黃龍灘水電廠3、4號機AVC功能實現策略

廖慧敏（湖北黃龍灘水力發電廠,湖北　十堰　442000）

黃龍灘水電廠3、4號機AVC功能實現策略

廖慧敏
（湖北黃龍灘水力發電廠,湖北十堰442000）

摘要：本文詳細介紹了黃龍灘水電廠3、4號機組自動電壓控制(AVC) 的控制模式和方式、AVC的約束條件。通過實際運行檢驗, 證明是行之有效的。自 AVC投運以來，提高了電壓質量，減少了運行人員工作量。

關鍵詞：AVC基本控制原理；模式和方式；約束條件

1　引言

黃龍灘水電廠座落在湖北省鄂西北電網末端，裝機4臺，1、2號機主變升壓后等級為110KV，3、4號機主變升壓后等級為220KV，對于黃龍灘水電廠這樣的湖北省電網末端水電站,對于維持電網電壓的作用就更加明顯，省調要求黃龍灘電廠3、4號機必須具備AVC功能。

2　AVC基本控制原理

自動電壓控制系統AVC是根據電網系統給定的發電廠高壓母線電壓設定值及實測電壓偏差，計算需要調節的無功值，在滿足電站及機組的各種安全約束條件下，對全廠的機組做出實時的控制決策，合理分配和給定廠內各機組的無功功率，使高壓母線電壓達到系統給定值，提高電廠的整體自動化運行水平。

3　黃龍灘水電廠3、4號機AVC功能實現策略

3.1AVC的控制模式和方式

（1）AVC子站控制模式分：全廠控制模式和單機控制模式。全廠控制模式：電廠監控系統接收AVC主站系統下發的系統母線電壓設定值并通過AVC控制模塊計算出電廠需要承擔的總無功功率，或直接接收AVC主站系統下發的全廠總無功功率設定值，然后AVC控制模塊將總無功功率合理分配給對應每臺機組，再向發電機的勵磁系統發送增減磁信號以調節發電機無功出力，使電廠開關站母線電壓達到控制目標值，實現全廠多機組的電壓無功自動控制。

（2）AVC子站控制方式分：遠方控制和就地控制。遠方控制：AVC主站系統實時向電廠監控系統下發系統母線電壓或無功（總無功）設定值，監控系統中的AVC子站系統自動跟蹤設定值，使電廠系統母線電壓或者無功出力向目標值逼近，形成電廠側AVC子站系統與AVC主站系統的閉環控制。

就地控制：當AVC主站與電廠監控系統通訊故障時由遠方控制轉為就地控制或接受調度指令由遠方控制轉為就地控制。AVC子站系統可根據調度指令下發的系統母線電壓或無功（總無功）設定值，或根據省調給定的發電廠母線電壓計劃曲線，完成本地機組的無功電壓控制。

3.2AVC控制數據傳輸方式

（1）省調AVC模塊向遠動裝置（RTU）發送“220kV母線電壓目標值”和“省調AVC功能投/退”信號，電廠RTU向省調AVC模塊發送“電廠AVC投/退”信號及“增/減無功閉鎖“信號；

（2）遠動通訊機（RTU）通過這些信號傳送給電廠計算機監控系統中AVC模塊，電廠AVC模塊讀取監控系統實時數據庫中機組的無功調整閉鎖信號及有功、無功值，并依據220kV電壓目標值和220 kV電壓實際值的差值判斷無功調整方向。在沿無功調整方向且機組無閉鎖的前提下，以各機組向機組PLC發無功調節指令。機組PLC接收到無功調節指令，并判斷沿此方向調整是否有調節

3.3AVC的約束條件

（1）發電機進相深度的限制。根據中調對電網進行靜穩定和暫穩定的計算，結合試驗院對我廠3、4號機組進行進相試驗的結論以及中調下達3、4號發電機組進相范圍通知要求，3、4號發電機組在進行AVC調節時必須滿足下述要求：

1）3、4號機組在220KV母線電壓低于232KV時不允許進相運行，即Q大于0；2）3、4號機組的進相深度控制范圍控制：由于廠家監控系統中的AVC模塊功能中無功功率不能按機組P-Q曲線進行分配，因此3、4號機組的進相深度控制在單機進相大于等于-30Mvar，雙機進相大于等于-20Mvar。

（2）發電機安全運行參數的限制。結合電廠機電設備運行的實際情況和發電機運行參數及機組保護和自動裝置限制值整定的參數，對AVC調節的限制參數如下：全廠有4臺機組,1、2好機組不參與十堰地區110KV電網調節，3、4號機組參與220KV電網調節。

機組的無功最大/最小負荷限制設置為：

（3）4號機組-30/70MVar；無功調節死區3MVar；母線電壓調節死區1kV；電廠無功調節最大變幅新廠40MVar，老廠30MVar母線電壓單次調節最大變量3kV（根據試驗可調整）；新廠總無功允許設定的最大值140Mvar，最小值-40Mvar；老廠總無功允許設定的最大值80Mvar，最小值0Mvar；220kV系統電壓允許設定的最大值242kV，最小值220kV

（4）機組及AVC調節系統異常的限制。當下述約束條件成立時，計算機監控系統AVC功能退出，閉鎖增減磁出口，停止調控。

1）出現以下情況AVC功能退出：機組出口開關跳閘；勵磁調節器自動信號消失或勵磁裝置有故障告警信號；實時數據波動過于劇烈，超過設定值；當AVC信號長時間無信號（15分種）；通信中斷（子站與主站通信中斷）；系統出現低頻振蕩（監控系統目前不能判別，運行人員根據調規人為退出）

2）出現以下情況AVC對遠方設置進行限制，閉鎖增減磁出口：機組有功越上、下限；機組無功越上、下限；機組機端電壓越上、下限；機組機端電流越上、下限；轉子電壓越上、下限；轉子電流越上、下限；220KV母線電壓越上、下限；400V廠用電壓越上、下限。

上述限值出現越上限閉AVC閉鎖增磁出口，出現越下限閉鎖AVC減磁出口。

4　結束語

湖北黃龍灘水力發電廠電廠作為湖北電網首批實施AVC控制的電廠，自2008年10月正式投運以來,運行狀況良好,采取的控制策略滿足了調度和電站對于AVC的功能要求,使母線電壓值維持在目標值1kV范圍內,保證了電能質量。通過幾年運行情況也發現了問題，例如程序進入死循環，無法退出，還有軟件和硬件的配合等等需要同行進行探討，以便AVC發揮更好的作用。

參考文獻：

[1]龔傳利,黃家志,潘苗苗.三峽右岸電站 AVC 功能設計及實現方法[J].水電自動化與大壩監測,2009,33(01):19-21.

[2]蔣建文,李興全,吳正義.紫坪鋪水電廠AVC功能及實現機電與金屬結構,2010(08):69-70.