淺析AVC裝置運(yùn)行中存在的問題及解決方案

劉 波 馬賢寧 史松梅

（太倉(cāng)港協(xié)鑫發(fā)電有限公司，江蘇 蘇州215433）

1 AVC裝置介紹

無功電壓自動(dòng)控制（AVC）裝置是電網(wǎng)無功電壓控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，是提高電網(wǎng)電壓運(yùn)行管理水平、保證電能質(zhì)量的重要技術(shù)手段，是電網(wǎng)無功電壓優(yōu)化控制系統(tǒng)的前置部分，通過優(yōu)化控制各機(jī)組的無功出力，達(dá)到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)220kV母線電壓的目的。

AVC裝置有2項(xiàng)主要功能，即無功優(yōu)化計(jì)算和無功閉環(huán)調(diào)節(jié)。在計(jì)算過程中要充分考慮機(jī)組的各種約束條件，結(jié)合發(fā)電廠高壓母線電壓值、注入高壓母線的無功及機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)設(shè)定的高壓母線目標(biāo)電壓值，計(jì)算出需要注入高壓母線的無功總量，然后按照既定的策略將無功量合理分配給各機(jī)組，利用發(fā)電廠自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)調(diào)整機(jī)組無功出力或機(jī)端電壓，使高壓母線電壓達(dá)到系統(tǒng)給定值。電廠自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)如圖1所示，圖中的VPset為主站發(fā)給該電廠AVC裝置（或本地設(shè)定）的高壓母線電壓目標(biāo)值。

圖1 電廠側(cè)高壓母線的自動(dòng)電壓控制

我公司有2套AVC裝置，1～4號(hào)機(jī)共用1套，5～6機(jī)共用1套，每套AVC裝置由1臺(tái)上位機(jī)和n臺(tái)下位機(jī)構(gòu)成。上位機(jī)通過RTU通道與設(shè)于省調(diào)度通訊中心的主站通信，向主站系統(tǒng)上傳所需的實(shí)時(shí)信息，接收主站端的控制指令，并與多個(gè)下位機(jī)間實(shí)現(xiàn)閉環(huán)運(yùn)行，優(yōu)化分配各機(jī)組實(shí)時(shí)輸出的無功；或根據(jù)預(yù)置的高壓側(cè)母線的電壓曲線，離線完成廠站端無功電壓的優(yōu)化控制。下位機(jī)接收上位機(jī)下傳的控制指令，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的無功電壓優(yōu)化控制。為提高電網(wǎng)電壓和運(yùn)行管理水平、保證電能質(zhì)量，本文重點(diǎn)介紹我公司AVC裝置運(yùn)行中存在的問題，分析問題產(chǎn)生的原因，并提出相應(yīng)的解決方案。

2 AVC裝置運(yùn)行中存在的問題及原因分析

我公司AVC裝置自2008年10月投產(chǎn)以來，發(fā)生過以下問題：（1）AVC裝置顯示主站信號(hào)中斷。AVC裝置有時(shí)自動(dòng)退出運(yùn)行后又自動(dòng)投入，有時(shí)未自動(dòng)退出運(yùn)行。向省內(nèi)其他電廠了解，各電廠都存在同樣的問題，經(jīng)省電力公司方式處人員與方天公司廠家技術(shù)人員共同分析，原因?yàn)槭‰娏続VC裝置主站軟件存在問題。（2）AVC裝置發(fā)“RTU設(shè)定電壓越界”報(bào)警。AVC上位機(jī)上135 MW機(jī)組和300 MW機(jī)組設(shè)定電壓超限，導(dǎo)致機(jī)組無功超調(diào)。（3）AVC裝置發(fā)“輸入異常”報(bào)警。經(jīng)檢查，原因?yàn)榘l(fā)電機(jī)功率變送器故障，導(dǎo)致輸入AVC裝置的發(fā)電機(jī)功率異常。（4）AVC自動(dòng)退出。檢查AVC裝置無報(bào)警、220kV母線電壓及發(fā)電機(jī)出口電壓均正常，經(jīng)與廠家共同檢查，原因?yàn)锳VC裝置程序版本低。（5）＃1、＃2機(jī)（雙水內(nèi)冷機(jī)組）差動(dòng)檢漏裝置發(fā)信號(hào)，＃1、＃2機(jī)AVC自動(dòng)退出運(yùn)行。＃1、＃2機(jī)差動(dòng)檢漏裝置發(fā)信號(hào)，AVC判斷為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器故障，導(dǎo)致＃1、＃2機(jī)AVC退出。（6）AVC裝置上位機(jī)監(jiān)視畫面發(fā)AVC投退位置分閘、合閘報(bào)警信號(hào)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)AVC上位機(jī)目標(biāo)無功指令消失現(xiàn)象。經(jīng)聯(lián)系廠家檢查，原因?yàn)锳VC軟件版本低及AVC上位機(jī)中發(fā)電機(jī)電流、電壓參數(shù)設(shè)計(jì)不合理。（7）AVC上位機(jī)發(fā)AVC離線報(bào)警，上位機(jī)所有顯示數(shù)據(jù)均為0。AVC裝置上位機(jī)與下位機(jī)之間數(shù)據(jù)通訊如果連續(xù)出現(xiàn)3個(gè)誤碼，裝置會(huì)判斷為誤碼，導(dǎo)致AVC上位機(jī)發(fā)AVC離線報(bào)警，上位機(jī)所有顯示數(shù)據(jù)均為0。（8）AVC裝置上位機(jī)發(fā)出“發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)限制校驗(yàn)不通過”報(bào)警，AVC自動(dòng)退出運(yùn)行。經(jīng)檢查、分析，原因?yàn)榘l(fā)電機(jī)功率變送器故障。（9）AVC投運(yùn)期間，多次出現(xiàn)＃1～＃4機(jī)無功偏高運(yùn)行（＃1、＃2機(jī)無功70 Mvar左右運(yùn)行，＃3、＃4機(jī)無功120 Mvar左右運(yùn)行），＃5～＃6機(jī)無功偏低運(yùn)行（＃5、＃6機(jī)無功50 Mvar左右運(yùn)行），各機(jī)組間無功未實(shí)現(xiàn)AVC無功優(yōu)化分配功能。我公司一、二期220kV升壓站與三期220kV升壓站均通過220kV線路與瀏家港變電所連接，瀏家港變電所220kV母線接線方式為雙母雙分段接線，母聯(lián)開關(guān)均處于合閘位置，一、二期AVC與三期AVC為2獨(dú)立的AVC裝置，理論上省調(diào)方式處主站下發(fā)的一、二期AVC與三期AVC目標(biāo)電壓應(yīng)接近相同，但省調(diào)方式處主站下發(fā)的一、二期AVC與三期AVC目標(biāo)電壓有時(shí)出現(xiàn)偏差較大現(xiàn)象，原因?yàn)橹髡究刂葡到y(tǒng)計(jì)算產(chǎn)生的目標(biāo)電壓不一致。

3 解決方案

針對(duì)上述問題產(chǎn)生的原因，分別采取了如下對(duì)應(yīng)的解決方案：（1）方天公司廠家技術(shù)人員對(duì)省電力公司AVC裝置主站軟件進(jìn)行了升級(jí)，升級(jí)后AVC裝置運(yùn)行正常。考慮到AVC裝置運(yùn)行中有可能再次發(fā)生AVC主站通訊故障，我公司制定了如下應(yīng)對(duì)措施：AVC主站通訊故障后，如AVC裝置已自動(dòng)退出運(yùn)行，應(yīng)立即匯報(bào)省調(diào)值班員核查主站及通道是否正常，同時(shí)聯(lián)系繼電保護(hù)人員對(duì)我公司遠(yuǎn)動(dòng)裝置進(jìn)行檢查，待雙方均檢查、處理無異常后，方可申請(qǐng)省調(diào)值班調(diào)度員重新投入AVC裝置運(yùn)行；如AVC裝置未自動(dòng)退出運(yùn)行，且發(fā)電機(jī)電壓、電流未超過規(guī)程規(guī)定值，可維持AVC裝置運(yùn)行，并匯報(bào)調(diào)度核查主站及通道是否正常，同時(shí)聯(lián)系繼電保護(hù)人員檢查遠(yuǎn)動(dòng)裝置回路是否運(yùn)行正常。（2）AVC投運(yùn)期間，根據(jù)《135 MW機(jī)組集控運(yùn)行規(guī)程》及《300 MW機(jī)組集控運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定，發(fā)電機(jī)出口電壓不超過額定值的5%（即135 MW機(jī)組上限不超過16.5 kV，下限不低于15 kV；300 MW機(jī)組上限不超過21 kV，下限不低于19 kV），對(duì)AVC上位機(jī)上發(fā)電機(jī)出口電壓上、下限進(jìn)行了重新設(shè)定，投運(yùn)后運(yùn)行正常。（3）經(jīng)更換發(fā)電機(jī)功率變送器后投入運(yùn)行正常。我公司采取的應(yīng)對(duì)措施：發(fā)電機(jī)功率變送器故障后，運(yùn)行人員應(yīng)及時(shí)匯報(bào)省調(diào)將AVC、AGC裝置退出運(yùn)行，同時(shí)聯(lián)系繼電保護(hù)人員檢查處理。（4）聯(lián)系廠家對(duì)程序版本進(jìn)行升級(jí)處理，運(yùn)行正常。（5）對(duì)AVC邏輯設(shè)計(jì)進(jìn)行梳理，將非AVR故障信號(hào)退出AVC邏輯回路，投運(yùn)后運(yùn)行正常。（6）聯(lián)系廠家對(duì)AVC軟件進(jìn)行升級(jí)，并根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)AVC上位機(jī)中發(fā)電機(jī)電流、電壓設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行修改，投入運(yùn)行后正常。（7）AVC裝置上位機(jī)與下位機(jī)之間數(shù)據(jù)通訊出現(xiàn)誤碼是不可避免的，連續(xù)出現(xiàn)3個(gè)誤碼的幾率也是非常低的，AVC裝置投運(yùn)后只出現(xiàn)過一次，將AVC裝置上位機(jī)與下位機(jī)之間數(shù)據(jù)通訊修改為連續(xù)出現(xiàn)5個(gè)誤碼時(shí)才發(fā)出報(bào)警，投入運(yùn)行正常。（8）機(jī)組運(yùn)行中將變送器更換為備用通道運(yùn)行，利用機(jī)組停機(jī)機(jī)會(huì)更換故障功率變送器，并將AVC模擬量信號(hào)采用獨(dú)立的變送器輸出（原設(shè)計(jì)為與DCS串接共用）。（9）聯(lián)系廠家技術(shù)人員，修改主站控制策略，使主站控制系統(tǒng)計(jì)算產(chǎn)生的2個(gè)目標(biāo)電壓（一、二期AVC目標(biāo)電壓與三期AVC目標(biāo)電壓）接近相等，保證＃1～＃6機(jī)實(shí)現(xiàn)AVC無功優(yōu)化分配功能，從而提高電能質(zhì)量及機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)語(yǔ)

AVC裝置是電網(wǎng)無功電壓控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，是提高電網(wǎng)電壓運(yùn)行管理水平、保證電能質(zhì)量的重要技術(shù)手段。因此，維護(hù)和管理好AVC裝置，確保AVC裝置安全、可靠運(yùn)行，能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，提高電能質(zhì)量，改善電網(wǎng)整體供電水平，充分發(fā)揮電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，為指導(dǎo)電網(wǎng)節(jié)能和安全運(yùn)行發(fā)揮積極作用。

［1］江蘇方天.電廠側(cè)自動(dòng)電壓控制AVC系統(tǒng)技術(shù)說明書，2006