（广州恒运企业集团股份有限公司 510730）
摘要：自动电压控制具有提高电网电压质量、降低网损、增加系统稳定和减轻调度值班人员劳动强度的功能，能够保证电网的安全经济优质运行。本文将自动电压控制技术与恒运热电D厂AVC（Automatic Voltage Control自动电压控制）的实际应用情况相结合，阐述了恒运热电厂AVC改造情况及现场试验运行情况，并且通过AVC设备安装前后的数据对比分析得出结论，AVC设备对改善地区电网电能质量，提高系统的经济效益，具有非常重要的意义。
关键词：电压自动控制；无功功率；电厂AVC子站系统；运行；对比分析
1工程介绍
1.1系统配置
恒运D厂共2台330MW发电机组，分别为#8、#9机组，各台机组的下位机对其进行数据采集和控制。AVC子站系统由后台机屏，上位机屏及一面下位机屏构成，2台下位机完成对机组的有功、无功，母线电压，机端电压，定子电流和厂用电电压，机组开关位置、机组保护动作信号、励磁系统异常信号、DCS闭锁AVC控制信号的采集[2]。主备上位机同时从厂内RTU系统获取母线电压及机组的机端电压，有功、无功，机端电流，并通过CAN网络获取下位机的采集信息，上位机对中调下发的调控指令根据选定的策略下发增减磁命令到下位机，从而完成对机组无功的增磁或减磁操作。
AVC系统配置示意图见图2-1。
图2-1 AVC子站拓扑图
2恒运D厂AVC子站系统的控制模式与方式
2.1 AVC子站系统的控制模式
电厂AVC子站系统有全厂控制模式和单机控制模式[1]。
全厂控制模式：调度侧AVC主站系统通过电厂RTU装置下发母线电压的目标值，电厂侧AVC子站上位机接收到此目标值后，按照一定的控制策略，通过计算模块自动算出电厂承担的总无功功率并按照每台机组的特性分配相对应的无功功率到各下位机，各台机组的下位机将增减脉冲传送到DCS，DCS转发给励磁调节器，励磁调节器通过增减磁调节机组的无功功率，从而使电厂的母线电压值达到调度主站下发的目标值，实现电厂的无功闭环自动控制。
单机控制模式：AVC主站系统直接下发每台发电机的无功目标值，电厂AVC子站接收到此目标值后，直接将目标值传给下位机，与全厂控制模式一样，通过DCS转给励磁调节器调节，使发电机组的无功出力与目标值相近。
2.2 AVC子站系统的控制方式
电厂AVC子站系统的控制方式有远方控制和本地电压曲线控制两种控制方式。
远方控制也叫闭环控制方式[2]，是指电厂AVC子站系统接收调度AVC主站系统下发的母线电压或单机无功目标值。
本地电压曲线控制也叫开环控制，是指电厂AVC子站系统定时接收调度AVC主站系统下发的母线电压曲线，AVC子站根据下发的母线电压曲线，调整发电厂的母线电压，使实时的母线电压的值在曲线范围内。如果调度主站超过一定的时间没有下发实时目标值，则电厂AVC子站系统从远方控制方式转为本地计划曲线控制方式。
3恒运D厂AVC子站的逻辑结构
3.1 AVC与DCS之间的逻辑
恒运D厂AVC与DCS逻辑图见图2-1。
（1）AVC装置投入前，首先向DCS发出投入请求信号，如果DCS同意AVC投入，则将投入信号变为合状态。这时，机组无功的调整从运行人员的控制变为AVC系统控制。同时DCS能够接收到AVC的升降脉冲信号，然后将此信号发给励磁系统。
（2）当AVC投入后，DCS可变换系统的控制权，通过将AVC允许投入信号设置为常分，由AVC控制转为运行人员手动控制。
（3）当AVC需要从投入状态转为退出状态时，向DCS发出请求，DCS可以迅速将常合状态变为常分状态，从而从自动控制切换为手动控制。
（4）当AVC投入后，如果接到DCS系统发来的励磁事故总信号，将由常合状态变为常分状态，自动退出AVC。
图2-2 AVC-DCS逻辑图
4 电厂AVC子站安全约束条件
（1）当AVC装置出现故障、失电或异常时，AVC必须退出运行。
（2）当AVC长时间调节没有效，或者是双量测偏差超过定值，AVC系统应闭锁控制，同时发出报警信号。
（3）当母线电压越限[3]，AVR异常，机组有功、无功越限，厂用电电压越限和系统出现扰动、低频振荡时，AVC装置必须闭锁控制。
5恒运D厂AVC调试
恒运D厂AVC 系统闭环测试有静态调试、系统动态联调两个阶段。
5.1 静态调试
静态调试是检验AVC装置与调度主站、RTU、AVR、DCS、AVC-1装置厂用电的采集回路是否正确，检验AVC上下位机的通信回路是否正常，检验DCS接口逻辑与AVC装置的安全性能是否正确。
5.2 动态调试
动态调试是为了检验在远方控制或本地控制时电厂AVC子站无功功率调节的安全性和AVC子站调节性能的好坏。主要是通过软件的调试，调度主站下发实际指令和改变参数这些方式来实现的。AVC系统的控制和调节性能是通过软件调试来检验的。软件调试对机组无功的调整，是根据主站下发的母线电压指令，根据设定的策略，计算出无功功率的插值，发出增减磁脉冲命令，一个脉冲调节4MVar。恒运D厂的AVC装置提供了固定脉宽方式，增、减磁调控脉冲宽度是500ms，脉冲调节间隔是5s，机组调节一次的无功功率的调整量在3～4MVar，无功最大调节量为20MVar。
6恒运D厂AVC运行状况解析
6.1 投入AVC后母线电压对比
2013年恒运D厂AVC投入前后的母线电压变化曲线的对比，见图2-3、图2-4。
由表2-1可知，恒运D厂母线电压投入AVC后，母线电压实际值在调度下发的目标值的电压控制死区范围内，考核结果是合格的。
7电厂AVC运行过程中出现的问题和改进措施
1.在动态试验后进行168小时试运时，发现调度下发的本地计划曲线异常，电厂侧收到的与调度主站下发不一致。由于原来恒运C、D厂发电计划曲线都是通过C厂下发的，导致C、D厂接收到的曲线一样，没能反映D厂的实际情况。将C、D厂发电计划曲线分开后，由C、D厂两套通信系统分别下发，D厂AVC的本地计划曲线与调度主站下发的一致。
2.AVC装置自动转为本地计划曲线的判断依据是母线电压在15分钟内没有接收到调度主站的实时数据。但在实际运行中发现，如果调度主站一直都下发相同的母线电压指令，子站AVC系统判断母线电压的命令值没有变化，自动转为本地计划曲线，这样导致调控模式的混乱。为了解决这一问题，将调度主站下发的实时指令次数设为是否转为本地计划曲线的依据，这样即使调度主站一直下发同一母线电压值，也不会转为本地计划曲线，因为计数器的值一直在增加。
3.运行中发现子站AVC系统自动退出，到AVC上位机查看退出的历史记录，发现没有记录。历史记录是保存在C：/sl300/Database目录下的SLHist＿B和SLHist＿M两个文件夹，当这两个文件的大小超过2G时，表明系统的存储已满，无法再记录AVC的运行情况。因此需要半年清理一次历史记录。对于存储AVC运行情况的历时数据库超过2G时不会自动更新至最新的记录，根本的解决还需要厂家升级系统。
4.电厂AVC系统自动退出，查看上下位机的通信状况，发现是由于上下位机之间的通信超过设定的2分钟，修改了上下位机通信的速率，将100KB改为50KB，并且更换了CCS通信模块程序。同时，在上位机断电的时候，测量通信板的出线，60兆欧表示上下位机通信最佳。
参考文献：
[1] Yokoyama R，Niimura T，Nakanishi Y.A coordinated control of and reactive power by heuristic modeling and approximate reasoning [J].IEEE Transactions on Power Systems，1993，8（2）：636-645.
[2] 蒋建民，冯志勇，刘美仪.电力网电压无功功率自动控制系统[M].辽宁科学技术出版社，2010
[3] 陆玉军，李澄，李群.江苏电网电厂侧AVC 系统应用[J].江苏电机工程，2008，27（1）：27-28
[4] Lu Yu-jun，Li Cheng，Li Qun，Application of AVC System in Power Plant side of Jiangsu Power Grid[J].JIANGSU ELECTRICAL ENGINEERING，2008，27（1）：27-28
论文作者:刘纯洁
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/5
标签：电压论文; 母线论文; 系统论文; 电厂论文; 目标值论文; 机组论文; 曲线论文; 《电力设备》2017年第14期论文;