SU1432661A2 - Устройство дл оптимального управлени распределением мощности электроэнергетической системы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Цель изобретени  - повышение точности распределени  мощности. Устройство содержит регул торы мо1дности 1.1-1.Н генераторов 2.1-2.N, подключенных к шинам 9 нагрузки 1t через коммутационные аппараты 3.1-3.N. Сигнал с выходов датчиков мощности 4.1-4.N генераторов подаетс  на входы сумматора 7. Информационные сигналы с вторых выходов коммутационных аппаратов поступают на входы дешифратора 5. Сигналы с выхода сумматора 7, несущие информацию о мощности нагрузки , и сигналы с дешифратора 5 о числе и номере включенных генераторов поступают на входы блока 6 оптимизации. Блок оптимизации содержит элементы логики и блоки нелинейности, в кото рых заложены зависимости оптимальной мощности дл  каждого генератора от суммарной мощности нагрузки дл  разных сочетаний включенных генераторов. С выходов блока оптимизации 6 сиг налы, пропорциональные оптимальным мощност м генераторов , подаютс  на входы регул торов мощности 1.1-1.N. Точность повышаетс  в результате того, что введен блок 8 уставок, сигналы на выходах которого по вл ютс  в зависимости от мощности нагрузки. Вследствие по влени  сигнала в том или другом выходе блока уставок на параллельную работу включа- етс  оптимальное число генераторов. 6 ил., t табл. а (Л 4 00 to ф О)

Description

N3

Изобрете {ие относитс  к электронике , а именно к техническим средствам автоматизации многоагрегатных электроэнергетических систем (ЗЭС), в частности судовых, содержащих несколько источников электроэнергии, и  вл етс  усовершенствованием устройства по авт.св. № 1396210,

Изобретение решает задачу авто- матизации управлени  ЭЭС, например судовой, путем использовани  генеральных агрегатов, в том числе дизель генераторов, парс- и газотурбогенераторов , валогенераторов, навес- ных генераторов, аккумул торных батарей и т.д., в автономном или параллельном режимах работы по критерию минимума стоимости заданного (требуемого ) значени  генерируемой ЭЭС мощности. С наибольшим эффектом изобретение может использоватьс  при создании систем управлени  дл  много- а грегатных ЭЭС, дл  которых характерны часта  смена режимов использовани  и величины включенной мощности.

Цель изобретени  - повышение точности распределени  мощности.

На фиг, 1 приведена блок-схема устройства дл  оптимального управлени  распределением мощности электроэнергетической системы; на фиг, 2 - коммутационный аппарат; на фиг. 3 - блок оптимизации; на фиг. 4 - двухвходовый логический элемент блока оптимизации на фиг. 5 - блок оптимизации дл  случа  использовани  трех генераторных агрегатов в электроэнергетической сисме; на фиг, 6 - блок уставок.

Устройство (фиг, 1) содержит N . регул торов 1 мощности, генераторных агрегатов 2, коммутационных аппаратов 3, датчиков 4 мощности, а также дешифратор 5, блок 6 оптимизации, сумматор 7, блок 8 уставок и сеть 9, при этом i-выход (,N) блока 6 оптимизации соединен с входом i-ro регул тора мощности 1.1, выход регул тора мощности 1,1 подключен к входу генераторного агрегата 2.1, выход которого соединен с первым входом коммутационного аппарата 3,1, к BTdpoMy входу которого подключена шина Пуск 10,1, а к третьему обобщенному входу - соответствующий обобщенный выход блока 8 уставок, пер- Bbrii выход коммутационного аппарата 3,1 соединен с входом датчика 4,1 мощности, а второй выход - с 1-и

fo 5 JQ 25

ЗО е .

5

входом дешифратора 5, первый выход датчика мощности подключен к 1-му входу сумматора 7, второй - к сети 9, к которой подключена нагрузка 11., выход сумматора 7 соединен с входом блока 8 уставок и первым входом блока 6 оптимизации, гзторой обобщенный выход которого соединен с обобщенным выходом дешифратора 5,

Коммутационный аппарат 3,(Фиг. 2) содерлшт шину Земл  12, одновибра- тор 13, элемент ИЛИ 14, усилитель 15; обмотку реле 16 с двум  замыкающими контактами 17 (силовой) и 18 (информационный ), источник 19 посто нного напр жени , при этом выход одновиб- ратора 13 соединен с первым входом , элемента ИЛИ 14, выход которого через последовательно соединенные усилитель l5 и обмотку реле 16 подключен в шине Земл  12, первый вход коммутационного аппарата 3 через замыкающий контакт 17 соединен с первым выходом , выход источника посто нного напр жени  19 через замыкающий контакт 18 - с вторым выходом коммутационного аппарата 3, вторым входом которого  вл етс  вход одновибратора 13, а третьим обобщенным входом - совокупность зторых входов элемента ИЛИ 14.

Блок 6 оптимизации (фиг, 3) содержит N элементов ИЛИ 21 () ключевых элементов 22, (2 -1-N) .ттоги- ческих элементов 20, Логические элементы 20 соединены в виде пирамидальной иерархической структуры из (N-1) уровней . Первый уровень содержит одинодно- входовый логический элемент 20, Каждый

,N-C)-t)1

5

O

)

ij-й уровень (, N-1) содержит С двухвходовых и (с. + N-rv--i)+ одновходных логических элементов 20, первый выход логического элемента 20 ( г1 1, N-2) уровн  соединен с одним из входов двухвходового логического элемента 20 (v+1)-ro уровн , вторые входы двухвходовых логических элементов 20 и входы одновходовых логических элементов 20 соединены с выходами Соответствующих ключевых элементов 22, вторые выходы логичес- ких элементов 20 -J-ro ( . . 1 ,N-2) , два выхода каждого логического элемента 20 (N-D-ro уровн , а также выходы N ключевых элементов 22 соединены с соответствующими входами соответствующих э-лемеитов ИЛИ 21, первым входом блока 6 оптимизации

314

 вл етс  обобщенные информационные входы ключевых элементов 22, вторым обобщенным входом - совокупность управл ющих входов ключевых элементов 22, а выходами - выходы элементов ИЛИ 21.

Двухвходовый логический элемент 20 (фиг, 4) содержит двухвходовый элемент ИЛИ 23, блок 24 нелинейности элемент 25 задержки и сумматор 26, , при этом выход ,элемента ИЛИ 23 соединен с входом блока 24 нелинейности и входом элемента 25 задержки, выход которого соединен с суммирующим входом сумматора 26, к вычитающему входу последнего подключен выход блока 24 нелинейности, входами логического элемента 20  вл ютс  входы элемента ИЛИ 23, а входами - выход сумматора 26 и выход блока 24 нелинейности ,

Одновходовый логический элемент 20 не содержит элемента ИЛИ 23. Его, - входом  вл етс  объединенные входы

блока 24 нелинейности и элемента 25 задержки.

Блок 6 оптимизации дл  трех генераторных агрегатов 2 (фиг. 5) содержит семь ключевых элементов , четыре логических элемента 20, в т.ч один двухвходовый 20 и три одно- входовых 20 123 20, , 20 , три элемента ИЛИ .

Блок 8 уставок (фиг, 7) содержит М элементов 27 устапок, входы которых объединены и соединены с выходом сумматора 7 совокупность выходов элементов 27 уставок, образует обобщенный выход блока 8 уставок. Выход каждого элемента 27 уставки соединен с соответствующим входом третьего обобщенного входа соответствующего коммутационного аппарата 3, Элемент 27 уставки , 1(,М) вырабатывает сигнал, равный логической единице, если входной сигнал и j, лежит в определенных пределах, т,е. выполн етс  условие (1) :

(1)

UT и... 4 u- ,

-1М14НВХ J laaKC

где и и и - соответственн минимальное и максимальное пороговые напр жени  ус- тавки.

Если условие (1) не выполн етс , то сигнал на выходе j-й уставки равен нулю.

Блок 24 нелинеЛиостп лоп;-; -. -. i о элементп 20 реализует оптимальную зависимость мощности L jj , вырабатываемой трем  генераторнь: а агрегатами 2.1, 2,1, 2,3, от мощности Р,, выраб.тгм ваемой генераторным агрегатом 2,3. iJjj; ки 24 нелинейности логических элемснто 20, , 20,j и регулируют оптимальные зависимости соответственно L,j f(Pp; L. ,j f (РЗ) и L,, f (P}), где L j, L ,j , L,j3 -мощности , вырабатываемые генераторны л агрегатами (Р,, Р), (Р, Р), (Р, Р- ) соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Оператор на щине Пуск подает

tt

сигнал на второй вход коммутлдиониьк аппаратов 3 (при этом генераторнг. агрегаты 2 предварительно гзклмч-::- и работают на холостом ходу. Возможе случай, когда сигнал Пуск подаетс на соответствующие входы генераторны агрегатов 2 дл  пуска их в работу. (указанна  св зь на фиг, 1 не показана ) .

Б коммутационном аппарате 3 (фиг. 2) сигнал шине 10 подаетс  на вход одновибратора 13, который Начинает вьфабатывать сигнал длительностью i . Быходной сигнал одновибратора 13 через элемент ИЛИ 14, усилитель 15, обмотку реле 16 подаетс  на щину Земл  12,

При прохождении данного сигнала через обмотку реле 16 реле срабатывает и замыкает силовой замыкающий контакт 17 и информационный замыкающий контакт 18.

Напр жение с выхода генераторного агрегата 2 подаетс  через силовой контакт 17 на вход датчика 4 мощности . Одновременно сигнал с источника 19 посто нного напр жени , равный логической единице, через nii- формационный замыкающий контакт 8 подаетс  на соответствующий вход дешифратора 5,

Выходные сигналы дешифратора 5 подаютс  на управл ющие входы соответствующих ключевых элементов 22 .. блока 6 оптимизации (фиг. 3),

Токи с выходов генераторных агрегатов 2 через коммутационньй апп.чрл- 3 и датчик 4 мощности подаютс  v сеч 9, а затем к нагрузке 11,

Датчики 4 мощности вырабатывают сигнал, пропорциональный мощности

генераторного агрегата 2, и подает его на соответствующий вход сумматора 7,

Выходной сигнал сумматора 7 L| ц подаетс  на информационные входы ключевых элементов 22 блока 6 оптимизации и на вход блока 8 уставок , в Котором (фиг, 7) кажда  уставка 27 провер ет выполнение уело- ВИЯ (1). Если условие (1) выполн етс  дл  какого-либо элемента 27 уставки, то на его выходе по вл етс  сигнал, который подаетс  на третьи обобщенные входы соответствуклцих коммутационных аппаратов 3. В коммутационном аппарате 3 (фиг. 2) данный сигнал подаетс  на соответствую- ;щий вход элемента ИЛИ 14, (Длитель- ;ность выходного сигнала одновибрато- ipa 13 выбираетс  равной по влению iпервого сигнала с выхода элемента :27 уставки после начала работы устройства ) , Выходной сигнал элемента ИЛИ 14 через усилитель 15 и обмотку реле 16 подаетс  на шину Земл  12, Контакты 17 и 18 коммутационных аппаратов 3, на вторые управл ющие входы которых подан сигнал с соответствую- щего элемента 27 уставки, замкнуты, (онтакты 17 и 18 коммутационных аппаратов 3, на входы которых не подан сигнал с выхода элемента 27 уставки разомкнуты. Соответственно, отсутствуют единичные сигналы на вторых выходах коммутационных аппаратов 3,

При изменении выходных сигналов дешифратора 5 измен ютс  соответственно сигналы на управл ющих входах Ключевых элементов 22 (фиг, 3), Вы- ходней сигнал сумматора 7 L через открытый ключевой элемент 22 блока 6 оптимизации подаетс  на со- ответствующие входы соответствующего Логического элемента 20,

Сигнал L

,, подаетс  на вход

го сигнала L

1...N

на вьЕХоде блока 24

нелинейности по вл етс  сигнал, пропорциональный оптимальному значению мощности N-ro (РК) генераторного агЛогического элемента 20 первого уровн , в котором данный сигнал через элемент ИЛИ 23 (если элемента ИЛИ 23 мет, то непосредственно) подаетс  на входы блока 24 нелинейности и элемента 25 задержки. Входной сигнал элементе 25 задержки подаетс  на суммирующий вход сумматора 26,

В зависимости от значени  входно-

регата 2,N, который подаетс  на соответствующий вх,од элемента ИЛИ 21 и вычитающий вход сумматора 26, На выходе сумматора 26 по вл етс  сигнал

1... (N-f) 1... N ,N который

подаетс  на соответствующий вход соответствующего логического элемента 20, (Дл  обеспечени  по влени  выходного сигнала на выходе сумматора 26 при одновременном по влении сигналов на его входах перед суммирующим входом сумматора 26 стоит элемент 25 задержки. Длительность задержки данного элемента 23 задержки равна интер- валу времени между поступлением сигнала на вход блока 24 нелинейности и по влением сигнала на его выходе).

Выходной сигнал сумматора 26 подаетс  на второй вход соответствующего элемента ИЛИ 21, Выходные сигналы злементол ИЛИ 21 по вл ютс  на входы регул торов 1 мощности (фиг. 1) Выходные сигналы регул торов 1 мощности устанавливаютс  такими, чтобы генераторный агрегат 2 обеспечивал выработку необходимой (оптимальной/ мощности.

При изменении мощности нагрузки 11 устройство работает аналогично, в зависимости от мощности нагрузки измен ютс  сигналы на выходе элементов 27 уставок, включаютс  в автоном ный или параллельный режим работы генераторные агрегаты 2, При этом каждый генераторный агрегат вырабатывает оптимальную мощность,

В таблице дано подключение трех генераторных агрегатов (ГА) к нагрузке , где 1 - подключение ГА к нагрузке; О - отключение от нагрузки.

ходов .

Д1и

234567

Номера выходов ДШ 5, на которых сигнал не равен нулю при соответствующей комбинации включенных ГА

714

В результате использовани  предлагаемого устройства повьппаетс  точность распределени  могдности за счет введени  обратной св зи по нагрузке. При этом повышаетс  эффективность (экономичность) использовани  устройства за счет оптимального генерировани  по стоимости требуемой мощности .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  оптимального управлени  распределением мощности электроэнергетической системы по авт.св.

   18

   fr 1396210, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности распределени  мощности, оно снабжено блоком уставок, вход которого соединен с выходом сумматора, каждь н коммутационный аппарат снабжен одновиб- ратором и элементом ИЛИ, входы которого подключены к соответствующим

   выходам блока уставок, причем одно- вибратор включен между первым управл ющим входом коммутационного аппарата и другим входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к элементу

   управлени  коммутационным аппаратом.

   С Вым9(г98

   Фиг. 2

   cSitixoMS

   I

   20

   k

   г

   -

   20

   .. Tt

   2/

   го

   -t1

   г

   .

   ypoBtm

   /.j

   a

   С8ыкода7 Фиг.