自動電壓控制系統(tǒng)在陽邏電廠的應(yīng)用

馮 珂，董 平

（華能武漢發(fā)電有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430000）

0 引 言

作為電網(wǎng)調(diào)度自動化的重要組成部分，自動電壓控制系統(tǒng)（Automatic Voltage Control，AVC）主要借助計算機技術(shù)和遠(yuǎn)動控制技術(shù)對變電站調(diào)壓設(shè)備及發(fā)電機勵磁系統(tǒng)進(jìn)行自動控制，以此來更好地保證電網(wǎng)運行的可靠性。

1 電廠AVC工程簡介

1.1 AVC裝置的功能

華能武漢發(fā)電有限責(zé)任公司三期電氣主接線如圖1所示。

圖1是華能武漢發(fā)電有限責(zé)任公司500 kV電氣主接線圖，#5、#6為該電廠三期的兩臺600 MW機組，兩者共用一套AVC裝置。

圖1 500 kV電氣主接線圖

在AVC裝置運行過程中，計算出整個電廠需要承擔(dān)的無功功率，根據(jù)設(shè)置好的無功功率分配原則下分給下位機[1]。除此之外，AVC裝置還能通過下位機給各個機組DCS裝置發(fā)送控制信號，再通過DCS裝置將信號發(fā)送到勵磁控制系統(tǒng)，實現(xiàn)機組的無功自控。勵磁控制系統(tǒng)接收到信號后對機組無功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效控制下發(fā)的目標(biāo)電壓值[2]。并且運行過程中如果AVC系統(tǒng)出現(xiàn)異常或者調(diào)控約束條件成立，那么該AVC系統(tǒng)會自動呈現(xiàn)退出或閉鎖狀態(tài)。

后臺機（工控機）為AVC裝置的功能機，主要負(fù)責(zé)實時監(jiān)測AVC的運行狀態(tài)，為工作人員提供實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、歷史運行數(shù)據(jù)查詢以及事件追憶等，方便查看AVC運行狀態(tài)[3]。

1.2 系統(tǒng)組成

三期AVC系統(tǒng)主要由上位機、下位機及后臺機組成，系統(tǒng)簡圖如圖2所示。

圖2 三期AVC系統(tǒng)組成

2 AVC應(yīng)用效果

2.1 電壓計劃曲線的執(zhí)行情況

電壓計劃和執(zhí)行曲線如圖3所示。

圖3 電壓計劃和執(zhí)行曲線

觀察截圖可以發(fā)現(xiàn)，在0：00-8：00的時間段內(nèi)，電廠運行過程中的電壓執(zhí)行曲線已經(jīng)超過了計劃曲線所設(shè)的上限值，這意味著無功資源處于充裕狀態(tài)[4]。在這種情況下，參與調(diào)節(jié)的變電站越多，對電壓的改善效果會越好，能夠極大地提升運行穩(wěn)定性。

2.2 機組無功負(fù)荷的變化

以#5機組為例，時間為2021年1月13日，無功目標(biāo)曲線如圖4所示，實際執(zhí)行無功曲線如圖5所示。

圖4 無功目標(biāo)曲線

圖5 實際執(zhí)行無功曲線

通過圖4和圖5可知，#5機組目標(biāo)曲線和實際執(zhí)行曲線的走勢是相似的。0：00-7：00和9：00-21：00兩個時間段內(nèi)的無功變化曲線相對平緩，而7：00-9：00和21：00-24：00兩個時間段的波動相對較大。實際執(zhí)行無功曲線達(dá)到峰值的時間是7：20，峰值為108.5 Mvar，同樣時間點的目標(biāo)曲線值是108.9 Mvar。通過對比兩條曲線的最低值可以發(fā)現(xiàn)時間區(qū)域相近，且數(shù)值相差較少。

2.3 對機組運行的影響

通常情況下，AVC裝置不會影響到發(fā)電機組的運行，其主要目的是調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓，在運行過程中通過控制勵磁系統(tǒng)來有效分配無功功率。即整個勵磁系統(tǒng)的無功分配都是嚴(yán)格按照AVC信號執(zhí)行的，機組運行的參數(shù)會隨著分配情況而出現(xiàn)相應(yīng)變動，保證機組始終處于可控狀態(tài)[5,6]。

2.4 機組運行出現(xiàn)異常的處理

若發(fā)變組參數(shù)波動大，可暫時在DCS上將“AVC允許投入”按鈕切換到“禁止”，退出該機組AVC調(diào)節(jié)，同時檢查其他機組，判斷是否由AVC引起[7]。發(fā)變組出口開關(guān)分閘后，檢查機組AVC自動退出。調(diào)度臺上的后臺機運行但AVC程序退出，無法監(jiān)視，此時重新運行AVC程序即可，各機組AVC不需退出[8]。若后臺機死機、掉電或AVC程序無法啟動，則先在各機組DCS上將“AVC允許投入”按鈕切換到“禁止”，退出AVC，重新啟動后臺機，運行AVC程序，檢查正常后再投入AVC。

2.5 AVC裝置運行期間的風(fēng)險預(yù)控

AVC運行過程中能夠發(fā)現(xiàn)，機組各段電壓會呈現(xiàn)下降趨勢，同時輔機電流上升，此時要加強運行狀態(tài)監(jiān)控，注意電機溫度不能超出額定值。發(fā)電機組出現(xiàn)進(jìn)相情況時也要密切監(jiān)控發(fā)電機機端電壓和定子電流，注意發(fā)電機溫度，做好機組失控的預(yù)想，備好相關(guān)應(yīng)對方案[9]。此外，二級電壓自動調(diào)節(jié)需要AVR來完成，因此AVC的參數(shù)控制需要充分和AVR配合。AVR出現(xiàn)運行故障或異常時，延時退出AVC，如果在出現(xiàn)異常后立即退出或閉鎖AVC則極易引發(fā)AVR告警信號，影響AVC投運率[10]。

3 結(jié) 論

簡單分析自動電壓控制系統(tǒng)裝置運行，在發(fā)電廠應(yīng)用AVC裝置可以實現(xiàn)發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)，該裝置的應(yīng)用極大地緩解了人工調(diào)節(jié)的工作壓力。同時，自動化控制也在一定程度上提高了電網(wǎng)調(diào)節(jié)的效率和質(zhì)量，保證電網(wǎng)運行的可靠性，促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展和企業(yè)經(jīng)濟(jì)的提升。