Статическое и астатическое регулирование

Астатическим регулированием называют такое регулирование, при котором в установившемся режиме при различных величинах постоянной нагрузки поддерживается постоянное значение: регулируемой величины, равное заданному значению.

Астатизм — свойство измерительной системы или системы автоматического регулирования сводить к нулю установившиеся ошибки регулирования или слежения, возникающие под влиянием управляющих или возмущающих воздействий на данную систему.

Рассмотрим принцип действия астатического и статического регуляторов на примере работы водонапорного бака, установленного на башне, для снабжения потребителей водой.

На рис. 1, а показана схема астатического регулирования уровня у воды в баке. Поплавок 1 через рычаг связан с ползунком реостата 2, при помощи которого двигатель постоянного тока 3 всякий раз, как ползунок сместится вверх или вниз от среднего положения, начинает вращаться в ту или другую сторону и перемещает задвижку 4 (регулирующий орган) до тех пор, пока не восстановится заданный уровень уо воды в баке, т. е. пока напряжение, подведенное к якорной цепи двигателя, не станет равным нулю и не наступит установившийся режим (равновесное состояние).

Этому режиму соответствует определенный заданный уровень уо воды в баке, который для всех равновесных состояний остается строго постоянной величиной с точностью до нечувствительности регулятора. Нечувствительность регулятора в данном случае определяется наличием люфтов в шарнирах и напряжением трогания двигателя, которое отлично от нуля.

Рис. 1. Схема (а) и регулировочная характеристика (б) астатического регулирования

Регулирование называется статическим, если установившиеся после окончания переходного процесса значения регулируемой величины при различных постоянных значениях нагрузки будут принимать также различные постоянные значения, зависящие от нагрузки.

При увеличении расхода q воды уровень у ее в баке начнет понижаться, поплавок будет опускаться и переставлять задвижку, увеличивая поперечное сечение питающей трубы, а следовательно, и количество воды, поступающее по трубе в единицу времени. При этом уровень воды начнет повышаться, поднимая поплавок и одновременно задвижку.

Равновесие наступит тогда, когда приток воды будет равен ее расходу. Чем больше нагрузка, т. е. расход q, тем больше будет открыта задвижка и, следовательно, тем ниже будет находиться поплавок в состоянии равновесия. Поэтому в данной схеме с возрастанием нагрузки значения уровня воды (регулируемой величины y ) будут уменьшаться.

За базовое значение может быть принято одно из значений регулируемой величины уmах, ymin, y ср и др.

Статические регуляторы, несмотря на то, что им присуща статическая ошибка, находят широкое применение, так как просты по устройству и обеспечивают устойчивую работу в переходных режимах. Астатические регуляторы склонны к колебаниям и в большинстве случаев не обладают требуемой устойчивостью без вспомогательных устройств.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Что такое регуляторная политика?

Современная регуляторная политика рассматривается ОЭСР в качестве одного из трех основных рычагов, находящихся в распоряжении правительств (наряду с налоговой политикой и денежно-кредитной политикой), чтобы управлять экономикой и способствовать благосостоянию граждан. С другой стороны, обществу необходимы правила, которые определяют нашу безопасность и здоровый образ жизни. Но, когда эти правила плохо продуманы (не просчитаны), они могут помешать запуску и ведению нового бизнеса, торговле с другими странами или получению нужного документа. Что ещё хуже, эти правила могут быть неэффективны в достижении заявленных целей, и не защитить безопасность и здоровье граждан. Как результат, граждане и бизнес теряют доверие к институтам, а издержки следования избыточным требованиям ложатся тяжелым грузом на экономику.

Слагаемые успеха современной регуляторной политики:

Регуляторная политика в странах ОЭСР

В марте 2012 году Совет ОЭСР выпустил «Рекомендации по регуляторной политике и управлению», включившие 12 принципов надлежащей регуляторной политики:

Международные индикаторы регуляторной политики

Совершенствование регуляторной политики в России

В настоящее время одним из ключевых препятствий для социально-экономического развития в Российской Федерации является действующая система нормативного правового регулирования общественных отношений, которая характеризуется избыточностью и постоянным ростом количества и объема требований, устанавливаемых нормативными правовыми актами, а также отсутствием эффективных механизмов контроля за деятельностью органов государственной власти и местного самоуправления в сфере нормативного правового регулирования и системной оценки эффективности самого регулирования, позволяющей не только ограничивать рост регуляторной нагрузки, но и сокращать её значимым образом.

Для формирования интегрированной регуляторной политики наибольшую актуальность представляет обоснование комплекса мер, учитывающих международный опыт и опирающихся уже на созданные в Российской Федерации механизмы (ОРВ, дорожная карта «Регуляторика» и др), по следующим направлениям:

Источник

Что такое статизм регулирования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы

РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ И ПЕРЕТОКОВ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Нормы и требования

United power system and isolated power systems. Operative-dispatch management. Frequency control and control of active power. Norms and requirements

Дата введения 2014-09-01

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Системный оператор Единой энергетической системы», Открытым акционерным обществом «Энергетический институт им.Г.М.Кржижановского», Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 007 «Системная надежность в электроэнергетике»

ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25.12.2019 N 1476-ст c 01.03.2020

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 3, 2020

1 Область применения

1.2 Настоящий стандарт определяет для ЕЭС России и технологически изолированных территориальных электроэнергетических систем России требования:

— к регулированию частоты электрического тока и перетоков активной мощности;

— к субъектам оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике и собственникам объектов электроэнергетики при организации и осуществлении регулирования частоты электрического тока и перетоков активной мощности;

— к генерирующему оборудованию, участвующему в регулировании частоты электрического тока и перетоков активной мощности.

1.3 Требования настоящего стандарта должны учитываться проектными, научно-исследовательскими и другими организациями Российской Федерации, осуществляющими проектирование строительства, реконструкции, модернизации объектов электроэнергетики, разработку систем регулирования частоты и перетоков активной мощности.

2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины и определения:

2.1 внешний переток области регулирования: Алгебраическая сумма перетоков активной мощности по всем связям (сальдо переток) или части связей, соединяющих область регулирования со смежными частями синхронной зоны.

2.2 вторичная мощность: Величина изменения активной мощности генерирующего оборудования при вторичном регулировании.

2.3 вторичное регулирование частоты и перетоков активной мощности (вторичное регулирование): Процесс автоматического или оперативного изменения активной мощности генерирующего оборудования для восстановления заданного значения частоты или заданного значения внешнего перетока области регулирования.

2.4 вынужденный режим энергосистемы: Электроэнергетический режим энергосистемы, характеризующийся снижением запасов устойчивости в нормальном режиме и возможностью нарушения устойчивости в послеаварийном режиме.

2.5 зона нечувствительности первичного регулирования: Максимальная величина изменения частоты вращения турбин от любого ее исходного значения в любом направлении ее изменения, при которой не гарантируется участие генерирующего оборудования в первичном регулировании. Зона нечувствительности первичного регулирования складывается из максимальной погрешности измерения частоты вращения турбин и нечувствительности первичных регуляторов.

2.6 квазиустановившееся значение параметра: Усредненное на 20-секундном временном интервале значение параметра.

2.7 контролируемое сечение: Совокупность линий электропередачи и других элементов сети, определяемых диспетчерским центром субъекта оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, перетоки активной мощности по которым контролируются и/или регулируются в целях обеспечения устойчивости энергосистемы и допустимых режимов работы линий электропередачи и оборудования.

2.8 коррекция по частоте: Величина изменения регулируемого параметра (активной мощности генерирующего оборудования, внешнего перетока области регулирования) относительно заданного значения, обусловленная отклонением частоты от заданного значения.

2.9 коэффициент коррекции по частоте: Задаваемый для области регулирования коэффициент линейной зависимости суммарной первичной мощности изменения мощности потребления области регулирования от отклонения частоты.

2.10 крутизна статической частотной характеристики (крутизна СЧХ): Коэффициент линеаризованной зависимости суммарной первичной мощности и изменения мощности потребления области регулирования от изменения частоты.

2.11 «мертвая полоса» первичного регулирования: Задаваемая величина отклонения частоты от номинального значения, при котором не требуется первичное регулирование. При заданном значении частоты минимальное значение «мертвой полосы» первичного регулирования равно зоне нечувствительности первичного регулирования.

2.12 небаланс мощности области регулирования: Отклонение от планового баланса активной мощности области регулирования по любой причине, вызывающее отклонение частоты от заданного значения в синхронной зоне и отклонение внешнего перетока данной области регулирования от заданного значения с учетом коррекции по частоте.

2.13 независимые каналы связи: Каналы связи, организация которых исключает возможность их одновременного отказа (вывода из работы) по общей причине.

2.14 нерегулярные отклонения мощности: Отклонения фактического баланса активной мощности области регулирования от планового в нормальном режиме работы энергосистемы, вызываемые непрогнозируемыми изменениями потребления активной мощности и отклонениями активной мощности генерирующего оборудования от плановых значений при действии автоматических регуляторов.

2.15 номинальная частота: Значение частоты 50 Гц.

2.16 нормальный режим энергосистемы: Электроэнергетический режим энергосистемы, при котором значения технических параметров режима энергосистемы находятся в пределах длительно допустимых значений, имеются нормативные оперативные резервы мощности и запасы топлива на электростанциях, обеспечивается электроснабжение энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии.

2.17 нормированное первичное регулирование частоты: Первичное регулирование, осуществляемое выделенным генерирующим оборудованием в пределах заданных резервов первичного регулирования с характеристиками (параметрами), заданными для нормированного первичного регулирования частоты.

2.18 область регулирования: Синхронная зона, в которой осуществляется регулирование частоты, или часть синхронной зоны, в которой осуществляется регулирование внешнего перетока активной мощности.

2.19 общее первичное регулирование частоты: Первичное регулирование, осуществляемое генерирующим оборудованием в пределах имеющихся в данный момент времени резервов первичного регулирования с характеристиками (параметрами), заданными для общего первичного регулирования частоты.

2.20 первичная мощность: Величина изменения активной мощности генерирующего оборудования при первичном регулировании.

2.21 первичное регулирование частоты (первичное регулирование): Процесс автоматического изменения мощности генерирующего оборудования под действием первичных регуляторов, вызванный изменением частоты и направленный на уменьшение этого изменения.

2.22 первичные регуляторы: Автоматические регуляторы частоты вращения турбин и регуляторы активной мощности, обеспечивающие первичное регулирование генерирующего оборудования.

2.23 расчетный небаланс мощности: Максимальная величина небаланса активной мощности, возникновение которого возможно в области регулирования в результате нормативных возмущений, используемая для расчетов резервов первичного, вторичного и третичного регулирования.

2.24 регулировочный диапазон: Интервал допустимых нагрузок генерирующего оборудования по активной мощности для нормальных условий его эксплуатации, при которых параметры генерирующего оборудования находятся в допустимых пределах.

2.25 резерв вторичного регулирования: Часть регулировочного диапазона генерирующего оборудования на загрузку или на разгрузку (соответственно резерв на загрузку и резерв на разгрузку), используемая для вторичного регулирования.

2.26 резерв первичного регулирования: Максимальная величина гарантированного изменения активной мощности генерирующего оборудования на загрузку или на разгрузку соответственно при понижении или повышении частоты относительно заданного значения.

2.27 резерв третичного регулирования: Часть регулировочного диапазона генерирующего оборудования на загрузку или на разгрузку (соответственно резерв на загрузку и резерв на разгрузку), используемая для третичного регулирования.

2.28 связь (в электрической сети): Последовательность элементов электрической сети [линий электропередачи, трансформаторов, систем (секций) шин, коммутационных аппаратов], соединяющих две части энергосистемы.

2.29 сечение (в электрической сети): Совокупность сетевых элементов одной или нескольких связей.

2.30 синхронная зона: Совокупность всего синхронно работающего генерирующего оборудования и энергопринимающих установок потребителей электрической энергии, имеющих общую частоту электрического тока.

2.31 первая синхронная зона ЕЭС России: Часть ЕЭС России, включающая в себя все объединенные энергосистемы, кроме объединенной энергосистемы Востока.

2.32 вторая синхронная зона ЕЭС России: Часть ЕЭС России, включающая в себя объединенную энергосистему Востока, которая работает изолированно от первой синхронной зоны.

2.33 статизм первичного регулирования: Коэффициент, определяющий зависимость изменения активной мощности генерирующего оборудования под воздействием регулятора частоты вращения турбины (регулятора мощности) от изменения частоты.

2.34 третичное регулирование мощности (третичное регулирование): Процесс изменения активной мощности генерирующего оборудования в целях восстановления резервов вторичного регулирования.

2.35 частота: Значение частоты электрического тока.

2.36 автоматическое астатическое регулирование частоты: Вид вторичного регулирования, при котором поддержание заданного значения частоты осуществляется исключительно системами автоматического управления активной мощностью генерирующего оборудования электростанции (САУМ энергоблоков ТЭС, ГРАМ ГЭС).

3 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

— автоматическое регулирование частоты и перетоков активной мощности;

Источник

Статическое и астатическое регулирование

По тому есть ли ошибка системы автоматического управления в установившемся режиме или нет, САР можно поделить на две категории: статические и астатические. Давайте подробней рассмотрим каждую из них.

Статическая система автоматического управления (регулирования)

Схема такого устройства показана ниже:

Рассмотрим подробно работу автоматического регулятора стабилизации уровня воды h в бассейне. Данная система состоит из поплавка, который непосредственно влияет на задвижку, и такой принцип регулирования носит название прямого управления. Здесь поплавок жестко связан с задвижкой, которая контролирует подачу воды в бассейн. Принцип работы этой системы довольно прост – чем быстрее убывает вода из бассейна, тем ниже поплавок, что соответствует более сильному открытию задвижки и более быстрому наполнению бассейна. Стоит отметить некоторые характерные особенности статических систем:

Астатическая система автоматического управления

Если добавить в эту же систему электродвигатель, который будет приводить в движение задвижку, регулирующую поток воды, такая система превратится в астатическую. Схема показана внизу:

Если воды в бассейне становится больше определенного уровня, поплавок поднимается и замыкает контакт, после чего в работу вступает электрический двигатель, который вращает заслонку в нужном направлении (в данном случае закрывает). Когда же вода вытекает, поплавок опускается, контакт размыкается и двигатель начинает вращаться в другую сторону, открывая задвижку. Главным отличием астатической системы от статической в том, что при окончании переходного процесса, в не зависимости от изменений внешнего воздействия, ошибка системы равна нулю. Это значит что при заданном объеме воды в бассейне, например 200 л, после окончания набора воды там будет 200 л, а не 190 л. Поплавок с заслонкой связывают так, чтобы при фиксированном положении поплавка заслонка могла находится в любом положении.

Можно выделить такие характерные особенности астатических систем:

В реальных астатических системах при выполнении первого условия сталкиваются с определенной погрешностью. Это связано с тем, что датчик обратной связи (чувствительный элемент) не идеален и имеет свою погрешность при измерении. Также в контур регулирования нужно вводить астатическое звено, в приведенном примере таким звеном является электродвигатель. Астатическое звено находится в равновесии если на него не воздействуют внешние силы и выходят с этого состояние только при наличии какого – либо воздействия. Применительно к двигателю – это наличие – отсутствие питающего напряжения. Когда

воды в бассейне достаточно, напряжение с якоря снято, двигатель не вращается (звено находится в состоянии покоя), как только уровень воды уменьшится, поплавок переместится, к якорю электродвигателя приложится напряжение нужной полярности и он начнет влиять на положение задвижки (астатическое звено будет выведено из состояния равновесия).

Различие статических и астатических САР по отношению к задающим и возмущающим воздействиям

А различия есть. В статических САР, при различных значениях возмущающих величин, будет различное значение регулируемых величин. В астатических САР значение такой ошибки всегда будет постоянной и абсолютно не зависящей от значения возмущающего сигнала.

По отношению к управляющему же воздействию в статических системах присутствует постоянная ошибка, величина которой будет зависеть от величины управляющего сигнала. В астатических САР по окончанию переходного процесса ошибка будет равна нулю.

Ниже показаны переходные процессы в статических и астатических САР по отношению к управляющему g(t) воздействию:

ε(t) – ошибка регулирования, х(t) – выходная величина системы : 1- САР статическая; 2 –САР астатическая.

Возмущающему f(t) воздействию:

1 — САР статическая; 2 – САР астатическая.

Пример работы этих систем вы можете посмотреть ниже:

Источник

Регулирование частоты в энергосистеме

В энергетических системах в каждый данный момент должно вырабатываться такое количество электроэнергии, которое необходимо для потребления в данный момент, так как невозможно создание запасов электрической энергии.

Частота наряду с напряжением является одним из основных показателей качества электрической энергии. Отклонение частоты от нормальной ведет к нарушению режима работы электростанций, что, как правило, ведет к пережогу топлива. Понижение частоты в системе ведет к снижению производительности механизмов на промышленных предприятиях и к снижению к. п. д. основных агрегатов электростанций. Повышение частоты ведет также к снижению к. п. д. агрегатов электростанций и к увеличению потерь в сетях.

В настоящее время проблема автоматического регулирования частоты охватывает широкий круг вопросов как экономического, так и технического порядка. В настоящее время в энергосистеме осуществляется автоматическое регулирование частоты.

Влияние частоты на работу оборудования электростанций

Все агрегаты, совершающие вращательное движение, рассчитываются таким образом, чтобы их наивысший к. п. д. имел место три одной вполне определенной скорости вращения, а именно при номинальной. В настоящее время агрегаты, совершающие вращательное движение, в своем подавляющем большинстве связаны с электрическими машинами.

Производство и потребление электрической энергии в основном осуществляется на переменном токе; поэтому подавляющее большинство агрегатов, совершающих вращательное движение, связано с частотой переменного тока. Действительно, как частота вырабатываемого генератором переменного тока зависит от числа оборотов турбины, так и число оборотов механизма, приводимого во вращение двигателем переменного тока, зависит от частоты.

Отклонения частоты переменного тока от номинального значения по-разному влияют на различные типы агрегатов, а также на различные приборы и аппараты, от которых зависит экономичность работы энергосистемы.

Кроме того, работа при пониженной частоте приводит к ускоренному износу рабочих лопаток турбины и других ее деталей. Изменение частоты оказывает влияние на работу механизмов собственного расхода электростанции.

Влияние частоты производительность потребителей электроэнергии

Механизмы и агрегаты потребителей электроэнергии по степени их зависимости от частоты можно разбить на пять групп.

Первая группа. Потребители, у которых изменение частоты не оказывает непосредственного влияния на развиваемую мощность. К ним относятся: осветительная нагрузка, дуговые электропечи, течи сопротивления, выпрямители и нагрузка, питаемая от них.

Вторая группа. Механизмы, мощность которых изменяется пропорционально первой степени частоты. К таким механизмам можно отнести: металлорежущие станки, шаровые мельницы, компрессоры.

Третья группа. Механизмы, мощность которых пропорциональна квадрату частоты. Это механизмы, момент сопротивления которых пропорционален частоте в первой степени. Механизмов с точно таким моментом сопротивления нет, однако ряд специальных механизмов имеет момент, приближающийся к данному.

Четвертая группа. Механизмы с вентиляторным моментом, мощность которых пропорциональна кубу частоты. К таким механизмам относятся вентиляторы и насосы при отсутствии или незначительной величине статического напора сопротивления.

Пятая группа. Механизмы, мощность которых зависит от частоты в более высокой степени. К таким механизмам относятся насосы с большим статическим напором сопротивления (например, питательные насосы электростанций).

Производительность последних четырех групп потребителей уменьшается с понижением частоты и увеличивается с повышением. На первый взгляд кажется, что для потребителей выгодно работать с повышенной частотой, однако это далеко не так.

Кроме того, с повышением частоты уменьшается крутящий момент асинхронного двигателя, что может привести к торможению и останову агрегата, если двигатель не имеет запаса мощности.

Автоматическое регулирование частоты в энергосистеме

Целью автоматического регулирования частоты в энергосистемах в первую очередь является обеспечение экономичной работы станций и энергосистем. Экономичность работы энергосистемы не может быть достигнута без поддержания нормального значения частоты и без наивыгоднейшего распределения нагрузки между параллельно работающими агрегатами и станциями энергосистемы.

При переменном характере нагрузки наилучшим режимом будет такой, три котором основная часть агрегатов (станций) несет нагрузку, соответствующую условию равенства относительных приростов, а небольшие и непродолжительные колебания нагрузки покрываются за счет изменения нагрузки небольшой части агрегатов.

При распределении нагрузки между параллельно работающими агрегатами стремятся к тому, чтобы все они работали в области наивысших к. п. д. В этом случае обеспечивается минимальный расход топлива.

Агрегаты, на которые возлагается задача покрывать все внеплановые изменения нагрузки, т. е. регулировать частоту в системе, должны удовлетворять следующим требованиям:

иметь высокий к. п. д.;

иметь пологую кривую зависимости к. п. д. от нагрузки, т. е. сохранять высокий к. п. д. в большом диапазоне изменения нагрузки.

При значительном изменении нагрузки системы (например, увеличении ее), когда вся система переходит на режим работы с большей величиной относительного прироста, регулирование частоты передается такой станции, у которой величина относительного прироста близка к таковой в системе.

Частотная станция имеет наибольший регулировочный диапазон в пределах своей установленной мощности. Условия регулирования получаются несложными для практического осуществления, если регулирование частота может быть поручено одной станции. Еще более простое решение получается в тех случаях, когда регулирование может быть поручено одному агрегату.

Число оборотов турбин определяет частоту в энергосистеме, поэтому регулирование частоты осуществляется воздействием на регуляторы скорости турбин. Турбины, как правило, снабжаются центробежными регуляторами скорости.

Наиболее подходящими для регулирования частоты являются конденсационные турбины нормальных параметров пара. Совершенно непригодными типами турбин для регулирования частоты являются турбины с противодавлением, так как их электрическая нагрузка полностью определяется потребителем пара и почти совершенно не зависит от частоты в системе.

Возлагать задачу регулирования частоты на турбины с большими отборами пара нецелесообразно, так как у них, во-первых, (весьма небольшой регулировочный диапазон, а, во-вторых, они неэкономичны для переменного режима нагрузки.

Наименьшая установленная мощность гидростанции для создания необходимого регулировочного диапазона может быть значительно меньше, чем тепловой. У гидростанций регулировочный диапазон, как правило, равен установленной мощности. При регулировании частоты гидростанцией отсутствует ограничение в скорости набора нагрузки, начиная с момента пуска турбины. Однако регулирование частоты гидростанций сопряжено с известным усложнением регулирующей аппаратуры.

Кроме типа станции и характеристик оборудования на выбор регулирующей станции влияет ее место в электрической системе, а именно — электрическая удаленность от центра нагрузки. Если станция расположена в центре электрической нагрузки и связана с подстанциями и другими станциями системы мощными линиями электропередачи, то, как правило, увеличение нагрузки регулирующей станции не приводит к нарушению статической устойчивости.

Наоборот, когда регулирующая станция расположена далеко от центра системы, то может возникнуть опасность нарушения устойчивости. В данном случае регулирование частоты должно сопровождаться контролем угла расхождения векторов э. д. с. системы и регулирующей станции или же контролем передаваемой мощности.

Основные требования, предъявляемые к системам регулирования частоты, регламентируют:

параметры и пределы регулирования,

статическую и динамическую погрешность,

скорость изменения нагрузки агрегатов,

обеспечение устойчивости процесса регулирования,

способность регулировать по заданному методу.

Регуляторы должны быть просты по конструкции, надежны в эксплуатации и дешевы.

Методы регулирования частоты в энергосистеме

Рост энергетических систем привел к необходимости регулировать частоту несколькими агрегатами одной станции, а затем и несколькими станциями. Для этой цели используется ряд методов, обеспечивающих устойчивую работу энергосистемы и высокое качество частоты.

Применяемый метод регулирования не должен допускать увеличения пределов отклонения частоты за счет погрешностей, имеющих место во вспомогательных устройствах (устройствах распределения активных нагрузок, каналах телеизмерения и т. п.).

От метода регулирования частоты требуется, чтобы он обеспечивал поддержание частоты на заданном уровне независимо от нагрузки агрегатов, регулирующих частоту (если, конечно, не использован весь их регулировочный диапазон), от числа агрегатов и станций, регулирующих частоту, и от величины и продолжительности отклонения частоты. Метод регулирования должен также обеспечивать поддержание заданного соотношения нагрузок регулирующих агрегатов и одновременность вступления в процесс регулирования всех агрегатов, регулирующих частоту.

Метод статических характеристик

Простейший метод получается при регулировании частоты всеми агрегатами системы, когда последние снабжены регуляторами скорости со статическими характеристиками. При параллельной работе агрегатов, работающих без смещения регулировочных характеристик, распределение нагрузок между агрегатами может быть найдено из уравнений статических характеристик и уравнений мощности.

В эксплуатации изменения нагрузки значительно превышают указанные величины, поэтому частота не может поддерживаться в заданных пределах. При таком методе регулирования необходимо иметь большой вращающийся резерв, рассредоточенный на всех агрегатах системы.

Данный метод не может обеспечить экономичной работы электростанций, так как, с одной стороны, при нем не может быть использована полностью мощность экономичных агрегатов, а с другой стороны, нагрузка всех агрегатов непрерывно меняется.

Метод астатической характеристики

Если все или часть агрегатов системы снабдить регуляторами частоты с астатическими характеристиками, то теоретически частота в системе при любых изменениях нагрузки будет неизменной. Однако при таком методе регулирования не получается фиксированного соотношения нагрузок между агрегатами, регулирующими частоту.

Все внеплановые изменения нагрузки воспринимает агрегат с астатической характеристикой. Так как частота в системе остается неизменной, то нагрузки на остальных агрегатах системы остаются неизменными. Регулирование частоты одним агрегатом по данному методу является совершенным, но оно оказывается неприемлемым, когда Регулирование частоты возлагается на несколько агрегатов. По такому методу осуществляется регулирование в энергосистемах небольшой мощности.

Метод ведущего генератора

Метод ведущего генератора может применяться в тех случаях, когда по условиям системы регулирование частоты необходимо осуществлять несколькими агрегатами одной станции.

На одном из агрегатов, называемом ведущим, устанавливается регулятор частоты с астатической характеристикой. На остальных агрегатах, на которые также возлагается задача регулирования частоты, устанавливаются регуляторы (уравнители) нагрузки. На них возлагается задача поддерживать заданное соотношение между нагрузкой ведущего агрегата и остальными агрегатами, помогающими регулировать частоту. Все турбины системы имеют регуляторы скорости со статическими характеристиками.

Метод мнимого статизма

Метод мнимого статизма применим как для регулирования одной станцией, так и для регулирования несколькими станциями. В последнем случае между станциями, регулирующими частоту, и диспетчерским пунктом должны быть каналы телеизмерения двухстороннего действия (передача показания нагрузки со станции на диспетчерский пункт и передача автоматического приказания с диспетчерского пункта на станцию).

На каждом агрегате, принимающем участие в регулировании, устанавливается регулятор частоты. Такое регулирование является астатическим с точки зрения поддержания частоты в системе и статическим с точки зрения распределения нагрузок между генераторами. Оно обеспечивает устойчивое распределение нагрузок между регулирующими генераторами.

Распределение нагрузки между агрегатами, регулирующими частоту, осуществляется с помощью устройства распределения активных нагрузок. Последнее, суммируя всю нагрузку, приходящуюся на регулирующие агрегаты, делит ее между ними в определенном заданном соотношении.

Метод мнимого статизм позволяет также регулировать частоту в системе несколькими станциями и при этом будет соблюдаться заданное соотношение нагрузок как между станциями, так и между отдельными агрегатами.

Метод синхронного времени

Этот метод использует отклонение синхронного времени от астрономического в качестве критерия для регулирования частоты в энергосистемах несколькими станциями без применения средств телемеханики. В основу данного метода положена статическая зависимость отклонения синхронного времени от астрономического, начиная с некоторого момента времени.

При нормальной синхронной скорости роторов турбогенераторов системы и равенстве моментов вращения и моментов сопротивления ротор синхронного двигателя будет вращаться с одинаковой скоростью. Если на ось ротора синхронного двигателя насадить стрелку, то она в некотором масштабе будет показывать время. Поставив соответствующую передачу между валом синхронного двигателя и осью стрелки, можно добиться, что стрелка будет вращаться со скоростью часовой, минутной или секундной стрелки часов.

Время, показываемое данной стрелкой, и называется синхронным временем. Астрономическое время получают от источников точного времени или от эталонов частоты электрического тока.

Метод одновременного регулирования по астатической и статической характеристике

Сущность данного метода заключается в следующем. В энергосистеме выделяются две регулирующие станции, из них одна работает по астатической характеристике, а вторая — по статической с небольшим коэффициентом статизма. При небольших отклонениях действительного графика нагрузки от диспетчерского все колебания нагрузки будет воспринимать станция с астатической характеристикой.

Регулирующая станция со статической характеристикой в этом случае будет принимать участие в регулировании только в переходном режиме, не допуская больших отклонений частоты. По исчерпании регулировочного диапазона первой станции в регулирование вступает вторая станция. В данном случае новое установившееся значение частоты будет отличным от номинального.

До тех пор, пока частоту регулирует первая станция, нагрузка базисных станций будет оставаться неизменной. При регулировании второй станцией нагрузка на базисных станциях будет отклоняться от экономической. Достоинства, так же как и недостатки, данного метода очевидны.

Метод регулирования с блокировкой по мощности

Данный метод заключается в том, что каждая из энергосистем, входящих в объединение, привлекается к регулированию частоты только в том случае, если отклонение частоты вызвано изменением нагрузки в ней самой. Метод основан на следующем свойстве объединенных энергосистем.

Если в какой-либо энергосистеме увеличилась нагрузка, то в ней уменьшению частоты сопутствует уменьшение отдаваемой обменной мощности, в то время как в остальных энергосистемах уменьшению частоты сопутствует увеличение отдаваемой обменной мощности.

Это объясняется тем, что все агрегаты, имея статические регулировочные характеристики, стремясь поддержать частоту, увеличивают отдаваемую мощность. Таким образом, для энергосистемы, в которой возникло изменение нагрузки, знак отклонения частоты и знак отклонения обменной мощности совпадает, а в остальных энергосистемах эти знаки неодинаковы.

В каждой энергосистеме выделяется одна регулирующая станция, на которой устанавливаются регуляторы частоты и блокирующее реле обменной мощности.

Второй способ имеет преимущество перед первым, если допускается действие регулятора обменной мощности при номинальной частоте.

При изменении нагрузки в данной энергосистеме знаки отклонения частоты и обменной мощности совпадают, цепь регулирования не блокируется и под действием регулятора частоты увеличивается или уменьшается нагрузка на агрегатах данной системы. В других энергосистемах знаки отклонения частоты и обменной мощности разные и поэтому цепи регулирования заблокированы.

Для регулирования по данному методу требуется наличие телеканалов между подстанцией, от которой отходит соединительная линия в другую энергосистему, и станцией, регулирующей частоту или обменный поток. Метод регулирования с блокировкой может успешно применяться в тех случаях, когда энергосистемы соединены только одной связью друг с другом.

Метод частотной системы

В объединенной системе, включающей несколько энергосистем, регулирование частоты иногда поручается одной системе, а остальные контролируют передаваемую мощность.

Метод внутреннего статизма

Данный метод является дальнейшим усовершенствованием метода регулирования с блокировкой. Блокирование или усиление действия регулятора частоты осуществляется не специальными реле мощности, а путём создания статизма по передираемой (обменной) мощности между системами.

В каждой из параллельно работающих энергосистем выделяется по одной регулирующей станции, на которой устанавливаются регуляторы, имеющие статизм по обменной мощности. Регуляторы реагируют как на абсолютное значение частоты, так и на обменную мощность, при этом последняя поддерживается неизменной, а частота равной номинальной.

Практически в энергосистеме в течение суток нагрузка не остается неизменной, а меняется в соответствии с графиком нагрузки, также не остаются неизменными количество и мощность генераторов в системе и заданная обменная мощность. В силу этого коэффициент статизма системы не остается постоянным.

При большей генерирующей мощности в системе он меньше и при меньшей мощности, наоборот, коэффициент статизма системы больше. Поэтому требуемое условие равенства коэффициентов статизма не всегда будет выполняться. Это приведет к тому, что при изменении нагрузки в одной энергосистеме будут приходить в действие регуляторы частоты в обеих энергосистемах.

В энергосистеме, где возникло отклонение нагрузки, регулятор частоты в течение всего процесса регулирования будет действовать все время в одном направлении, стремясь компенсировать возникший небаланс. Во второй энергосистеме действие регулятора частоты будет двухсторонним.

Если коэффициент статизма регулятора по обменной мощности больше коэффициента статизма системы, то в начале процесса регулирования регулирующая станция данной энергосистемы будет уменьшать нагрузку, способствуя этим самым увеличению обменной мощности, а затем повышать нагрузку, чтобы восстановить заданное значение обменной мощности при номинальной частоте.

Когда коэффициент статизма регулятора по обменной мощности меньше коэффициента статизма системы то последовательность регулирования во второй энергосистеме будет обратной (сначала будет увеличиваться впуск движущего фактора, а затем уменьшаться).

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник