(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)電廠自動調壓裝置（AVC）由一臺上位機和四臺下位機組成，上位機安裝于#1機集控室調度臺，四臺下位機分別安裝于四臺發(fā)電機的電氣保護室，經通訊電纜與上位機鏈接，接受上位機的指令對各自的發(fā)電機勵磁調節(jié)器進行調節(jié)；上位機經通信電纜鏈接遠動裝置（RTU），接收省調指令，經運算后向下位機轉發(fā)。由執(zhí)行終端輸出增減磁信號給

2、勵磁系統(tǒng)，調節(jié)機組無功功率，發(fā)電機無功出力與機端電壓受其勵磁電流的影響，當勵磁電流發(fā)生改變時，發(fā)電機的無功出力與機端電壓也隨之增減，并通過機端變壓器進一步影響到母線電壓的高低，勵磁電流的增減可通過改變勵磁調節(jié)器(AVR)給定值實現(xiàn)。 </p><p>　　關鍵詞：自動調壓裝置；勵磁系統(tǒng)；調節(jié)；控制； </p><p>　　中圖分類號： TM714 文獻標識碼： 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，電網規(guī)模的不斷擴大，電力系統(tǒng)的安全、經濟運行已成為電力生產的重大課題。必須不斷采用新技術在保證電力系統(tǒng)安全運行的前提下，提高電能質量、降低網絡元件中的電能損耗，從而獲得滿足安全運行條件下的最大經濟性和最好的電能質量。其中電網的自動電壓控制及無功優(yōu)化(簡稱AVC)就是電力生產中提高電能質量，降低網損的重要手段。自動電壓無功調控系統(tǒng)AVC系統(tǒng)將發(fā)電廠母線電壓的調

4、整由人工監(jiān)控改為自動調控，具有以下意義： 1.提高穩(wěn)定水平，網內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，從而大大提高電網安全穩(wěn)定水平和機組運行穩(wěn)定水平。 2.改善電壓質量，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節(jié)的情況，有效降低了運行人員的工作強度。 二、國內無功電壓控制現(xiàn)狀 國內目前對發(fā)電廠無功電壓的管理考核方式，主要是由調度中心按照高峰、平谷和低谷等不同時段劃分母線

5、電壓控制范圍，按季度向各發(fā)電廠下達曲線指標，發(fā)電廠則根據(jù)曲線要求，實行人工24小時連續(xù)監(jiān)視盤表，及時調節(jié)發(fā)電機無功出力，以維持母線電壓在合格范圍內。這種沿用了多年的</p><p>　　三、AVC實施方案 1.電廠側AVC實施方案 在發(fā)電側增設一套電壓無功自動調控系統(tǒng)，與調度中心共同組成AVC系統(tǒng)，以主站-子站星型網絡方式運行，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)通信網互連并完成信息交換。我廠自動調壓裝置

6、（AVC）由一臺上位機和四臺下位機組成，上位機安裝于#1機集控室調度臺，四臺下位機分別安裝于四臺發(fā)電機的電氣保護室，經通訊電纜與上位機鏈接，接受上位機的指令對各自的發(fā)電機勵磁調節(jié)器進行調節(jié)；上位機經通信電纜鏈接遠動裝置（RTU），接收省調指令，經運算后向下位機轉發(fā)。由執(zhí)行終端輸出增減磁信號給勵磁系統(tǒng)，調節(jié)機組無功功率，發(fā)電機無功出力與機端電壓受其勵磁電流的影響，當勵磁電流發(fā)生改變時，發(fā)電機的無功出力與機端電壓也隨之增減，并通過機端變壓器

7、進一步影響到母線電壓的高低，勵磁電流的增減可通過改變勵磁調節(jié)器(AVR)給定值實現(xiàn)。 </p><p>　　2.接口與基本參數(shù) </p><p>　　2.1控制對象 發(fā)電機勵磁系統(tǒng)增減磁設定與有DCS的機組接口 </p><p>　　圖為具有DCS系統(tǒng)機組的AVC接線，首先，DCS需要具備能夠根據(jù)無功目標調整勵磁設定的功能（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）或提供4－20mA模擬量目標輸出同DCS接口，并同DCS有相應的握手信號。DCS返回的AVC投應答信號應該是DCS和AVC工作正常的標志。AVC投退請求和AVC應答為AVC裝置之間的握手信號，為繼電器空接點。當AVC要投入時，AVC投退請求有效，DCS收到該請求，且DCS允許投時使AVC應答信號有效，AVC裝置得到這個信號后就可以向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)，設置無功、機端電壓、定子電流、轉子電流、廠用電壓等的上下限保護值，再增加一重保護。通過DCS組態(tài)，也可以實現(xiàn)在DCS界面上對AVC設備的投退。直接控制AVR對于沒有DCS或不便于通過DCS調節(jié)勵磁的機組，AVC設備直接控制機組AVR的增減磁。典型接線圖如下，勵磁手動上調按鈕和下調按鈕為電氣控制臺上原有的勵磁設定按鈕。當AVC裝置投入時，手動自動轉換繼電器將原有的勵磁設定按鈕回路斷開，避免人為誤操作；當AVC裝置退出或裝置

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

11、流上下限； ü 高壓側母線電壓上下限； ü AVR自動信號消失； ü 實時數(shù)據(jù)波動過于劇烈，超過設定值； ü 實時數(shù)據(jù)不刷新； ü 省調通信中斷； 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)運行。 ü 開環(huán)：AVC子站系統(tǒng)根據(jù)本地

12、設定電壓運行。 </p><p>　　四、研究的難點和重點 （1） 本文著重闡述該系統(tǒng)如何通過合理的硬件配置實現(xiàn)安全可靠運行、如何實現(xiàn)人性化、可視化、智能化的軟件系統(tǒng)配置。 （2） 在參數(shù)設定中，既要保證電網電壓及無功優(yōu)化問題、又要考慮到本廠汽輪發(fā)電機組在調節(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節(jié)死區(qū)、脈沖計算斜率、最大脈沖寬度的定值是AVR成功運行的關鍵因素，也是本文的重點和難點。 （3）自動

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

14、值，以適應電力設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， 大機組無功出力分配必須滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，單機無功必須滿足P-Q曲線，保證了機組安全運行，盡可能地降低了電網的有功功率損耗，取得較好的經濟效益。 </p><p>　　六、參考文獻 [1]趙文博.地區(qū)電網AVC系統(tǒng)的設計及實現(xiàn).自動化應用，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)調方法(一)變電站內協(xié)調電 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 電網無功電壓控制模式的演化分析[J].清華大學學報（自然科學版）2008(01). </p&g