（山东核电有限公司 265116）
摘要：厂站侧AVC系统是电网安全、稳定和经济运行的重要保证，本文介绍了厂站侧AVC系统的控制与应用。
关键词：AVC；控制策略；结构图；应用
概述
电压是衡量电能质量好坏的重要标准。电压与无功功率的分布关系密切，合理的无功功率分布，可以有效地保障电压的安全性、稳定性和经济性。
厂站侧AVC系统与主站侧AVC系统相配合，当其参与主站AVC系统调节时，接收主站下发的控制指令，并根据站内实际运行情况，经过一系列优化运算，将主站指令分配至各台机组。当其就地运行时，则跟踪电网调度机构事先下发的电压运行曲线，根据当前电压值与电压曲线值的偏差计算出相应的目标值，经过优化计算后，将控制执行合理地分配给各台机组，使得当前电压值与电压曲线值相一致。
一、AVC控制策略
AVC主站系统对电压或者无功功率控制时，采用的目标值主要有三种：电厂高压侧母线电压值，电厂总无功出力和单机无功出力。目前，多数AVC主站普遍采用电厂高压侧母线电压值作为目标值进行下发，这种方式简单、直观。
当以电厂高压侧母线电压值作为调节目标值时，AVC主站进行无功优化计算，实时地将电厂调节目标值通过调度自动化系统下发到厂内的RTU或者直接下发至AVC子站。AVC子站根据电压目标值估算全厂总无功功率。
母线电压值估算全厂总无功功率
Q_target=((V_target-V_now)V_target)/x+(Q_now V_target)/V_now
Q_target为目标无功，V_target为目标电压值。
在确定了电厂母线总无功功率后，需要将此无功功率优化分配给各台运行的机组，即无功优化问题，这也是AVC控制的核心问题。
1.电厂各机组间无功功率优化分配
机组无功出力能力与同时发出的有功存在紧密的关系，由发电机的P-Q极限曲线决定。为了保证机组的安全稳定运行，分配各机组无功功率时须考虑机组的各项指标，应满足如下的条件：
1）机组的电子电流在定子发热的容许范围内；
2）机组的转子电流在转子发热的容许范围内；
3）机组的端电压在容许范围内；
4）机组在具有一定稳定裕度的稳定范围内。
以上安全稳定限制条件转化为无功功率的上、下限值。无功优化的目的在于降低发电厂内网络中的有功功率损耗，因此以有功损耗最小为目标函数，且需满足无功功率平衡约束方程，还要满足变量约束条件。
有功损耗最小的目标函数：
如果各台机组参数相同或者相近，根据此法进行各台并联机组间无功分配，可以使各机组间因机组内电势大小及相角不同引起的内部环流而产生的功率损耗减少，故此法是一种很好的无功优化分配方法。值得注意的是，由于无功分配与功率因数有关，也就是与有功功率有关，所以对于有功功率频繁波动的机组，当采用AVC装置的调节速度较慢时，很容易产生无功功率调整不稳定的现象。
2.AVC装置控制励磁调节器的实现方式
目前多数励磁调节器装置提供给外部的增减磁接口为两个干接点，一个增磁，一个减磁。干接点接通时间越长，给定量越大；接通时间越短，给定量越小。AVC装置可以通过继电器节点模拟增减磁接点的动作，该接点与手动增减磁按钮输出点并联，向励磁调节器装置输出脉冲给定量。这样既可以由操作员手动增减磁，也可以由AVC装置自动增减磁。AVC增减磁脉冲输出信号通常采用无源接点。为防止继电器或者节点的粘连，输出节点一般都由两个继电器的四个节点联接而成。
二、发电厂AVC装置的拓扑结构
AVC装置的拓扑结构有集中式和分布式两种方式。
集中式结构是指AVC装置的全部硬件设备集中安装到同一个屏柜内，一般安装在电厂网控楼内。
分布式结构是指将AVC装置上位机及其它附属设备安装在主屏柜内，下位机及附属部件安装到就地屏柜。主屏柜一般安装在网控楼，就地机柜安装在各机组的电子设备间，
分布式AVC装置一般有两台上位机和多台下位机组成，上位机的主要功能是接收下位机采集到机组及母线等模拟量信息、反应运行状态的开关量信息，同时也接收AVC主站传送来的控制命令和母线电压目标值。上位机根据采集到信息进行运算，预测出母线上需要送出的总无功，然后对母线上的发电机组进行无功的合理分配。
下位机的功能是将模拟量和开关量等所要采集的数据上传给上位机，同时接收上位机的控制指令，按照控制指令执行操作，并负责将每个机组的无功闭环调整至目标值。其主要采集的数据包括发电机机端电压、机端电流、有功功率、无功功率、励磁电流、励磁电压、厂用电电压和机组的运行状态信号。只有所有参数和运行状态均满足条件后，AVC下位机才允许被投入。
总结：
AVC装置的应用能够使电厂侧电压调节更加安全、响应更加迅速，对机组励磁系统准确、安全、稳定和可靠调节，是电力系统安全生产的重要一环，同时对降低网损，提高经济效益有起到关键作用。
论文作者:邹恺
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：机组论文; 电压论文; 功率论文; 目标值论文; 母线论文; 装置论文; 电厂论文; 《电力设备》2017年第30期论文;