(avc)自動電壓控制及無功優(yōu)化系統(tǒng)改造

1、<p>　　(AVC)自動電壓控制及無功優(yōu)化系統(tǒng)改造</p><p>　　摘 要：大唐洛陽首陽山發(fā)電廠自動調(diào)壓裝置（AVC）由一臺上位機(jī)和四臺下位機(jī)組成，上位機(jī)安裝于#1機(jī)集控室調(diào)度臺，四臺下位機(jī)分別安裝于四臺發(fā)電機(jī)的電氣保護(hù)室，經(jīng)通訊電纜與上位機(jī)鏈接，接受上位機(jī)的指令對各自的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)；上位機(jī)經(jīng)通信電纜鏈接遠(yuǎn)動裝置（RTU），接收省調(diào)指令，經(jīng)運(yùn)算后向下位機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。由執(zhí)行終端輸出增減磁信號給

2、勵(lì)磁系統(tǒng)，調(diào)節(jié)機(jī)組無功功率，發(fā)電機(jī)無功出力與機(jī)端電壓受其勵(lì)磁電流的影響，當(dāng)勵(lì)磁電流發(fā)生改變時(shí)，發(fā)電機(jī)的無功出力與機(jī)端電壓也隨之增減，并通過機(jī)端變壓器進(jìn)一步影響到母線電壓的高低，勵(lì)磁電流的增減可通過改變勵(lì)磁調(diào)節(jié)器(AVR)給定值實(shí)現(xiàn)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：自動調(diào)壓裝置；勵(lì)磁系統(tǒng)；調(diào)節(jié)；控制； </p><p>　　中圖分類號： TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：一、 前言 &

3、lt;/p><p>　　近年來，隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行已成為電力生產(chǎn)的重大課題。必須不斷采用新技術(shù)在保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，提高電能質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)元件中的電能損耗，從而獲得滿足安全運(yùn)行條件下的最大經(jīng)濟(jì)性和最好的電能質(zhì)量。其中電網(wǎng)的自動電壓控制及無功優(yōu)化(簡稱AVC)就是電力生產(chǎn)中提高電能質(zhì)量，降低網(wǎng)損的重要手段。自動電壓無功調(diào)控系統(tǒng)AVC系統(tǒng)將發(fā)電廠母線電壓的調(diào)

4、整由人工監(jiān)控改為自動調(diào)控，具有以下意義： 1.提高穩(wěn)定水平，網(wǎng)內(nèi)電廠全部投入裝置后，通過合理分配無功，可將系統(tǒng)電壓和無功儲備保持在較高的水平，從而大大提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平和機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定水平。 2.改善電壓質(zhì)量，電壓監(jiān)督電壓合格率得到大幅度提高。 3.消除了人為因素引起誤調(diào)節(jié)的情況，有效降低了運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度。 二、國內(nèi)無功電壓控制現(xiàn)狀 國內(nèi)目前對發(fā)電廠無功電壓的管理考核方式，主要是由調(diào)度中心按照高峰、平谷和低谷等不同時(shí)段劃分母線

5、電壓控制范圍，按季度向各發(fā)電廠下達(dá)曲線指標(biāo)，發(fā)電廠則根據(jù)曲線要求，實(shí)行人工24小時(shí)連續(xù)監(jiān)視盤表，及時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)無功出力，以維持母線電壓在合格范圍內(nèi)。這種沿用了多年的</p><p>　　三、AVC實(shí)施方案 1.電廠側(cè)AVC實(shí)施方案 在發(fā)電側(cè)增設(shè)一套電壓無功自動調(diào)控系統(tǒng)，與調(diào)度中心共同組成AVC系統(tǒng)，以主站-子站星型網(wǎng)絡(luò)方式運(yùn)行，主站和子站系統(tǒng)之間通過現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及數(shù)據(jù)通信網(wǎng)互連并完成信息交換。我廠自動調(diào)壓裝置

6、（AVC）由一臺上位機(jī)和四臺下位機(jī)組成，上位機(jī)安裝于#1機(jī)集控室調(diào)度臺，四臺下位機(jī)分別安裝于四臺發(fā)電機(jī)的電氣保護(hù)室，經(jīng)通訊電纜與上位機(jī)鏈接，接受上位機(jī)的指令對各自的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)；上位機(jī)經(jīng)通信電纜鏈接遠(yuǎn)動裝置（RTU），接收省調(diào)指令，經(jīng)運(yùn)算后向下位機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。由執(zhí)行終端輸出增減磁信號給勵(lì)磁系統(tǒng)，調(diào)節(jié)機(jī)組無功功率，發(fā)電機(jī)無功出力與機(jī)端電壓受其勵(lì)磁電流的影響，當(dāng)勵(lì)磁電流發(fā)生改變時(shí)，發(fā)電機(jī)的無功出力與機(jī)端電壓也隨之增減，并通過機(jī)端變壓器

7、進(jìn)一步影響到母線電壓的高低，勵(lì)磁電流的增減可通過改變勵(lì)磁調(diào)節(jié)器(AVR)給定值實(shí)現(xiàn)。 </p><p>　　2.接口與基本參數(shù) </p><p>　　2.1控制對象 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)增減磁設(shè)定與有DCS的機(jī)組接口 </p><p>　　圖為具有DCS系統(tǒng)機(jī)組的AVC接線，首先，DCS需要具備能夠根據(jù)無功目標(biāo)調(diào)整勵(lì)磁設(shè)定的功能（需要對DCS做配置）。AVC裝置可以通過發(fā)

8、增減磁脈沖（干接點(diǎn)）或提供4－20mA模擬量目標(biāo)輸出同DCS接口，并同DCS有相應(yīng)的握手信號。DCS返回的AVC投應(yīng)答信號應(yīng)該是DCS和AVC工作正常的標(biāo)志。AVC投退請求和AVC應(yīng)答為AVC裝置之間的握手信號，為繼電器空接點(diǎn)。當(dāng)AVC要投入時(shí)，AVC投退請求有效，DCS收到該請求，且DCS允許投時(shí)使AVC應(yīng)答信號有效，AVC裝置得到這個(gè)信號后就可以向DCS發(fā)無功控制信號了。 </p><p>　　如有可能，可以

9、通過DCS組態(tài)，設(shè)置無功、機(jī)端電壓、定子電流、轉(zhuǎn)子電流、廠用電壓等的上下限保護(hù)值，再增加一重保護(hù)。通過DCS組態(tài)，也可以實(shí)現(xiàn)在DCS界面上對AVC設(shè)備的投退。直接控制AVR對于沒有DCS或不便于通過DCS調(diào)節(jié)勵(lì)磁的機(jī)組，AVC設(shè)備直接控制機(jī)組AVR的增減磁。典型接線圖如下，勵(lì)磁手動上調(diào)按鈕和下調(diào)按鈕為電氣控制臺上原有的勵(lì)磁設(shè)定按鈕。當(dāng)AVC裝置投入時(shí)，手動自動轉(zhuǎn)換繼電器將原有的勵(lì)磁設(shè)定按鈕回路斷開，避免人為誤操作；當(dāng)AVC裝置退出或裝置

10、掉電時(shí)，轉(zhuǎn)換繼電器釋放，恢復(fù)電氣控制臺上原有的勵(lì)磁設(shè)定按鈕的控制功能。銥控AVC裝置可以提供脈寬、限制脈寬、脈沖和模擬量輸出4種調(diào)節(jié)模式。2.2運(yùn)行約束條件 ü AVC主站下發(fā)的調(diào)節(jié)信號突變限值； ü AVC主站控制無效時(shí)間限值； ü 發(fā)電機(jī)參與調(diào)節(jié)的有功功率限值； ü 發(fā)電機(jī)在不同的有功出力下對應(yīng)的無功功率上下限； ü 發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓上下限； ü 發(fā)電機(jī)的機(jī)端電

11、流上下限； ü 高壓側(cè)母線電壓上下限； ü AVR自動信號消失； ü 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)波動過于劇烈，超過設(shè)定值； ü 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不刷新； ü 省調(diào)通信中斷； ü R</p><p>　　2.3AVC子站的控制模式 ü 退出：只能工作在研究方式下。 ü 閉環(huán)：AVC主站與子站閉環(huán)運(yùn)行。 ü 開環(huán)：AVC子站系統(tǒng)根據(jù)本地

12、設(shè)定電壓運(yùn)行。 </p><p>　　四、研究的難點(diǎn)和重點(diǎn) （1） 本文著重闡述該系統(tǒng)如何通過合理的硬件配置實(shí)現(xiàn)安全可靠運(yùn)行、如何實(shí)現(xiàn)人性化、可視化、智能化的軟件系統(tǒng)配置。 （2） 在參數(shù)設(shè)定中，既要保證電網(wǎng)電壓及無功優(yōu)化問題、又要考慮到本廠汽輪發(fā)電機(jī)組在調(diào)節(jié)過程中的安全穩(wěn)定問題，因此AVR執(zhí)行終端的無功功率調(diào)節(jié)死區(qū)、脈沖計(jì)算斜率、最大脈沖寬度的定值是AVR成功運(yùn)行的關(guān)鍵因素，也是本文的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 （3）自動

13、電壓調(diào)控系統(tǒng)的各種限制功能必須與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)AVR的各種限制以及和發(fā)變組保護(hù)很好的配合。根據(jù)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系各種限制數(shù)據(jù)以及發(fā)電機(jī)P-Q曲線、發(fā)變組保護(hù)定值對自動電壓調(diào)控系統(tǒng)定值進(jìn)合理整定，杜絕配合不好帶來的不良后果。 </p><p>　　五、預(yù)期成果 本研究成功投入使用后，將發(fā)電廠母線電壓的調(diào)整由人工監(jiān)控改為自動調(diào)控，消除了人為因素引起誤調(diào)節(jié)的情況，有效降低了運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，保證系統(tǒng)電壓低于規(guī)定的最大數(shù)

14、值，以適應(yīng)電力設(shè)備的絕緣水平和避免變壓器過飽和，并向用戶提供合理的最高水平電壓， 大機(jī)組無功出力分配必須滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，單機(jī)無功必須滿足P-Q曲線，保證了機(jī)組安全運(yùn)行，盡可能地降低了電網(wǎng)的有功功率損耗，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 </p><p>　　六、參考文獻(xiàn) [1]趙文博.地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).自動化應(yīng)用，2010年第05期. </p><p>　　[2]郭慶來. 自動電壓

15、控制中連續(xù)變量與離散變量的協(xié)調(diào)方法(一)變電站內(nèi)協(xié)調(diào)電 壓控制 [J].電力系統(tǒng)自動化2008(08) . </p><p>　　[3]孫鳴.吳兆文.李家仁 電廠側(cè)AVC子站系統(tǒng)控制策略的研究[J].儀器儀表用戶2008(03). </p><p>　　[4]郭慶來.張伯明.孫宏斌.吳文傳 電網(wǎng)無功電壓控制模式的演化分析[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）2008(01). </p&g