電廠自動化實施中自動電壓控制系統的應用分析

徐有和

摘 要：電對人們來說具有十分重要的作用。隨著自動化技術的快速發展，電力部門也采用了自動化電力生產設備，能夠滿足人民的用電需求。伴隨著超高電壓的產生，電壓不僅是電網質量的標準之一，同時也是實現高質量用電安全的重要方面。所以，自動電壓控制系統就成為了電力部門控制電壓的重要設備。文章主要針對這項系統對于實施電廠自動化的重要作用進行了分析和闡述，希望能夠幫助我國電力系統的快速發展。

關鍵詞：電廠；自動化實施；自動電壓控制系統

自動電壓控制（Auto Voltage Control）是指利用計算機系統、通信網絡和可調控設備，根據電網實時運行工況在線計算控制策略，自動閉環控制無功和電壓調節設備，以實現合理的無功、電壓分布。

1 原有的電壓管理模式及存在弊端

傳統發電廠的電壓考核管理方式主要是調度中心按照用電高峰、低谷等不同時段來控制電壓范圍，按照不同季度下達電壓指標，電廠則根據曲線的需求實行二十四小時監控，實現電壓輸出，進而維持電壓在規定的范圍內，這種管理方式在當初獲得了很好的效果，但是隨著社會經濟的變化，電網結構也發生了很大變化，這種電壓管理方式的很多問題也被暴露出來，影響了電力企業的發展。具體的問題如下：一是供電參考的電壓曲線是在離線的情況下確定的，不能夠真實地反映出電網實時狀態，那么根據離線曲線來調整電壓則會造成很多問題，甚至出現安全隱患。二是電壓設備運行人員并不能夠實時地監控電壓情況，而且調整是由人工完成的，強度比較大，而且人的主觀判斷和實際需要還存在著差異，調整的時候也不能夠做到準確無誤。三是電廠之間無功調節對電壓的影響很大，調節的時候容易造成結果出入，導致電網輸出不經濟。這些問題的存在都會對電網的安全運行造成威脅，甚至對電網造成損害。

2 發電廠自動電壓調控的實現原理

電壓自動控制系統主要就是從全局的角度出發，對電網無功電壓以及無功功率進行控制，進而實現電廠的電壓和功率的自動化調節。該系統每隔五分鐘就會對電網內部的機組下發調整命令，電廠的中控單元則會根據電壓的調整量計算出無功功率的目標值，進而實現合理化分配電機組的目標，通過對各種約束條件的分析，計算出脈沖的控制區域并把指令發到該系統的終端上，執行終端輸出的信號，進而實現自動調節電網的無功功率以及電壓，能夠保證電壓滿足電網供電輸出的需要。AVC系統結構如圖1所示。

3 AVC控制策略

（1）把一級電壓控制作為單元控制，控制器作為發電機的調節器，時間通常以毫秒到秒作為控制單位，通常為一個常數，針對這一級別的控制，控制設備能夠保證輸出量值能夠符合電壓變化的需要。一級電壓控制則等于一個給定的值，一般情況下不會改變。（2）把二級電壓控制作為本地控制。時間一般都是控制在秒到分的級別，而且通常為一個常數，控制器作為發電廠的自動調控裝置，主要目的就是為了實現對本地一級設備的協調，進而保證電壓的設定值和需要的值相近，避免控制目標產生偏差，按照順序改變設定值。（3）把三級電壓控制作為全局控制。時間一般都是控制在分到消失級別，而且通常也為一個常數，它能夠實現系統的經濟化、安全化的運行，能夠給各個分廠傳輸準確的電壓調控結果，并下達指令。

4 AVC子站性能指標要求

4.1 電廠子站機組AVC投運率

AVC投運率按每臺機組分別進行統計，月投運率達到98%為合格，否則為不合格。

4.2 電廠子站AVC調節合格率

調節合格率按每臺機組分別進行統計，機組跟蹤網調主站電壓指令，每次調節在1min內到達規定區為合格點，否則為不合格點。

4.3 控制精度

主站以電廠子站母線電壓作為控制對象時1母線電壓-目標電壓1<0.5kV（220kV母線），或1.0kV（500kV母線）。

5 AVC控制考慮的因素

（1）母線電壓在整個電壓系統中具有十分重要的作用，所以必須保證母線電壓的值在一個安全的范圍內，能夠實現電力系統的穩定運行，以及變壓器在一個規定的范圍內運行。母線電壓應該具備上下限的功能，進而保證電壓能夠實現自動調節，當電壓達到了上下限的適合，能夠具有反調的功能，電波也能夠在一個有效范圍內，滿足電力系統的需要。（2）當主通信因為發生了某些故障出現了暫時中斷的情況，那么可以根據母線的曲線進行調節，等到通信恢復正常之后接受主站的命令，恢復了遠程調控模式，進而保證母線電壓能夠自由調控。當遠方和本地的調控值不一致時，應該對切換過程中的調節進行限制。（3）要想實現對無功機組的分配，就必須在滿足系統需求的基礎上進行，單獨無功設置應該滿足母線曲線的要求，才能夠進一步保證機組的正常運行。而母線曲線的形成則是根據機組運行過程中所產生的試驗報告結果來繪制的。

6 AVC系統調試及試運

6.1 通道調試

檢查網調側主站系統能否正確獲取電廠側RTU送來的遙信遙測量；檢查網調側主站系統能否將遙調命令正確及時地發送到電廠側RTU；檢查網調側主站系統采集的遙信遙測與電廠側子站系統采集的遙信遙測是否一致；檢查網調側主站系統能否將遙調命令正確及時地發送到電廠側子站系統。確保網調側AVC主站采集的遙測量與電廠側子站系統采集的遙測量一致并能夠及時接收AVC主站傳送的控制命令。如表所示列出了調試的項目及傳送的內容。

6.2 性能調試

檢查AVC子站系統收到的遙調命令是否與主站系統下發的遙調命令一致；檢查子站系統是否正確執行遙調命令；檢查對應控制母線的電壓調節情況；檢查對應控制發電機的無功出力情況。確保電廠側子站系統能夠正確追隨網調側主站系統的控制命令。

6.3 AVC試運

通過在電廠中測定該系統能夠正常的保證電站各項系統的命令得到控制。在運行之后也能夠保證機組很好地跟蹤系統的指令。

7 結束語

綜上所述，電壓是評定電網質量的重要標準，能夠實現電網的穩定性，而且還能實現經濟性。電壓自動控制系統在電網中的使用，能夠保證電壓滿足超高壓電網的需求，從人工監控電壓到實現自動調節的過程是電網發展的重要體現。通過實現合理化分配實現高水平的電力儲備，進一步提高了電壓的穩定性，保證了機組的運行穩定性，大幅度提高了電壓的合格率，保證了人們的正常用電。