摘要：基于海阳核电一期工程，论述了AVC子站系统结构和控制模式；对海阳核电一期工程AVC调节方式、AVC子站试验、遇到的问题及解决方法等进行了阐述。海阳核电一期工程AVC子站系统应用实现经验可供其它电厂同类工程项目建设参考。
关键词：自动电压控制系统（AVC）；母线电压；控制模式；逻辑；试验；开环；闭环；
0引言
核电站作为电网中的一个电源点，其AVC即自动电压控制系统正逐步投入应用中。
AVC 系统接收电力调控中心AVC 主站系统下达的电厂母线目标控制电压值，根据目标电压值计算自动得出电厂承担的总无功出力，在充分考虑各种约束条件后，AVC 软件将总无功功率合理分配给每台机组，由励磁系统调节机组无功，使电厂母线电压达到目标控制值。同时，在控制过程中保证发电机在规定的参数范围内安全、稳定运行。【1】
1、AVC子站系统结构
1.1海阳核电一期工程AVC相关设备概况。
山东海阳核电厂一期工程建设两台1250MW机组，主发电系统采用发电机-变压器组的接线方式，500kV开关站采用双母三分段接线方式。AVC系统采用上位机加下位机加后台机的结构。
1.2 AVC子站通信接口
与调度主站通信方式：AVC子站上位机接入调度数据网交换机通过104规约与AVC主站进行通信。【2】
厂站端通信方式：AVC子站下位机与RTU系统之间采用CDT规约。【3】
2、控制模式
2.1AVC子站系统运行控制模式
控制模式：遥调模式、当地模式、人工模式。
遥调模式，省调主站下发500kV开关站母线电压目标增量，AVC系统接收判断后，在充分考虑各种安全约束条件后，计算出单机无功目标合理分配给每台下位机执行无功调节。
当地模式，AVC子站系统根据事先设定的500kV电压目标曲线，计算出单机无功目标合理分配给每台下位机执行无功调节。
人工模式，手动下发母线电压/全厂无功目标和各发电机组的无功设定值，根据人工设定值进行控制。
2.2 AVC子站无功分配策略
AVC子站依据母线电压目标和无功分配策略，计算分配机组间的目标无功功率，包括无功容量等比例模式、相似调节裕度模式、等功率因数模式等。【4】
海阳核电一期工程采用等功率因数模式进行无功分配，无功出力与机组的有功出力呈线性关系，调节的过程中服从于无功调节的机组保护限值，当达到限值条件时，不再进行调节。
2.3安全保护策略
2.3.1自动报警、退出运行功能
当有功功率、机端电压、母线电压、厂用电压等低于限值时，判断为PT断线，发出报警信号并退出运行。
2.3.2 闭锁保护
1)母线电压超限闭锁保护、机组无功功率超限闭锁保护、机端电压超限闭锁保护、、厂用电压超限闭锁保护：超上限，增闭锁；超下限，减闭锁。
2)定子电流超限闭锁保护、有功功率超限闭锁保护：超上限，增闭锁；
2.3.3超限反调
当高压母线电压、无功功率、机端电压、厂用电压、定子电流超限时，下位机会输出调节脉冲，使其回到正常工作范围。
2.3.4模式切换
当AVC因通讯故障或其它原因未收到AVC主站下发的AVC有效调节指令，AVC自动由遥调模式切换为当地模式控制。
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3、海阳核电一期工程AVC稳定调节方式
3.1稳定调节到无功目标
调节死区：上限值减采集值或采集值减下限值小于死区值。
无功目标调节设有两个“死区”。调节死区：当上位机下发新的无功目标时，下位机按“调节死区”控制。稳定死区，当无功目标调节完成，下位机按“稳定死区”控制，其目的是尽量减少无功功率的摆动。
具体过程是根据上位机下发地指令，系统自动模拟人工调节方式，采用数学模型，以变步长的控制原理逐次靠近目标值，当无功调节进入控制死区时，系统停止调节。当实测无功偏离死区范围时，控制系统立即启动将其重新调节到控制死区范围内。【3】
4、AVC子站试验及遇到的问题和解决方法
AVC子站试验分为静态开环试验和动态闭环试验两部分。
4.1静态开环试验
核实验证AVC与PLS、RTU、调度AVC主站等的通信情况，然后在AVC后台机下装参数后，模拟机组运行工况、厂用电压、高压母线电压等，验证AVC与PLS之间信号传递、告警信号、AVC投入退出操作及信号指示、AVC保护闭锁、超限反调、AVC响应信号、PT断线信号、装置失电信号等。
4.2动态闭环试验
4.2.1单机组AVC动态闭环试验包括：1）人工模式下闭环试验；2）当地模式下闭环试验；3）遥调模式下闭环试验。
4.2.1.1人工模式下闭环试验：试验各种情况下AVC向PLS发出的增磁脉冲、减磁脉冲功能，试验最佳脉冲宽度，最佳脉冲间隔，以及各种超限情况下的反调功能。
4.2.1.2当地模式下闭环试验：根据预先设定的电压曲线，验证AVC的调节效果。
4.2.1.3遥调模式下闭环试验：接收调度遥调指令，验证AVC调节效果。
4.2.2多机组AVC动态闭环试验包括：1）多机组当地模式下动态闭环试验；2）多机组遥调模式下动态闭环试验
4.2.2.1多机组当地模式下动态闭环试验：根据预先设定的电压曲线，验证机组间无功分配情况及AVC的调节效果。
4.2.2.2多机组遥调模式下动态闭环试验：接收调度遥调指令，验证机组间无功分配情况及AVC调节效果。
4.3母线电压精度的问题及解决方法
问题：在执行试验程序的过程中发现AVC母线电压显示值明显滞后与母线电压实际值（NCS值）。
分析：母线电压由NCS采集转发至RTU再转发至AVC，发现RTU转发过程中，DNP规约中母线电压值传输死区为3，NCS满码值2047，当母线电压变化码值由3变为4时，折合实际门槛电压600*4/2047≈1.1(kV)，只有母线电压值变化大于等于1.1kV时，NCS才会通过RTU将新母线电压值发到AVC。
解决方法：将RTU的DNP规约母线电压值传输死区由3改为0，当母线电压变化码值由0变为1时，折合实际门槛电压600*1/2047≈0.29(kV)，当母线电压值变化大于等于0.29kV时，NCS就会通过RTU将新母线电压值发到AVC。
5 结语
海阳核电AVC子站系统运行状况良好，投运率和合格率均100%，取得了较好的经济、社会效益。但该套系统未实现双机冗余热备，在安全可靠性还有待提高。AVC系统的不断完善与进步，是现代化大电网发展的必然趋势。
参考文献
【1】李端超，陈实，吴迪，等.安徽电网自动电压控制( AVC) 系统设计及实现[J].电力系统自动化，2004( 8) : 25-27.
【2】刘健.自动电压控制（AVC） 子站功能及其建设实践.电力建设，2014，35（2）:95-96
【3】朱晓瑾.台州发电厂AVC子站系统的实现.浙江电力.2011(3):38
【4】燕福龙，王芝茗，葛维春等。《电力系统电压和无功功率自动控制》。中国水利水电出版社2013.5:68
作者简介：
马仁贵1，工程师，本科，学士学位，一直从事发电厂通讯、远动专业技术管理和设备运行维护工作。
刘志国2，高级工程师，本科，学士学位，一直从事发电厂通讯、远动专业技术管理和设备运行维护工作。
论文作者:马仁贵1,刘志国2
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
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