河北南網(wǎng)AVC系統(tǒng)電廠側(cè)運行情況分析

楊 瀟，王 楠，潘征宇，孟 良，張子鑫

（1.國網(wǎng)河北省電力公司電力科學研究院，河北 石家莊 050021；2.石家莊經(jīng)濟學院，河北 石家莊 050021；3.上海市電力公司檢修公司，上海 200063；4.國網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司，河北 石家莊 050021）

河北南網(wǎng)AVC系統(tǒng)電廠側(cè)運行情況分析

楊 瀟1，王 楠2，潘征宇3，孟 良1，張子鑫4

（1.國網(wǎng)河北省電力公司電力科學研究院，河北 石家莊 050021；2.石家莊經(jīng)濟學院，河北 石家莊 050021；3.上海市電力公司檢修公司，上海 200063；4.國網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司，河北 石家莊 050021）

河北南網(wǎng)自動電壓控制（Automatic Voltage Control，簡稱AVC）系統(tǒng)建立以來，在調(diào)節(jié)峰谷電壓及節(jié)能降損等方面起到了巨大作用。但是部分機組調(diào)整效果不夠理想、子站退運情況較多。結(jié)合運行現(xiàn)狀，分析AVC子站控制參數(shù)存在的2類問題并提出解決方案。方案實施后，系統(tǒng)運行情況良好，電壓調(diào)控效率提高。

自動電壓控制；AVC系統(tǒng)電廠側(cè)子站；控制參數(shù)；勵磁系統(tǒng)；進相運行

我國正在努力建設(shè)堅強智能電網(wǎng)，其目的是充分發(fā)揮電網(wǎng)優(yōu)化資源配置、促進清潔能源快速發(fā)展的作用，這是建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的基石。實時就地、分層平衡的能力是智能電網(wǎng)背景下的無功電壓控制必須具備的，這樣才能實現(xiàn)多目標耦合最優(yōu)，即電壓穩(wěn)定、電能質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)損耗等3項指標同時最優(yōu)［1－4］。因此自動電壓控制系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分。河北南部電網(wǎng)AVC系統(tǒng)實時從華北電網(wǎng)獲取協(xié)調(diào)控制目標指令，以網(wǎng)損最小為優(yōu)化目標，經(jīng)過全網(wǎng)優(yōu)化計算，得到各個廠站的電壓調(diào)控目標。對電廠側(cè)子站發(fā)送調(diào)控指令，調(diào)節(jié)機組無功出力，實現(xiàn)機組無功的合理分配；對電網(wǎng)側(cè)子站發(fā)送電容器投切指令和主變分接頭調(diào)整指令，合理控制無功補償水平。電廠側(cè)和電網(wǎng)側(cè)子站共同控制廠站母線電壓在合格范圍內(nèi)，從而盡可能減少不同地區(qū)和電壓等級之間的無功傳輸，減少線路上的電能損耗。

AVC系統(tǒng)對河北南部電網(wǎng)調(diào)節(jié)峰谷電壓及節(jié)能降損起到了巨大的作用。AVC電廠側(cè)子站投入率達到了95%以上，絕大多數(shù)機組能夠正確執(zhí)行省調(diào)下發(fā)的電壓調(diào)整指令，但是部分機組電壓調(diào)整效果不夠理想，電壓調(diào)節(jié)速度較慢，子站退運情況較多。原因是AVC系統(tǒng)電廠側(cè)子站存在參數(shù)整定原則不統(tǒng)一，與勵磁、保護參數(shù)設(shè)置配合不當。文獻［5－7］探討了不同地區(qū)電網(wǎng)中AVC應用實例，提出相關(guān)技術(shù)難題的解決方案；文獻［8］分析了電廠AVC功能中無功電壓轉(zhuǎn)換存在的若干問題，提出了電壓異常波動的檢測和同一電廠內(nèi)的發(fā)電機組同步投退AVC功能等技術(shù)要求；文獻［9］提出SVQC型變電站無功補償裝置與AVC系統(tǒng)的通信方式兩種接口方案。上述文獻均未對電廠側(cè)AVC子站參數(shù)整定問題進行討論。結(jié)合運行現(xiàn)狀，本文分析了AVC子站控制參數(shù)存在的問題，并提出相應解決方案。

1 AVC子站控制參數(shù)問題分析

1.1 子站定值設(shè)置不當

a.進相運行深度設(shè)置。電廠根據(jù)進相運行試驗報告整定無功功率低閉鎖值，但若設(shè)置參數(shù)不當，則不能充分發(fā)揮機組進相運行能力。無功功率低閉鎖值應是機組在不同有功范圍內(nèi)允許最大進相的深度。表1為某電廠3號機組無功功率低閉鎖值與進相運行限額的比較，在有功功率400～600 MW的區(qū)間內(nèi)，機組能夠進相的深度均遠遠小于80%的進相運行限額值。

表1 某電廠機組無功功率低閉鎖值與進相運行限額比較

b.無功功率低閉鎖值設(shè)置越限。個別機組的低閉鎖值超越進相運行限額值，有可能對造成機組和電網(wǎng)造成較大危害。圖1為某電廠2號機組低閉鎖值與進相運行限額曲線比較，可以看出有功功率300～500 MW區(qū)間內(nèi)無功功率低閉鎖值超越進相運行限額。

圖1 無功功率低閉鎖值與進相運行限額比較

c.滿負荷情況進相問題。由于機組滿負荷工況下進相導致機端電壓或廠用電電壓偏低，部分電廠不允許進相。

d.整定母線電壓高／低閉鎖值時無視調(diào)度下達電壓曲線，擴大閉鎖范圍，造成電壓調(diào)控范圍減小。

e.調(diào)控速率問題。由于各機組無功調(diào)控速率或脈沖計算斜率不同，造成調(diào)控速率較快的機組進相次數(shù)頻繁，速率慢的機組進相次數(shù)少，甚至不進相。部分型號子站沒有速率控制參數(shù)。

1.2 與相關(guān)設(shè)備參數(shù)配合不當

a.與勵磁及過激磁保護配合問題。部分機組的定子電壓高閉鎖值和定子電壓有效范圍－高設(shè)置受勵磁調(diào)節(jié)器V／F限制參數(shù)和過激磁保護設(shè)置影響，目前整定較保守。按照河北南網(wǎng)有關(guān)規(guī)定，過激磁保護中V／F設(shè)置應≥1.20，勵磁調(diào)節(jié)器V／F限制參數(shù)應在保證機組安全穩(wěn)定運行基礎(chǔ)上，擴大機端電壓有效范圍。

b.與低勵限制配合問題。部分機組AVR低勵限制值遠大于進相運行限額，嚴重限制AVC控制范圍，表2為某電廠13號機組2個參數(shù)的比較。

表2 某電廠機組低勵限制值與進相運行限額的比較

c.RTU設(shè)置問題。RTU死區(qū)較大，導致調(diào)度D5000系統(tǒng)中電壓曲線波動不明顯，影響對電壓控制效果的評估。

2 解決方案

針對以上2大類問題，采用結(jié)合現(xiàn)場試驗制定河北南網(wǎng)AVC子站參數(shù)整定原則的方法，最終開發(fā)參數(shù)整定計算軟件來強化運行管理。

2.1 子站定值設(shè)置不當解決措施

a.針對機組進相運行能力沒有充分發(fā)揮的問題，在河北南網(wǎng)AVC子站參數(shù)整定原則中規(guī)定無功功率低閉鎖值至少達到進相報告參數(shù)的80%以上。

b.針對無功功率低閉鎖值與進相運行限額不配合的問題，結(jié)合進相運行試驗，重新設(shè)置。

c.針對滿負荷情況下不允許進相的問題，結(jié)合改變廠用變分接頭位置、適當放寬廠用電壓限制范圍等措施，重新進行機組進相運行試驗并設(shè)置相關(guān)參數(shù)。

d.母線電壓高閉鎖值應按季節(jié)修改，整定值大于調(diào)度給定電壓峰值1 kV；母線電壓低閉鎖值應按季節(jié)修改，整定值低于調(diào)度給定電壓谷值1 kV。

e.針對調(diào)控速率問題，經(jīng)過現(xiàn)場試驗對各電廠AVC子站電壓調(diào)控速率進行修改，滿足高壓母線控制目標值變動2 kV時，控制系統(tǒng)響應時間＜2 min的要求。

2.2 與相關(guān)設(shè)備參數(shù)配合不當解決措施

a.與勵磁及過激磁保護配合問題

適當調(diào)整V／F設(shè)置后（建議1.05＜V／F＜1.2），再按照整定原則調(diào)整定子電壓高閉鎖值和定子電壓有效范圍。

b.與勵磁參數(shù)配合問題

結(jié)合進相運行限額重新整定低勵限制值，再整定AVC電廠側(cè)子站相關(guān)參數(shù)。

c.RTU參數(shù)設(shè)置問題

經(jīng)過現(xiàn)場試驗修改各電廠RTU死區(qū)至3‰以下。

3 軟件開發(fā)

將整定原則固化在自主開發(fā)的《發(fā)電廠無功功率最優(yōu)控制參數(shù)優(yōu)化程序》中，軟件使用Visual C＋＋語言開發(fā)（見圖2），能夠通過手動輸入和文件讀入2種方式錄入機組額定參數(shù)，自動計算AVC子站參數(shù)定值并輸出到指定文件。可以結(jié)合安全評估和暗訪檢查等活動使用此軟件，強化對發(fā)電廠側(cè)AVC管理，提高電壓調(diào)控效率。

圖2 軟件使用界面

4 結(jié)束語

AVC系統(tǒng)是減少區(qū)域間無功流動，降低電壓波動幅度，減輕運行值班人員勞動強度的有效手段。結(jié)合運行現(xiàn)狀，分析AVC子站控制參數(shù)存在的2類問題并提出解決方案：結(jié)合相關(guān)設(shè)備參數(shù)，利用自主開發(fā)的軟件，自動計算定值，解決參數(shù)設(shè)置及配合不當問題；結(jié)合試驗，采用放寬廠用電壓限制范圍等措施，增大機組調(diào)控能力。方案實施后，系統(tǒng)運行情況良好，電壓調(diào)控效率提高。

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Analysis of AVC System Running Condition for Power Plants of Hebei Southern Grid

YANG Xiao1，WANG Nan2，PAN Zheng?yu3，MENG Liang1，ZHANG Zi?xin4
（1.State Grid Hebei Electric Power Research Institute，Shijiazhuang，Hebei 050021，China；2.Shijiazhuang University of Economics，Shijiazhuang，Hebei 050021，China；3.Inspection＆Maintenance Company，SMEPC，Shanghai 200063，China；4.The Maintenance Branch of State Grid Hebei Electric Power Co.，Ltd.，Shijiazhuang，Hebei 050021，China）

Automatic voltage control（AVC）system of Hebei southern grid has been applied as a means for controlling voltage and re?ducing line loss.However，regulating effects of some generators can＇t meet the expect and AVC substations quit frequently.Two prob?lems are proposed in the paper and the slove schemes are introduced.After the regulations，AVC system has better effects on adjusting reactive power and controlling voltage.

AVC；AVC power plant substation；Control parameter；Excitation system；Leading phase operation

TM761

A

1004－7913（2016）05－0050－03

楊 瀟（1984—），男，碩士，高級工程師，主要研究方向為電力系統(tǒng)仿真與建模研究及電力系統(tǒng)自動化。

2016－01－17）