Схема группового управления частотой и мощностью на электорстанции

Функциональные структуры автоматических устройств группового управления частотой и активной нагрузкой и группового управления напряжением и реактивной мощностью принципиально одинаковы. Различия между ними состоят лишь в том, что ЦАРЧ — астатический ПИ-регулятор, а ЦАРН — обычно статический ПД-регулятор с малым статизмом ( < 0,01), и в том, что распределение активной мощности между параллельно работающими генераторами, особенно ТЭС, всегда производится по технико-экономическому показателю энергоагрегата — характеристике относительного прироста расхода условного топлива, а реактивной нагрузки — аналоговыми устройствами, как правило, равномерно, т.е. уравнивается, и учитываются лишь такие ограничения, как перевод генератора в режим СК или возврат в генераторный режим. Поэтому для пояснения их действия на рис. 1 приведена только общая функциональная схема автоматической системы регулирования частоты и активной мощности (АСРЧиМ) электростанции как несколько более сложной. Она осуществляет вторичный уровень регулирования (первичный производится, как указывалось, АРЧВ энергоагрегатов).

Автоматическая система содержит ЦАРЧ в общем случае с интегри­рующим измерительным преобразователем изменений частоты, форми­рующим сигнал интегрального отклонения частоты (среднего за время начала и окончания изменения частоты ∆t = t_K — t_H)

δ f =kч ∆ f dt (1.1)

Интегрирующим измерительный преобразователь изменения часто­ты получается подключением к измерительному органу частоты ИОЧ с выходным сигналом в виде постоянного напряжения пропорци­онального отклонению ∆f частоты, активного интегратора АЛ (рис. 1).

Интегральная функция (1.1) целесообразна, поскольку качественно аналогична изменениям нагрузки электроэнергетической системы и мо­жет использоваться для формирования сигнала предписанной мощности Up _np электростанции, если он не передается от АСУ ЭЭС.

Выходной сигнал ИОЧ — напряжение U∆f поступает в усилитель-преобразователь УП релейного действия ЦАРЧ, а выходной сигнал ин­тегратора — напряжение U fи — на вход устройства распределения ак­тивной нагрузки УРАН. Усилитель-преобразователь УП и интегратор AJ2, охваченные функциональной отрицательной обратной связью ФОС в виде апериодического активного ФНЧ, формируют ПИ-алгоритм регулирования, т.е. обеспечивают астатическую характери­стику регулирования частоты.

Устройство УРАН также представляет собой астатический регуля­тор, следящий за изменяющейся предписанной мощностью Р_пр путем сравнения ее (вычитателем АН) с суммарной истинной мощностью элек­тростанции ∑Р_Гi, сигнал информации о которой формируется измери­тельными преобразователями активной мощности ИПМ, установленны­ми на каждом синхронном генераторе, и сумматором AW. Но главной функцией УРАН является формирование сигналов Up_npi предписанных мощностей каждого из генераторов. Они формируются функциональными преобразователями с функциями преобразования φi по характеристи­кам относительного прироста расхода условного топлива энергоагрега­тами. Их сумма равна предписанной мощности электростанции.

Сигналы о предписанной мощности Up _пpi, об истинной активной на­грузке синхронного генератора Up_ri и об отклонении частоты U ∆f через сумматоры-вычитатели AWHi и УП поступают на входы задающих эле­ментов АРЧВ турбин — механизм управления МУТ паровой турбины или механизмы изменения мощности МИМ и ча­стоты МИЧ регулятора гидротурбины.

Автоматическая система АСРЧиМ электростанции реализует так называемый мнимо-статический алгоритм регулирования частоты и мощности:

k f ∆f + k г i (P г i-P пр i)=0

или

k f ∆f + k г i (P г i-φi ∆f dt)=0. (1.2)

Согласно (1.2) переходный процесс воздействия на турбину продол­жится до тех пор, пока не исчезнет отклонение частоты ∆f и пока истинная нагрузка генератора не станет равной предписанной мощности.