自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)在陽(yáng)邏電廠的應(yīng)用

馮 珂，董 平

（華能武漢發(fā)電有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430000）

0 引 言

作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的重要組成部分，自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)（Automatic Voltage Control，AVC）主要借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)對(duì)變電站調(diào)壓設(shè)備及發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，以此來(lái)更好地保證電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

1 電廠AVC工程簡(jiǎn)介

1.1 AVC裝置的功能

華能武漢發(fā)電有限責(zé)任公司三期電氣主接線如圖1所示。

圖1是華能武漢發(fā)電有限責(zé)任公司500 kV電氣主接線圖，#5、#6為該電廠三期的兩臺(tái)600 MW機(jī)組，兩者共用一套AVC裝置。

圖1 500 kV電氣主接線圖

在AVC裝置運(yùn)行過(guò)程中，計(jì)算出整個(gè)電廠需要承擔(dān)的無(wú)功功率，根據(jù)設(shè)置好的無(wú)功功率分配原則下分給下位機(jī)[1]。除此之外，AVC裝置還能通過(guò)下位機(jī)給各個(gè)機(jī)組DCS裝置發(fā)送控制信號(hào)，再通過(guò)DCS裝置將信號(hào)發(fā)送到勵(lì)磁控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的無(wú)功自控。勵(lì)磁控制系統(tǒng)接收到信號(hào)后對(duì)機(jī)組無(wú)功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效控制下發(fā)的目標(biāo)電壓值[2]。并且運(yùn)行過(guò)程中如果AVC系統(tǒng)出現(xiàn)異常或者調(diào)控約束條件成立，那么該AVC系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)呈現(xiàn)退出或閉鎖狀態(tài)。

后臺(tái)機(jī)（工控機(jī)）為AVC裝置的功能機(jī)，主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)AVC的運(yùn)行狀態(tài)，為工作人員提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)查詢以及事件追憶等，方便查看AVC運(yùn)行狀態(tài)[3]。

1.2 系統(tǒng)組成

三期AVC系統(tǒng)主要由上位機(jī)、下位機(jī)及后臺(tái)機(jī)組成，系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖2所示。

圖2 三期AVC系統(tǒng)組成

2 AVC應(yīng)用效果

2.1 電壓計(jì)劃曲線的執(zhí)行情況

電壓計(jì)劃和執(zhí)行曲線如圖3所示。

圖3 電壓計(jì)劃和執(zhí)行曲線

觀察截圖可以發(fā)現(xiàn)，在0：00-8：00的時(shí)間段內(nèi)，電廠運(yùn)行過(guò)程中的電壓執(zhí)行曲線已經(jīng)超過(guò)了計(jì)劃曲線所設(shè)的上限值，這意味著無(wú)功資源處于充裕狀態(tài)[4]。在這種情況下，參與調(diào)節(jié)的變電站越多，對(duì)電壓的改善效果會(huì)越好，能夠極大地提升運(yùn)行穩(wěn)定性。

2.2 機(jī)組無(wú)功負(fù)荷的變化

以#5機(jī)組為例，時(shí)間為2021年1月13日，無(wú)功目標(biāo)曲線如圖4所示，實(shí)際執(zhí)行無(wú)功曲線如圖5所示。

圖4 無(wú)功目標(biāo)曲線

圖5 實(shí)際執(zhí)行無(wú)功曲線

通過(guò)圖4和圖5可知，#5機(jī)組目標(biāo)曲線和實(shí)際執(zhí)行曲線的走勢(shì)是相似的。0：00-7：00和9：00-21：00兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)的無(wú)功變化曲線相對(duì)平緩，而7：00-9：00和21：00-24：00兩個(gè)時(shí)間段的波動(dòng)相對(duì)較大。實(shí)際執(zhí)行無(wú)功曲線達(dá)到峰值的時(shí)間是7：20，峰值為108.5 Mvar，同樣時(shí)間點(diǎn)的目標(biāo)曲線值是108.9 Mvar。通過(guò)對(duì)比兩條曲線的最低值可以發(fā)現(xiàn)時(shí)間區(qū)域相近，且數(shù)值相差較少。

2.3 對(duì)機(jī)組運(yùn)行的影響

通常情況下，AVC裝置不會(huì)影響到發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，其主要目的是調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓，在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)控制勵(lì)磁系統(tǒng)來(lái)有效分配無(wú)功功率。即整個(gè)勵(lì)磁系統(tǒng)的無(wú)功分配都是嚴(yán)格按照AVC信號(hào)執(zhí)行的，機(jī)組運(yùn)行的參數(shù)會(huì)隨著分配情況而出現(xiàn)相應(yīng)變動(dòng)，保證機(jī)組始終處于可控狀態(tài)[5,6]。

2.4 機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)異常的處理

若發(fā)變組參數(shù)波動(dòng)大，可暫時(shí)在DCS上將“AVC允許投入”按鈕切換到“禁止”，退出該機(jī)組AVC調(diào)節(jié)，同時(shí)檢查其他機(jī)組，判斷是否由AVC引起[7]。發(fā)變組出口開關(guān)分閘后，檢查機(jī)組AVC自動(dòng)退出。調(diào)度臺(tái)上的后臺(tái)機(jī)運(yùn)行但AVC程序退出，無(wú)法監(jiān)視，此時(shí)重新運(yùn)行AVC程序即可，各機(jī)組AVC不需退出[8]。若后臺(tái)機(jī)死機(jī)、掉電或AVC程序無(wú)法啟動(dòng)，則先在各機(jī)組DCS上將“AVC允許投入”按鈕切換到“禁止”，退出AVC，重新啟動(dòng)后臺(tái)機(jī)，運(yùn)行AVC程序，檢查正常后再投入AVC。

2.5 AVC裝置運(yùn)行期間的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控

AVC運(yùn)行過(guò)程中能夠發(fā)現(xiàn)，機(jī)組各段電壓會(huì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，同時(shí)輔機(jī)電流上升，此時(shí)要加強(qiáng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，注意電機(jī)溫度不能超出額定值。發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)進(jìn)相情況時(shí)也要密切監(jiān)控發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓和定子電流，注意發(fā)電機(jī)溫度，做好機(jī)組失控的預(yù)想，備好相關(guān)應(yīng)對(duì)方案[9]。此外，二級(jí)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)需要AVR來(lái)完成，因此AVC的參數(shù)控制需要充分和AVR配合。AVR出現(xiàn)運(yùn)行故障或異常時(shí)，延時(shí)退出AVC，如果在出現(xiàn)異常后立即退出或閉鎖AVC則極易引發(fā)AVR告警信號(hào)，影響AVC投運(yùn)率[10]。

3 結(jié) 論

簡(jiǎn)單分析自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)裝置運(yùn)行，在發(fā)電廠應(yīng)用AVC裝置可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，該裝置的應(yīng)用極大地緩解了人工調(diào)節(jié)的工作壓力。同時(shí)，自動(dòng)化控制也在一定程度上提高了電網(wǎng)調(diào)節(jié)的效率和質(zhì)量，保證電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展和企業(yè)經(jīng)濟(jì)的提升。