電壓越限導致機組AVC合格率偏低原因分析及解決對策

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1 前言

電網調度端為實現系統內無功的合理分配、電壓的有效調節,每季度會針對各電廠下發對應的電壓調節曲線。其AVC主站根據電壓曲線實時向電廠下發電壓調節指令,通過對比下發的電壓指令值與電廠AVC系統調節后的電壓反饋值進行比較,進而判定電廠側在此時間段電壓調節是否滿足相關要求。為掌握廠站側AVC調節系統的運行質量,AVC主站按月計算出各電廠AVC調節系統的兩率情況,并針對電廠做出考核。因此,電廠經濟方面考慮AVC系統兩率的高低就顯得非常重要。

2 某電廠AVC合格率情況

2020年度,某1000k V電廠AVC第一、第二季度合格率保持在較高水平,而第三季度平均合格率明顯下降,約為87%。因滿足電網最低96%標準要求,受到較多的電量考核。

2020年 平均AVC合格率 考核電量(MWH)一季度 99% 0二季度 99%0三季度 87%2909

3 某電網第三季度電壓曲線的變化

根據電網下發電壓曲線,某1000k V電廠第一、第二季度電壓曲線低谷電壓范圍為:1000-1064(k V);平峰范圍為:1005-1064(k V);高峰范圍為:1010-1064(k V)。第三季度電壓曲線低谷電壓范圍為:1000-1064(k V);平峰范圍為:1015-1064(k V);高峰范圍為:1030-1064(k V);第四季度電壓曲線低谷電壓范圍為:1000-1064(k V);平峰范圍為:1010-1064(k V);高峰范圍為:1020-1064(k V)。

可見,第三季度迎峰度夏期間隨著電網某時間段全網負荷的增加,高峰負荷時段電壓明顯發生偏高變化且調節區間有所縮小。

4 合格率偏低的直接原因

通過分析,排除某電廠AVC調節系統自身問題外,合格率偏低產生的主要原因為時段性的電壓越下限。

4.1 迎峰度夏期間的高峰負荷時段,電廠AVC調節系統調節后的母線電壓與AVC主站所下發的目標電壓值存在一定的電壓偏差,且大于規定值。

4.2 在高峰負荷時段,電廠側由于發電機機端電壓高閉鎖,導致AVC自動調節系統長期處于閉鎖狀態,發電機在此工況下已達到最大調節能力。但根據某電網相關要求,電廠母線電壓在機組AVC調節系統投運期間若發生電壓越上或越下限時,均判斷此時間段電廠AVC系統調節電壓為不合格。可見,電壓的越限問題是AVC調節系統合格率計算過程中的最基本條件。

5 產生電壓越下限原因分析

AVC遠動裝置上送調度端電壓問題

由于遠動裝置所上送的母線電壓為單相相電壓的換算值,該上送調度端的電壓值也是調度端AVC主站調節電壓的唯一參考值,如果遠動上送某相電壓值相對偏低,將造成高峰負荷時段電廠AVC調節系統的調節裕度減少。

例:電廠側當前母線電壓為1029k V,AVC主站下發某高峰負荷時段下發1030k V最低電壓遙調指令,此時電廠側母線三相電壓分別為:Uac=1028;Uab=1031;Ubc=1032。由于電廠通過遠動終端上送電壓為Uac,電廠AVC子站控制勵磁系統增磁進行無功調節,發電機機端電壓升高。但是由于機端電壓高閉鎖原因,可能無法進行自動調節。此負荷時段電壓未能達到主站要求的1030k V,AVC主站判斷此時段調節不合格。反之,如電廠上送遠動終端電壓為Uab或Ubc時,此負荷時段電壓滿足AVC主站1030k V最低電壓要求。排除母線電壓波動及調節死區影響,此負荷時段不存在電壓越下限的情況。

通過上述分析,由于電網在迎峰度夏期間所下發電壓曲線區間相對較窄,當電廠上送調度端的電壓選取相對較低時,AVC系統在調節過程易發生機端電壓閉鎖,必定造成電廠側母線電壓不能滿足電網要求的最低電壓,導致此高峰負荷時段的電壓長期處于越下限狀態,影響整個高峰負荷時段的AVC合格率。

6 減少電壓越下限的解決措施

6.1 修改電廠遠動終端配置,將上送調度端的母線電壓選擇為折算后相對較高的線電壓作為AVC主站的參考電壓。防止電廠AVC系統在調節最低目標電壓值時因機端電壓高閉鎖產生的越下限問題。

6.2 在保證發電機機端電壓安全的前提下,電廠AVC系統設置合理的機端閉鎖電壓定值,進而減少觸發因機端電壓高閉鎖的工況,保證在高峰負荷時段電網要求最低負荷電壓的調節裕度。

7 應用及效果

在不考慮線路PT、遠動采集精度的影響,某電廠將實測較高母線的相電壓換算后上送至調度端,折算后較未修改前上送母線電壓本高出2-3k V的偏差。因此在相同工況下,機端電壓未發生高閉鎖工況,并在規定時間調節至高峰負荷時段的最低電壓,順利進入AVC主站下一時間段電壓調節指令,隨著指令電壓的不斷提高,雖然仍有機端電壓高閉鎖的情況,但由于母線電壓在電網規定的高峰負荷時段的最低電壓之上,母越下限問題明顯減少。經修改遠動上送調度端母線電壓后,某電廠在第三季度迎峰度夏期間機組AVC合格率明顯提高。

8 結論

總之,根據電網下發的電壓曲線情況,電廠應該根據電廠實際母線各相電壓大小情況分析遠動終端上送電壓是否合理,或AVC調節系統的發電機機端電壓高閉鎖值大小設置是否合適,把握在高峰負荷時段AVC主站下發最低電壓要求的過程中,電廠AVC子站應盡可能將電壓調節至規定范圍,保證發電機有一定調節裕度順利進入下一階段的指令調節,減少因發電機機端電壓過早閉鎖及母線電壓固有波動而造成的電壓越下限問題。