В электроэнергетической системе , управление автоматической генерации ( АРУ ) представляет собой систему для регулировки выходной мощности нескольких генераторов на различных электростанциях , в ответ на изменения нагрузки. Поскольку для энергосистемы требуется, чтобы генерация и нагрузка были сбалансированы момент за моментом, необходимы частые корректировки выходной мощности генераторов. О балансе можно судить, измерив системную частоту ; если он увеличивается, вырабатывается больше энергии, чем используется, что заставляет все машины в системе ускоряться. Если частота системы снижается, на систему оказывается больше нагрузки, чем может обеспечить мгновенная генерация, что приводит к замедлению работы всех генераторов.
История [ править ]
До использования автоматического управления генерацией один генераторный блок в системе должен был быть назначен регулирующим блоком и регулироваться вручную для управления балансом между генерацией и нагрузкой для поддержания частоты системы на желаемом значении. Остальные агрегаты будут управляться со снижением скорости, чтобы распределять нагрузку пропорционально их номинальным характеристикам. В автоматических системах многие блоки в системе могут участвовать в регулировании, уменьшая износ органов управления одного блока и повышая общую эффективность, стабильность и экономичность системы.
В тех случаях, когда сеть имеет межсетевые соединения с соседними контрольными зонами, автоматическое управление генерацией помогает поддерживать передачи электроэнергии по соединительным линиям на запланированных уровнях. Благодаря компьютерным системам управления и множеству входов, автоматическая система управления генерацией может учитывать такие вопросы, как наиболее экономичные блоки для настройки, координацию тепловых, гидроэлектрических и других типов генерации и даже ограничения, связанные со стабильностью система и мощность присоединений к другим электрическим сетям. [1]
Типы [ править ]
Регулятор турбины [ править ]
Турбинные генераторы в энергосистеме накапливают кинетическую энергию из-за их больших вращающихся масс. Вся кинетическая энергия, запасенная в энергосистеме во вращающихся массах, является частью инерции сети. Когда нагрузка на систему увеличивается, инерция сети изначально используется для питания нагрузки. Однако это приводит к уменьшению накопленной кинетической энергии турбогенераторов. Поскольку механическая мощность этих турбин коррелирует с поставляемой электрической мощностью, у турбинных генераторов наблюдается уменьшение угловой скорости, что прямо пропорционально уменьшению частоты синхронных генераторов.
Задача регулятора турбины (TGC) - поддерживать желаемую частоту системы путем регулирования механической выходной мощности турбины. [2] Эти контроллеры стали автоматизированными, и в установившемся режиме отношение частоты к мощности для управления турбиной-регулятором выглядит следующим образом:
куда,
изменение выходной механической мощности турбины
изменение уставки эталонной мощности
постоянная регулирования, которая количественно определяет чувствительность генератора к изменению частоты.
изменение частоты.
Для паровых турбин управление паровой турбиной регулирует механическую мощность турбины, увеличивая или уменьшая количество пара, поступающего в турбину через дроссельный клапан.
Регулировка частоты нагрузки [ править ]
Управление частотой нагрузки (LFC) используется, чтобы позволить области сначала удовлетворить свои собственные требования к нагрузке, а затем помочь в возврате установившейся частоты системы Δf к нулю. [3] Регулировка частоты нагрузки работает с временем отклика в несколько секунд, чтобы поддерживать стабильную частоту системы.
Экономическая отправка [ править ]
Целью экономической диспетчеризации является минимизация общих эксплуатационных расходов в районе путем определения того, насколько реальная выходная мощность каждого энергоблока будет соответствовать заданной нагрузке. [4] У генерирующих агрегатов разные затраты на производство единицы электроэнергии и разные затраты на потери при передаче энергии на нагрузку. Алгоритм экономической диспетчеризации будет запускаться каждые несколько минут для выбора комбинации уставок мощности генерирующего блока, которая минимизирует общие затраты, с учетом ограничений по передаче или безопасности системы от сбоев. [5] Дополнительные ограничения могут быть наложены водоснабжением гидроэлектростанций или наличием энергии солнца и ветра.
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Роберт Гершель Миллер, Джеймс Х. Малиновски, Эксплуатация энергосистемы , McGraw-Hill Professional, 1994 ISBN 0-07-041977-9 , стр. 86-87
- ^ Гловер, Дункан Дж. И др. Анализ и проектирование энергосистемы. 5-е издание. Cengage Learning. 2012. С. 657-658.
- ^ Гловер, Дункан Дж. И др. Анализ и проектирование энергосистемы. 5-е издание. Cengage Learning. 2012. С. 663.
- ^ Гловер, Дункан Дж. И др. Анализ и проектирование энергосистемы. 5-е издание. Cengage Learning. 2012. С. 667.
- ^ Ричард С. Дорф (редактор), Раздел 9.3 «Автоматическое управление генерацией» в Справочнике по электротехнике Тейлор и Фрэнсис, 2006 ISBN 978-0-8493-2274-7
