блока записи выходных сигналовлогической машины. Выходы блока записи выходнУх .снгиалоз логической машины соединены со входами управл ющего логического устройствами пульта управлени . Мп С) показана cTpv)(Tvp|i;ic( схема редлолсснкой антоматнчоско; системы упавленнп вместе с объектом vi.pdu.iietiHH .ЭЭС. На чертеже показанм а ггомптичосиа  ситема унравлеин  1, нуль управлегш  2, беснечиваюн|,ий возможность вмен.ательства онератора в работу системы управлени  и отображени  информации о состо нии ЭЭС и самой системы унраилеиии, логическа  машина 3, обеспечивающа  пз основанни вход щей в нее информации выбор оптимального режима работы ЭЭС н выдачу сигналов на реализацию выбранного оптимального режима работы ЭЭС, блок управлени  4, обеспечивающий выдачу сигнала на включение логической машины в случае изменени5 состо  П1  ЭЭС (нагрузки электростанций, технического состо ни  источников элсктроз1 ергии нлн коммутационной апиарлтуры), блок 5 формировани  сигналов загрузк источников электроэнергии, обеспечивающий выдачу в двоичном коде сигналов 6 предполагав емой и текуш.ей , загрузках .электростанций. Блок 6 формиро1зани  снгиалов неисправности элементов ЭЭС обеспечивает выдачу сигналов о неисправности элементов ЭЭС (источников электроэнергии п коммутзц)шнной аппаратуры), блок 7 фсрм1 |) коммутационного состо ни  ЭЭС обеспечивает выдачу сигналов о текущем коммутацио гном состо нии ЭЭС, блок, питани  8 - включение питани  на блоки Э-12 и 13 и отключение пптанн  с этих б.чоков пос. завершени  Выборг, режима работы ЭЭС. Блок 9 тактов работы логической машины 9 обеспечивает выдачу тактовы  сигна .тов, задающих определенную очередность работы блоков аварийных и нормалыгых ситуаций, блоки 10 аизлиза аварийных ситуаций, количество которых соответствует кол честву ЭС, обеспечивают о.ысканпе режима работы ЭЭС, лпквйДйрукь щего аварийную ситуацию. .Блоки 11 анализа нормальных сктуа1.,пП; кг.личество коTjipHx соответствует колнчесгп.у- ЭС, обеспечивают определекце оптп;г;;1.:ил1ого режима работы ЭЭС при Hopiv;a..bHbiA ситуаци х па ЭС. Блок 12 записи выходных спгпалоз фикспрует сигналы о иыбрапиог, рокиме работы . ЭЭС, выдает их Е управл ющее логическое устройство 15 п иуЛьт управлени  2 дл  отображени  информации о аыбраипом j)e: жиме. Бл;ак 13. sanncii сигналов загрузки HCTOUiHJvOB электроэ.чергнн и зап тост  св зей иожду ЭС фиксирует сигиасЗЫ о загруз е .чсточников электрознерпг. и 1 алнчин св .зей между ЭС после ка сдого такта работы логической машины. УпраБЛЯющее лотческое устройство 13 о6еспеч1 зает реализацию выбранного логической машпной режима работь ЭЭС путем выдачи кокаишшк сигналов управлени  Б 1 ео6хад1 мой временной последовательности . Комплексы 15 функциональных устройств автоматики, ка;шчгстЕо которых соответствует числу ЭС,- обеспечпвзют автоматическую сиигСропггзи Ж, airmматическое распределение актнв ыл sarpy; зок между параллельно ргпЗотаюпигмк игточикками электроэирргнн, автоматической вгюд резервных источников злектрозмерИИ, автоматическое отключение второстепенных потребителей при перегрузкл , автом тическ ш запуск и остаповку источпиков электроэнергии . -Электроэнергетическа  система 16  вл етс  объектом управлепи  и состоит из п электростанций 17..

На входы пульта управлени  2 д.л  нпформацни оператора поступают следующие сигналы: котимутациопного состо ни  ЭЭС, загрузки рзботаюи1,их генераторов, неисправности элемеитов ЭЭС из ЭС 17; выбранного режима работы ЭЭС из блока 12 записи выходных сигналов логической машины 3; неисправности элемеитов ЭЭС, про вившейс  в процессе отработки режима, из управ .л ющего логич.еского устрсйства 13.

На входы блока управлени  4 поступают следующие сигналы: выбранного режк: та работы ЭЭС из блока 12; текущей загрузи работающих генераторов, требуемот загрузки ЭЭС и зан тости св зей между ЭС из блока формировани  Сигналов загрузки исTO4ii .;iKOB элвктроэнсргии н зан тости св.зен между ЭС 5; ненсг.равности элементов ЭЭС на б.лока 6 формировани  сигналов неисгфавностей; коммутацнонного состо ни  ЭЭС из блока 7 формировани  сигналов коммута.шюиного состо ни .

На о.ходы блока 5 формировани  сигналов загрузки источников электрознергин и зан тости св зей ме/вду ЭС поступают следующие сиг алы: текущей загрузки работающих генераторов и коммутацнонного. соCTOHHiiH авто.5атнческнх вьис тючателен перемычек между ЭС из электростаниий 17; требуеьшй загрузки ЗЭС из пульта управлени  2 {задаетс  оператором).

На вход блока фор,П ровани  сигналов комг.1утаи оиного состо ни  ЭЭС 7 поступают С 5ГНаЛЫ о KCMl iyTa U OiЛIO S СОСТОЯЯНК

из электростанций 17.

В блок питани  8 подаетс  сигнал о необходнмост ,пк7 юченн  в работу логической NsamsWH из блока унравленгга 4.. Блок питани  8 обеспечивает нитаннем блоки 9-13 и -выдает сигнал-на выработку тактовых импульсов Б блок 9 тактов работы логнческой машины.

На входы блока 10 анализа аварийных ситуаций и анализа нормальных ситуаций 11 поступают сигналы: текущей загрузки работающих генераторов, требуемой Загрузкн ЭЭС.и зан тости между ЭС из блока 5; не справностн элементов ЭЭС нз блока 6; коммутационного состо ни  ЭЭС из блока-7; загрузки генераторов гл зан тости св зей между ЭС , из блока 13 записи снгналов загрузки источников электроэнергии и зан тости св зей между ЭС (формируютс  иос-ле каждого этапа работы логнческой маши-,

НЫ); ТЛКТО -:Ь ИМПу.ЛЬСОП дл  ПОСЛЯЛОПЗТ ЛЬ

иого включени  в работу блокпг И) н ti из блока Э.

На входы блока 12 записи выходных сигналов ..lorHHCc. машшнл и блока 13 5 записи сигналов загрузки источников электрознсртии ( зан тости св зей между ЭС поступают е){гналы о выбранном каждой ЭС и св зей ее с другими ЭС 1:з блоков 10   11.

На вход блак.-i 14 Постуггают сигналы: о выбранного логической машинрй режима работы ЭЭС нз.блока 12; коммутационного состо ни  ЭЭС нз электростанций 17.

, На входы комплексов функцио аль.вых устройств автоматики 15 поступают в определенной временной последовательности снг-- налы из блока 14..

fia входь; нсг олньтель 1Ы.х элеме1гтов ЭС 17 поступают сигналы из комплексов устройств 15, обеспечивающие выполнение выбранного логической машиной режима работы i ЭЭС.

На входы блока 6 формировани  снгналов неисправностей поступают сигнйлы: кенсправности элементов ЭЭС из электростанций 17; неисправности элемеитов ЭЭС, про вившейс  в процессе.отработки режима из , устройства (.4.

Работа системы автоматического управлени  рассматриваетс  дл  случа  выхода из стро  HCTOMintKa электрознергин (авар йна  ситуаци ) и случа  снижени  Harpj sKH e ЭЭС (нормальна  свтуани ).

По сигналу аварийного сост ни  .. нал неиспраБности источника эле1;троэиергни ), ноступающего с ЭС 17, где располо- жен неиспраБНый HCTOHIHIK .электроэнергии, блок 6выдает сигнал в блок 4 и в блек 10, соответствующий электростанции, на/которой ненсарзвеп источник электроэнерпН. Блок управлени  4 выдает сигнал на включение блока П(тзпи  8, который подает напр жен1 е-питани  на блоки 9-13 и выдает s в блок 9- сигнал на запуск генератора тактовых сигь{алов определенной длительности, поступающих в блоки 10 поочеред Ю с первого по П-Ы.Й. При этом включаетс  в работу тот блок 10, на который поданы тактовый сигнал з блока 9 п снгнал о неис правности ксточиика электроэнергии из блока 6. Работающий блок 10 рекуррентным способом отыскпваег оптимальный режим работьг ЭЭС с обхода нещнрарлюго a источи ка электроэнергии на основании сиг 1алов о aarpysse ИСТОЧНИКОЕ электроэнергии, п,ри5год щий из блока 5, и сигналов о комMYTamsoHHOM состо нии ЭЭС, приход щих нз. блока 7.. .

ОтыскиЕание режима работы ЭЭС, лнк видирующего аЕарЕ1Йную ситуац ;ю, з блоке 1C прс:- сходит путем просмотра загрузки нсточккксв электрсзнерги . .:оммутащюнно; го состо ни  ее автоматически ; вы&чючате cn :; iBTf)Ma гич ч:кил rUiUi.iirr:::) г ей с л|) Эс;.

Просмотр ведетс  поошре ио. ЭС. cocejj. с ЭС, в которой еисправный ис1оч П к электроэпорсип.

В результате росмпт)( на . п  актов отыскгшзетс  така  ЭС, на когЛ м ожно сйздать режим рабоп) и cnyri; ее ЭС. имеющей не 1€Прав ;ь Й источипи элокгоэмергии , позволупощие обеспечить э.ле1пт).нергией потребителей этих -ЭС, песмгггр  а отключение неисправного нсточи ка з 1екгоэнергии . Сигналы, характеризуюгцие этот режим и эти св зи, поступают нз работ )щего на .aaiiHOM такте блока 10 в 6ло1-;и 2 и 14, При этом на следугош,их тактах работы логической маоипп; вьЮор режннов работы остальных ЭС и их св зей между собой ведетс  с учетом сигналов. зм(1)пкспроваинкй блоком 14.

После гфохожденп  всех такгоа заботь логической мащниы в блоке 12 4 ксируетс;1 нвйдеЕ1НЫЙ реж).л работы ЗЭС ; вь-щаютск сигналы в ycTjTbftcTBo 13, пульт управланн  2 и блок 4/,. .

Блок 4 выдает сигнал иа отключение блока пгпаии  8 и прекрагцеин  рабогы логической, машины. Устройство 13 вырабатывает командные сигналы управлени , поступающие в комплексы 5 в опре.деЛе) BpeMei-SHQji последовательност) дл  реализации выбранного режима работы Э)С.

В процессе отработки режима работы ЭЭС устройство 14, 3 случае neBi nojiKeHM в ЭЭС какого-либо командного сигнала уиравленп  (иа-зз пеисправпост элемента ЭЭС), прекращает выдачу командных сигналов и выдает сигнал о неиспраспости элемента ЭЭС в блек б, которь Й выдает сигнал в блок 4 ка включение логической машины. в указанном пор дке. Логическа  маил-пш вырабатывает новый режим работы ЭЭС с учетом кенсправностп. этсзо э.лемента.

Рассмотрим случай работы системы при нормальной cKtyaiuiH в ЭЭС, На5 ример, нагрузка ЭЭС сн 35злась до такото урезан. что ее можно обеспечить толькх частью работаюолг х источников, злектроэ -грпп.

По сигналам обратной св зн с ЭЭС о загрузке источников электроэвергки: 5 формирует спгиал об мзыеле ии нагрузки поступающий в блок 4, который включает в работу логическую вазгокну. Блок 4 выдав; сигнал на включение питакн  8, подающий напр жение питани  на-. 9-13 и выдаетв блок 9 спгаал и.: -запуск генератора тактовых CHrsja io определеипой длительности, поступаозцих в блоки 10, И поочередно е первого ио . Блоки 10 не включаютс  в рйбс у, так тк U них не «шсгупают сигналы из блока 5, Блок 11, на который подан тактоокй сигнал , вклкгчаетс  в работу п ведет потуск оптимального режима соответствующей ему ЭС на оеэшзанни сигналов коммутадпопиогп :.-:Tu:: i;it;:, и;м л(;: п :х 3 блока 7 и Chi Iii.ioii загрузки HCT04i(iKOi :)лсктроэнер П; J uiHIifiUI Н(Л1СПТ, i i рН ХОДЯ ЩИ л НЗ ь. П случае аличп  на этой ЭС. гакого загрузки 1 сточн1- 1 ов з,1&ктродиерЧ;;; , при КтЧ)рОМ ИМССТСЯ IU)3MO KHOCTb ОТг:;;к1Ч (ч;п части из них пли отключени  всех м пл п-лючсни  1К)Т|)сбитс-;к:й этой ЭС к исT04;niiia4 3.iCKT ;o3i cprii i других ЭС.

U |;рзу;1ыате выраба1Ч11Еа1Отсн си ч-1алы оч|им льиогО рс)1-сима работь |)ассматрнваеMufi ЭС.. Снгпалы, apaKTejifKnaoiiUic этот , остуг1ают из работа О|цего ч  даннон такте блока И в блоки 12 н 13. При ггсм пз следующих тактах работы лог ческои катины гыбог режимов работы остальных ЭС и их св зей между собой ведетс  t учетом сигналов, зафиксированных блоков 13,

После прохождени  всех тактов работы ,;|огической магиниь п блоке 12 фи с;фуетс  найденный режим работы ЭЭС и выдаютс  сигналы Б устройство 14, нульт управле ;нп 2 и блок 4.

Да,лее система работает так же, как это ofiiicaHo в случае ситуации на

Тзким образом, предложенна  система И гк матическн вырабатывает оптимальный режим работы ЭЭС при разл1 чнь х виен - их 03Myui.aroi4. факторах.

Авт-оматпческа  cfiCTerisa унравлени  электрОЭиергеткческой систерлой. состо вши из еско.ль(нх электроста щий, содержаща  лульт уг;рав,, комплекс функциональных устройств автонатнкн в каждой злектростанн .нн, состонцнй каждый, нанример. нз устройств автоматической синхронизации,  птоматнчеекого рнспределеии  активных на грузок. аито:.,атпческого ввода резервного источника электроэнергии, автоматического отк.люченн  гпоро.степеНных нотреб - те.1ей при перегрузке,.-аатоматического-запуска н остановки источнико) эле трОэнергии, и уп-ранл5 (К1щее логическое Устройство, осуществл ющее перевод электроэнергетической сиc-1-O .ib- в любое.-1-ребуем.ое комиутащшпное спсто чке 3 необходилюй технологической 1юследова ельности, вход которого соеди-. пен с шйходом пульта управлени , а выходы --- с комплексами функциональных )йств автолштики, отличающа с : тем, что, г ценило гшпышеми  надежности н зкснсмнчиостй .электроэнергетической в.работе система сиабжен  лоп ческой машиной, состо И1ей из блока угзравлени , блока формнрова и  си -налоЕ загрузки источников электро-, энергии -н зан трстн св зей ме5кду злектрост; . пи;пми, блока формировани  с Г Тзлов . еисЕравности.элемеитоБ электроэнергетичес кой системы; блока формировани  сигиалов