PL224668B1 - Sposób i układ do badań przekształtników sieciowych rozproszonych źródeł generacji energii elektrycznej - Google Patents

Abstract

Sposób badań przekształtników sieciowych rozproszonych źródeł generacji energii elektrycznej charakteryzuje się tym, że wyliczony sygnał cyfrowy z jednostki (1) sterującej przekazuje się szyną (s1) sterującą do źródła (2) sygnału sterującego gdzie przetwarza się go za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego. Sygnał analogowy przekazuje się szyną (s2) sterującą do wzmacniacza (3) sygnału sterującego. Po wzmocnieniu sygnał przekazuje się szyną (s3) energetyczną do modelu (4) systemu elektroenergetycznego, w którym dokonuje się pomiaru wartości prądów i napięć na szynach (s3) i (s6) energetycznych. Wyniki pomiarów przekazuje się do jednostki (1) sterującej za pośrednictwem szyny (s5) kontrolno-sterującej. Za pośrednictwem szyny (s6) energetycznej zasila się model (4) systemu elektroenergetycznego z przekształtnika (5). Przekształtnik (5) jest sterowany za pośrednictwem szyny (s4) kontrolno-sterującej z jednostki (1) sterującej.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do badań przekształtników sieciowych rozproszonych źródeł generacji energii elektrycznej.

Realizacja prac badawczych z zakresu sieci elektroenergetycznych stwarza poważne problemy dotyczące modelowania obiektów badań. Podstawowym problemem jest zadanie odwzorowania sieci elektroenergetycznej.

W praktyce badawczej stosuje się modele symulacyjne. Ich zastosowanie prowadzi jednak do wielu nieprawidłowości i uproszczeń. Testowane modele są wyidealizowane, nie uwzględniają wielu charakterystycznych cech układów rzeczywistych, obejmujących zwłaszcza drugorzędne własności obiektu. Uproszczenia te to między innymi: opóźnienia czasowe w torach sygnałowych, dokładność odczytu oraz własności dynamiczne układów pomiarowych i sterujących. Do uproszczeń tych należą również zakłócenia elektromagnetyczne oraz błędy spowodowane istnieniem uchybu typu offset. Uwzględnienie tak wielu szczegółów w modelu matematycznym bardzo wydłuża czas symulacji i uniemożliwia przeprowadzenie badań przekształtników sieciowych w czasie rzeczywistym. W takich warunkach nie można prowadzić np. testów z zakresu synchronizacji przekształtników sieciowych z siecią elektroenergetyczną które należy rozwiązać w przypadku pojawienia się różnego rodzaju zapadów napięcia i innych przejściowych zakłóceń sieci.

Dotychczas z opisu patentowego nr PL 143101 znany jest układ symulatora dynamicznych zmian napięcia sieci, zawiera czujnik naturalnego zaniku prądu łączników bezstykowych prądu przemiennego, wykorzystujący nieliniowy rezystor i dwa transoptory. Wejścia transoptorów połączone są równolegle przeciwsobnie do nieliniowego rezystora poprzez drugi rezystor. Wyjścia transoptorów połączone są równolegle zgodnie współpracując z układem sterowania. Nieliniowy rezystor czujnika symetryczny dla prądu przemiennego, wleczony jest we wspólny przewód obwodów głównych dwóch łączników i urządzenia badanego w szczególności w przewód zerowy dwóch fazowo zgodnych źródeł napięć i utworzony jest z pary diod półprzewodnikowych połączonych przeciwsobnie w układzie równoległym lub kilku takich par połączonych szeregowo.

Z opisu patentowego nr PL 247122 znany jest układ symulatora dynamicznych zmian napięcia sieci. Przewidziano w nim zapady oraz przecięcia różnego typu. Nie jest natomiast możliwe generowanie pełnej gamy zakłóceń sieciowych zgodnych z dyrektywą unijną, a także nie jest możliwe generowanie szeregu zakłóceń różnego typu następujących po sobie.

Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.399327 znany jest symulator stacji i sieci elektroenergetycznej charakteryzuje się tym, że odpowiedniki wyłączników i odłączników oraz przełączników zaczepów połączone są z właściwymi urządzeniami układu automatyki stacji. Cewki sterujące odpowiedników wyłączników i odłączników oraz przełączników zaczepów połączone są ze stykami sterującymi odpowiadającym im urządzeń układu automatyki stacji, zestyki pomocnicze odpowiedników wyłączników i odłączników oraz przełączników zaczepów połączone są z odpowiadającymi im wejściami dwustanowymi urządzeń układu automatyki stacji. Zestyki robocze odpowiedników wyłączników i odłączników połączone są z modelem cyfrowym sieci.

Istotą sposobu badań przekształtników sieciowych rozproszonych źródeł generacji energii elektrycznej jest to, że wyliczony sygnał cyfrowy z jednostki sterującej przekazuje się pierwszą szyną sterującą do źródła sygnału sterującego gdzie przetwarza się go za pomocą przetwornika analogowocyfrowego. Następnie sygnał analogowy przekazuje się drugą szyną sterującą do wzmacniacza sygnału sterującego, przy czym po wzmocnieniu sygnał przekazuje się pierwszą szyną energetyczną do modelu systemu elektroenergetycznego, w którym dokonuje się pomiaru wartości prądów i napięć na szynach i energetycznych. Wyniki pomiarów przekazuje się do jednostki sterującej za pośrednictwem drugiej szyny kontrolno-sterującej. Za pośrednictwem drugiej szyny energetycznej zasila się model systemu elektroenergetycznego z przekształtnika, natomiast przekształtnik jest sterowany za pośrednictwem pierwszej szyny kontrolno-sterującej z jednostki sterującej.

Istotą układu do badań przekształtników sieciowych rozproszonych źródeł generacji energii elektrycznej posiadającego jednostkę sterującą, źródło sygnału sterującego, wzmacniacz sygnału sterującego, model sieci elektroenergetycznej oraz przekształtnik jest to, że składa się z jednostki sterującej, która połączona jest ze źródłem sygnału sterującego za pomocą pierwszej szyny sterującej, zaś źródło sygnału sterującego jest połączone ze wzmacniaczem sygnału sterującego za pomocą drugiej szyny sterującej a następnie wzmocniony sygnał przekazywany jest do modelu systemu elektroenergetycznego, przy pomocy pierwszej szyny energetycznej. Do modelu systemu elektroenergePL 224 668 B1 tycznego dołączony jest przekształtnik drugą szyną energetyczną, zaś przekształtnik jest dołączony do jednostki sterującej pierwszą szyną kontrolno-sterującą. Model systemu elektroenergetycznego połączony jest drugą szyną kontrolno-sterującą z jednostką sterującą. W układzie jednostką sterującą może być procesor sygnałowy albo komputer, zaś źródłem sygnału sterującego jest przetwornik analogowo-cyfrowy albo karta komputerowa posiadająca wyjście analogowo-cyfrowe.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że umożliwia dowolną konfigurację sieci elektroenergetycznej wraz z urządzeniami zewnętrznymi, pozwala na elastyczną zmianę parametrów, zgodnie z cechami emulowanej sieci i jej oprzyrządowania. Pozwala on również na przeprowadzenie badań w zakresie stanów dynamicznych i obejmuje szczególnie szerokie zastosowanie przewiduje się do badania stanów dynamicznych układów generacji rozproszonej wyposażonych w energoelektroniczne przekształtniki mocy czynnej i biernej.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schemat ideowy układu.

Sposób badań przekształtników sieciowych rozproszonych źródeł generacji energii elektrycznej polega na tym, że wyliczony sygnał cyfrowy z jednostki 1 sterującej przekazuje się pierwszą szyną s1 sterującą do źródła 2 sygnału sterującego gdzie przetwarza się go za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego. Następnie sygnał analogowy przekazuje się drugą szyną s2 sterującą do wzmacniacza 3 sygnału sterującego. Po wzmocnieniu sygnał przekazuje się pierwszą szyną s3 energetyczną do modelu 4 systemu elektroenergetycznego, w którym dokonuje się pomiaru wartości prądów i napięć na szynach s3 i s6 energetycznych. Wyniki pomiarów przekazuje się do jednostki 1 sterującej za pośrednictwem drugiej szyny s5 kontrolno-sterującej, przy czym za pośrednictwem drugiej szyny s6 energetycznej zasila się model 4 systemu elektroenergetycznego z przekształtnika 5. Przekształtnik 5 jest sterowany za pośrednictwem pierwszej szyny s4 kontrolno-sterującej z jednostki 1 sterującej.

Układ do badań przekształtników sieciowych rozproszonych źródeł generacji energii elektrycznej posiada jednostkę 1 sterującą, źródło 2 sygnału sterującego, wzmacniacz 3 sygnału sterującego, model 4 sieci 5 elektroenergetycznej oraz przekształtnik 5. Charakteryzuje się on tym, że z jednostki 1 sterującej, która połączona jest ze źródłem 2 sygnału sterującego za pomocą pierwszej szyny s1 sterującej. Źródło 2 sygnału sterującego jest połączone ze wzmacniaczem 3 sygnału sterującego za pomocą drugiej szyny s2 sterującej a następnie wzmocniony sygnał przekazywany jest do modelu 4 systemu elektroenergetycznego przy pomocy pierwszej szyny s3 energetycznej. Do modelu 4 systemu elektroenergetycznego dołączony jest przekształtnik 5 drugą szyną s6 energetyczną, zaś przekształtnik 5 jest dołączony do jednostki 1 sterującej pierwszą szyną s4 kontrolno-sterującą. Natomiast model 4 systemu elektroenergetycznego połączony jest drugą szyną s5 kontrolno-sterującą z jednostką 1 sterującą. Jednostką 1 sterującą może być procesor sygnałowy lub komputer, zaś źródłem 2 sygnału sterującego jest przetwornik analogowo-cyfrowy lub karta komputerowa posiadająca wyjście analogowo-cyfrowe.

Wykaz oznaczeń:

- jednostka sterująca,

- źródło sygnału sterującego,

- wzmacniacz,

- model systemu elektroenergetycznego,

- przekształtnik, s1 - pierwsza szyna sterująca, s2 - druga szyna sterująca, s3 - pierwsza szyna energetyczna, s4 - pierwsza szyna kontrolno-sterująca, s5 - druga szyna kontrolno-sterująca, s6 - druga szyna energetyczna.

Claims (3)

1. Sposób badań przekształtników sieciowych rozproszonych źródeł generacji energii elektrycznej, znamienny tym, że wyliczony sygnał cyfrowy z jednostki (1) sterującej przekazuje się pierwszą szyną (s1) sterującą do źródła (2) sygnału sterującego gdzie przetwarza się go za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego, po czym sygnał analogowy przekazuje się drugą szyną (s2) sterującą do wzmacniacza (3) sygnału sterującego, przy czym po wzmocnieniu sygnał przekazuje się pierwszą szyną (s3) energetyczną do modelu (4) systemu elektroenergetycznego, w którym dokonuje się pomiaru wartości prądów i napięć na szynach (s3) i (s6) energetycznych, zaś wyniki pomiarów przekazuje się do jednostki (1) sterującej za pośrednictwem drugiej szyny (s5) kontrolno-sterującej, przy czym za pośrednictwem drugiej szyny (s6) energetycznej zasila się model (4) systemu elektroenergetycznego z przekształtnika (5), natomiast przekształtnik (5) jest sterowany za pośrednictwem pierwszej szyny (s4) kontrolno-sterującej z jednostki (1) sterującej.

2. Układ do badań przekształtników sieciowych rozproszonych źródeł generacji energii elektrycznej posiadający jednostkę (1) sterującą, źródło (2) sygnału sterującego, wzmacniacz (3) sygnału sterującego, model (4) sieci elektroenergetycznej oraz przekształtnik (5), znamienny tym, że składa się z jednostki (1) sterującej, która połączona jest ze źródłem (2) sygnału sterującego za pomocą pierwszej szyny (s1) sterującej, zaś źródło (2) sygnału sterującego jest połączone ze wzmacniaczem (3) sygnału sterującego za pomocą drugiej szyny (s2) sterującej a następnie wzmocniony sygnał przekazywany jest do modelu (4) systemu elektroenergetycznego przy pomocy pierwszej szyny (s3) energetycznej, natomiast do modelu (4) systemu elektroenergetycznego dołączony jest przekształtnik (5) drugą szyną (s6) energetyczną, zaś przekształtnik (5) jest dołączony do jednostki (1) sterującej pierwszą szyną (s4) kontrolno-sterującą, natomiast model (4) systemu elektroenergetycznego połączony jest drugą szyną (s5) kontrolno-sterującą z jednostką (1) sterującą.

3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że jednostką (1) sterującą jest procesor sygnałowy lub komputer, zaś źródłem (2) sygnału sterującego jest przetwornik analogowo-cyfrowy lub karta komputerowa posiadająca wyjście analogowo-cyfrowe.