發電廠AVC子站控制策略的應用研究

吳雨薇 王子龍

（1.浙江浙能紹興濱海熱電有限責任公司，浙江 紹興312073；2.杭州意能電力技術有限公司，浙江 杭州310014）

1 +%’系統及發電廠+%’子站介紹

發電廠AVC子站功能的實現方式主要有以下幾種：發電廠專用AVC子站、發電廠NCS（網絡監控系統）、發電廠RTU（遠程終端控制系統）。這些系統均配有專門的功能模塊，實時對高壓母線及電廠內部參數信息進行采集、監視、上傳。一旦接收到主站下發的目標指令即對發電廠的電壓／無功進行調整或分配。有需要投入AVC控制的發電廠可根據自身建設配套情況，從中選擇一個經濟合理的方案。

如某發電廠的NCS和AVC都是由同一廠家供應，其AVC的功能就可以通過NCS上的拓展模塊實現。圖1是通過NCS系統拓展的AVC系統拓撲結構示意圖。

圖" +%’系統拓撲結構

2 AVC子站的相關技術規范

在發電機組安全穩定運行的前提下，AVC子站的功能設定需滿足各地調度發布的技術規范并且嚴格執行。同時，要保證電廠AVC子站與廠內相關參數信息交換正確、控制回路功能正常，與AVC主站通訊正常，數據收發無誤；保證電廠AVC子站控制策略與閉鎖邏輯的正確性與合理性；保證機組投入AVC時無功調節具有高精度，還要能夠快速正確地執行命令。

根據以上規范要求，可以對發電廠AVC子站進行必要的安全約束和功能設定，使AVC在合適的范圍內進行調節。對于被約束的模擬量及開關量應進行限值整定，當其達到或超越限值時，AVC子站能夠有效閉鎖，解鎖后恢復調節。

根據模擬量和開關量的性質特點，限值可分為以下幾種類型：

（1）涉及發電機組的限值：機端電壓閉鎖限值、機組定子電流閉鎖限值、機組有功閉鎖限值、機組無功功率閉鎖限值、發電機勵磁電流閉鎖限值。

（2）涉及廠用電系統的限值：廠用母線電壓（6kV、10kV等級）閉鎖限值、主廠房380V電壓閉鎖限值。

（3）涉及高壓母線的限值：高壓母線電壓閉鎖限值、高壓母線雙量測偏差大閉鎖限值。

（4）涉及開關量的閉鎖：收到機組AVR故障、機組跳閘、通信中斷等閉鎖調節信號。

當發生限值越限后，可根據事先制定好的定值進行安全約束，將機組限制在可控范圍內。

3 AVC子站的控制策略設置

發電廠AVC子站以電廠出線的高壓母線電壓為控制目標，通過安全約束條件判定是否允許投入／退出AVC調節機組，在某些情況下也可由運行人員在操作員站手動投入／退出。

AVC上位機接收到主站的目標值以后，以投入前選定的無功分配策略（等比例、等功率因數、相似裕度等）為基礎，經過優化計算得出可調節機組的無功分配結果，再通過勵磁系統（AVR）實現相關調節。需要說明的是，目前投入商用的AVC生產廠家如上海惠安、南瑞、南自、山東積成、沈陽天河等，對于各無功控制策略都有自己的解釋說明，所以在應用上會有些許差別，發電廠在投入AVC前需要認真辨別，以免影響無功調節效果。

進行增減勵磁調節時，還需針對采集到的模擬量（高壓母線電壓、機組機端電壓、電流、有功、無功、廠用電母線電壓）、開關量（高壓母線、GCB各個開關及相關刀閘位置）設置安全約束條件，一旦條件達到，立即閉鎖增減勵磁出口，以確保機組安全。

設置的限制條件，按照可能引起的后果分為增減勵磁雙向閉鎖、增減勵磁單向閉鎖及退出下位機（根據目前運行情況一般不設退出而是進行雙閉，等相關工況正常后恢復調節）。

4 AVC子站在運行中遇到的若干問題

（1）采集數據不同源：如高壓母線或廠用電相關的模擬量采集來源不同，具有一定的誤差，這會影響AVC系統的調節能力。建議采集的數據和上傳調度的數據盡量保持同源，以免產生調節誤差。

（2）無功分配策略不合理：具有多臺機組的發電廠由于建設時間、增容改造等原因會造成機組容量不一致，或者地區電網對于電廠的無功出力有要求，希望電廠多發無功。這種情況下就要根據實際情況，合理設置無功分配策略，最大限度發揮機組無功調節能力。

（3）高廠變檔位不合適：此種情況會導致6kV母線電壓偏高或偏低，極大地影響了AVC系統的無功調節能力，限制了發電廠的無功出力。建議參考發電廠廠用電連續運行曲線，綜合考慮，合理設置檔位。

（4）限制定值不合理：以廠用電來說，為了保證無功出力，廠用母線電壓的上下限值有可能會放得很寬。在此前提下，如果廠用母線電壓正在上下限值附近，而機組的運行狀態又發生變化，很有可能會使母線電壓越限，甚至會危及機組運行安全。

5 AVC子站控制策略的優化

5.1 增加發電廠廠用電電壓反調功能

根據發電廠實際工況設置廠用電電壓上下限反調值，當廠用電壓高于上限或低于下限時，AVC系統開始進行反調。設置的反調定值就是反調目標，不設死區，因此定值的設置，需要與閉鎖和退出（雙閉）保持一定的極差。

5.2 增加發電廠機組無功反調功能

設置無功上下限反調值，當無功越限時，AVC控制系統開始進行反調。同樣，設置的反調定值就是反調目標，不設死區。

5.3 增加AVC通訊數據異常報警閉鎖功能

鑒于某些電廠曾經發生過因為下位機數據長時間不刷新導致的運行事故，可以有針對性地增加下位機邏輯，通過閉鎖增減勵磁來避免此類情況。

5.4 增加高壓母線雙量測報警閉鎖功能

根據給定的雙量測差值進行配置，高壓母線電壓差值超過一定限制（如3kV）則報警觸發閉鎖，差值恢復后自復歸。建議同時增加機組無功等量測的雙量測功能，優先選用同源測量以減小誤差，母線電壓量測優先采用線電壓。

5.5 檢查無功控制模式造成的調節頻繁問題

單機無功分配目標值在AVC指令后期仍然繼續有效，可使機組長期處于無功控制方式，隨著無功的波動，會造成機組無功調節頻繁。整改方法為采用雙無功調節死區（一小一大），第一次調節時采用小的無功死區，一旦電壓調節到位后立刻運行大的無功調節死區。根據試驗觀察，基本能解決機組在母線電壓達標的情況下由于無功控制模式造成的調節頻繁問題。

6 結語

合理的安全約束條件限制及定值整定，能讓機組運行在安全范圍內，使AVC控制系統快速響應調度指令，保障電網無功平衡，從而為電網的穩定運行做出貢獻。

［1］鄒秋宏，肖華賓，丁健.發電廠側自動電壓控制策略的探討［J］.廣東電力，2009（6）.

［2］劉鐵成.發電廠側自動電壓控制系統的原理及應用［J］.華電技術，2010（9）.