Регулирование мощности

Как правило, в энергосистемах находится в эксплуатации большое число не однотипных агрегатов с резко различающимися энергетическими характеристиками. Для каждого значения суммарной мощности, потребляемой в энергосистеме, существует единственное распределение нагрузок, обеспечивающее наивысшую экономичность выработки электроэнергии. Отступления от этого оптимального распределения нагрузок могут привести к значительному снижению экономичности. Поэтому в конечном счете задача регулирования энергосистем сводится к оптимальному распределению между электростанциями и от-, дельными агрегатами неплановых отклонений мощности. Эта задача в принципе не может быть решена регуляторами скорости энергетических агрегатов и регуляторами частоты энергосистем. Заданное значение мощности для каждой электростанции устанавливается службой оперативного диспетчерского управления энергосистемы или управляющей вычислительной машиной автоматизированной системы диспетчерского управления. Обще станционное значение мощности распределяется между отдельными агрегатами или эксплуатационным персоналом, или системой группового регулирования активной мощности. В простейшем случае система группового регулирования не имеет обратной связи и представляет собой устройство, распределяющее нагрузки между агрегатами согласно заранее построенной карте режимов электростанции. Выходной сигнал этого устройства, пропорциональный заданному значению мощности //ад агрегата, поступает на механизм управления АСР блока. Это управляющее воздействие смещает в нужное положение 2 (см. рис. 4.2) статическую характеристику регулирования блока. Дальнейший перевод блока к новой заданной мощности N2 (рабочей точке D) выполняет его система регулирования.
Через систему группового регулирования в АСР блока могут вводиться также другие управляющие сигналы регуляторов и противоаварийной автоматики энергосистем. По отношению к отмеченным управляющим воздействиям, представляющим собой задание величины Мод для поддержания требуемой мощности, система регулирования блока является системой автоматического регулирования мощности. АСР блока, не содержащая специальных устройств для автоматического контроля соответствия между заданной и фактической мощностью блока, представляет собой разомкнутую систему регулирования мощности.
В последнее время все шире применяют замкнутые АСР мощности, в которых применен регулятор мощности, сравнивающий заданное и фактическое значения мощности. Наиболее распространены схемы, в которых регулятор мощности передает свой выходной сигнал медленнодействующему механизму управления турбины или АСР котла [88, 109, 110, 112]. В отдельных случаях находят применение схемы, в которых регулятор мощности подключен к быстродействующему электрогидравлическому преобразователю АСР турбины [100, 157]. В качестве входной величины регулятора мощности применяют или электрическую мощность, отдаваемую генератором в сеть, или паровую (механическую) мощность турбины. Для медленных процессов, например для оптимального распределения нагрузок, обе величины равноценны; некоторое преимущество имеет электрическая мощность, более простая в измерении, хотя, например, для теплофикационных турбин более предпочтительно измерение расхода пара турбиной, характеризующего суммарную (электрическую и тепловую) нагрузку. При быстропротекающих процессах, например при аварийных ситуациях в энергосистемах, определенное предпочтение следует отдать регулированию непосредственно мощности турбины, поскольку значение мощности, отдаваемой генератором в сеть, зависит не только от вырабатываемой мощности, но и от процессов в энергосистеме.
Если выходной сигнал регулятора мощности вводится в АСР турбины через медленнодействующий механизм управления, то он не препятствует быстродействующему регулятору скорости оказывать кратковременные воздействия на регулирующие клапаны, необходимые, в частности, для подавления высокочастотных колебаний частоты в энергосистеме при первичном регулировании. Однако в статике ПИ-регулятор мощности полностью ликвидирует воздействие регулятора скорости. Чтобы сохранить реакцию блоков на отклонения частоты в энергосистеме, применяют регуляторы мощности с коррекцией по частоте, в цепь задания которых вводят сигнал, пропорциональный отклонению частоты от номинального значения. Для базовых блоков в характеристику частотного корректора вводят зону нечувствительности. При этом блок не реагирует на отклонения частоты, не превышающие нечувствительности, но изменяет свою мощность при больших отклонениях частоты.