自动电压无功调控系统AVC在电厂的应用

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2、节芈衿袁肅薇袈羃芁蒃袇肆肄葿袆袅荿莅袅羈膂蚄袄肀莇薀袃膂膀蒆袃袂莆莂蕿羄膈芈薈肇莄薆薇螆膇薂薇罿蒂蒈薆肁芅莄薅膃肈蚃薄袃芃蕿薃羅肆蒅蚂肈节莁蚁螇肄芇蚁衿芀蚅蚀肂肃薁虿膄莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈螅螈莅蒄螅袀膈莀螄羃莃芆螃膅膆蚅螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿节芈衿袁肅薇袈羃芁蒃袇肆肄葿袆袅荿莅袅羈膂蚄 自动电压无功调控系统AVC在电厂的应用 作者:师淑英 常小冰 2009-4-27 10:14:44(阅956次)摘要：本文从无功电压控制的现状，介绍了自动电压无功调控系统AVC控制的必要性，以及发电厂侧AVC控制基本原理和控制方案的实现。 关键词：无功、自动电压无功调控、AVC、电压一、AVC系统

3、基本概述随着大机组、超高压电网的形成，电压不仅是电网电能质量的一项重要指标，而且是保证大电网安全稳定运行和经济运行的重要因素。在现代超高压电网中，需要对系统电压和无功实现如下控制：1系统电压必须大于某一最低数值，以保证电力系统静态和暂态的运行稳定性，以及变压器带负荷调压分接头的运行范围和厂用电的运行；2正常情况下，电网必须具有规定的无功功率储备，以保证事故后的系统电压不低于规定的数值，防止出现电压崩溃事故和同步稳定破坏；3保证系统电压低于规定的最大数值，以适应电力设备的绝缘水平和避免变压器过饱和，并向用户提供合理的最高水平电压；4大机组无功出力分配必须满足系统稳定的要求，单机无功必须满足P-Q

4、曲线，保证机组安全运行；5满足上述电压条件下，尽可能降低电网的有功功率损耗，以取得经济效益。发电机组励磁调节系统是电力系统中最重要的无功电压控制系统，响应速度快，可控制量大，无论是正常运行时保证电压水平和紧急控制时防止电压崩溃，都起着重要的作用。发电机无功出力与机端电压受其励磁电流的影响，当励磁电流发生改变时，发电机的无功出力与机端电压也随之增减，并通过机端变压器进一步影响到母线电压的高低，励磁电流的增减可通过改变励磁调节器(AVR)给定值实现。所以系统的无功电压控制通过励磁系统来实现。自动电压调控系统AVC是通过改变发电机AVR的给定值来改变机端电压和发电机输出无功的。二、国内无功电压控制现

5、状国内目前对发电厂无功电压的管理考核方式，主要是由调度中心按照高峰、平谷和低谷等不同时段划分母线电压控制范围，按季度向各发电厂下达曲线指标，发电厂则根据曲线要求，实行人工24小时连续监视盘表，及时调节发电机无功出力，以维持母线电压在合格范围内。这种沿用了多年的就地分散控制管理模式，在当前电网结构日益复杂的形势下逐渐暴露出了一些弊端，存在的主要问题是：1.事先给定的电压曲线和无功设备运行计划是离线确定的，并不能反映电网的实际情况，按照这种方式进行调节往往带来安全隐患。2电网运行人员需要时刻监视系统电压无功情况，并进行人工调整，工作强度大，而且往往会造成电网电压波动大；3电厂之间，无功调节对相互母

6、线电压影响大，无功调节矛盾突出。由于各电厂只关注自身母线电压，没有从全局角度协调无功分配，电网无功功率无谓搬运现象突出，经常出现无功环流现象，造成不必要的有功损耗。各厂、站无功电压控制没有进行协调，造成电网运行不经济。上述问题的存在，既增加机组进相深度，影响机组和电网安全稳定运行，也使网损增加，影响经济性。因此，有必要发展AVC(自动电压控制)系统，从全局对电网无功潮流和发电机组无功功率进行协调控制，实现电厂母线电压和无功功率的自动调控，合理协调电网无功分布，以保证电网安全稳定运行，提高电压质量和减少网损，降低运行人员劳动强度。近几年来国际上几次重大的电网事故如美加大停电，都有无功电压的问题造

7、成电压崩溃，致使电网瘫痪。无功电压自动控制技术越来越引起重视，在华北电网，基于分层分区控制技术的二/三次电压控制技术在某些电厂逐步进入应用，下面重点讲述电厂侧无功电压控制方案。三、无功电压控制策略系统电压的全局控制分为三个层次，一级电压控制、二级电压控制、和三级电压控制，一级电压控制为单元控制，控制器为励磁调节器，控制时间常数一般为豪秒级。二级电压控制为本地控制，控制器为发电厂侧电压无功自动调控装置，时间常数为秒分钟级，控制的主要目的是协调本地的一级控制器，保证母线电压或全厂总无功等于设定值，如果控制目标产生偏差，二级电压控制器则按照预定的控制规律改变一级电压控制器的设定值。三级电压控制为全局

8、控制，时间常数为分钟-小时级，它以全系统的安全、经济运行为优化目标，给出各厂站的优化结果，并下达给二级控制器，作为二级控制器的跟踪目标。四、发电厂侧AVC实施方案1、电厂侧自动电压控制方案1.1 自动电压无功调控系统基本原理发电机无功出力与机端电压受其励磁电流的影响，当励磁电流发生改变时，发电机的无功出力与机端电压也随之增减，并通过主变压器进一步影响到母线电压。励磁电流的增减则可通过改变励磁调节器(AVR)电压给定值实现。 基本原理是发电侧远程接收主站端AVC控制指令，通过动态调节励磁调节器的电压给定值，改变发电机励磁电流来实现电压无功自动调控。 1.2 自动电压无功调控系统控制方案在发电侧增

9、设一套电压无功自动调控系统，与调度中心共同组成AVC系统，以主站子站星型网络方式运行，主站和子站系统之间通过现有数据采集系统及数据通信网互连并完成信息交换。王滩电厂的系统框图具有典型意义。 王滩电厂自动电压控制（AVC）系统框图说明：1、绿色部分为调度端设备； 2、蓝色部分为王滩电厂已具备设备和联结； 3、黄色部分为本工程新增设备和联结；调度中心AVC主站根据系统电压及无功分布，定时计算各受控点高压侧母线电压目标，并将目标指令下发到发电侧AVC子站。华北电网AVC系统中，主站定时向发电侧子站下发母线电压指令，指令采用遥调方式下达。具体下达方式为：主站每隔一段时间（不超过15分钟）,以通讯方式向

10、发电厂RTU发送遥调量指令，电厂RTU将遥调量转换为一路420mA模拟量输出，使用铜质屏蔽电缆送至AVC子站的模拟量采集单元，经A/D转换后以通讯方式将转换结果送至AVC中控单元，解析后得到主站下发的遥调量，根据下述指令约定获得母线电压目标指令。 子站中控单元根据接收到的电压目标指令，计算各机组无功出力需求，以机组的实时数据和状态信号作为参考量，动态调节AVR电压给定值，从而实现对目标指令的自动跟踪和控制。王滩电厂AVC系统的计算过程为： 机组无功分配时，应保证各机组机端电压在安全极限内，同时尽可能同步变化，保持相似的调控裕度。 在故障或受到扰动情况下，母线电压和无功出力可能会出现波动。为防止

11、对系统和机组造成干扰，系统应及时闭锁控制出口，由机组AVR根据自身逻辑反应，避免出现误调节、频繁调节、振荡调节及其他非理性调节的情况。 当AVC装置异常或约束条件成立时，AVC功能自动退出，并遥控输出一个无源接点信号至调度及电厂运行。 1.3自动电压无功调控系统调试中注意问题。自动电压调控系统的各种限制功能必须与发电机励磁系统AVR的各种限制以及和发变组保护很好的配合。根据发电机励磁系各种限制数据以及发电机P-Q曲线、发变组保护定值对自动电压调控系统定值进合理整定，杜绝配合不好带来的不良后果。 试验时，调度及电厂运行加强监视控制点参数，必要时，无条件退出AVC运行，并恢复参数。 调试中注意和发

12、电厂侧进相数据的配合，调整中要保证6KV厂用电系统的稳定运行，如果调整中6KV电压过低，有必要调整发电机电压定值。 在无功调控设备中采取措施防止增磁和减磁出口继电器接点粘连。 五、建设自动电压无功调控系统AVC系统的意义自动电压无功调控系统AVC系统将发电厂母线电压的调整由人工监控改为自动调控，具有以下意义。1提高稳定水平：网内电厂全部投入装置后，通过合理分配无功，可将系统电压和无功储备保持在较高的水平，从而大大提高电网安全稳定水平和机组运行稳定水平。2改善电压质量：电压监督电压合格率得到大幅度提高。3消除了人为因素引起误调节的情况，有效降低了运行人员的工作强度。来源：河北大唐国际王滩发电有限责任公司 蚀袅膃莅虿羈羅芁螈蚇膁膇莄螀羄肃莄袂腿蒂莃蚂羂莈莂螄芇芃莁袆肀腿莀罿袃蒈荿蚈聿莄蒈螁袁芀蒈袃肇膆蒇薂袀肂蒆螅膅蒁蒅袇羈莇蒄罿膃芃蒃虿羆腿蒂螁膂肅薂袄羅莃薁薃膀艿薀蚆羃芅蕿袈芈膁薈羀肁蒀薇蚀袄莆薆螂聿节薆袅袂膈蚅薄肈肄蚄蚆袁莂蚃蝿肆莈蚂羁衿芄蚁蚁膄膀蚀螃羇葿蚀袅膃莅虿羈羅芁螈蚇膁膇莄螀羄肃莄袂腿蒂莃蚂羂莈莂螄芇芃莁袆肀腿莀罿袃蒈荿蚈聿莄蒈螁袁芀蒈袃肇膆蒇薂袀肂蒆螅膅蒁蒅袇羈莇蒄罿膃芃蒃虿羆腿蒂螁膂肅薂袄羅莃薁薃膀艿薀蚆羃芅蕿袈芈膁薈羀肁蒀薇蚀袄莆薆螂聿节薆袅袂膈蚅薄肈肄蚄蚆袁莂蚃蝿肆莈蚂羁衿芄