發電廠AVC調節合格率偏低原因分析

梁東方，高萬鑫，呂孝丹

(淮浙煤電鳳臺發電分公司，安徽 淮南 232131)

0 引言

根據華東電網《華東區域發電廠并網運行管理實施細則(2018版)》與《華東區域并網發電廠輔助服務管理實施細則(2018版)》內關于發電廠自動電壓控制(automatic voltage control，AVC)合格率方面的考核要求，AVC合格率考核指標直接與發電廠上網發電量相關，上網發電量越多，其參與AVC合格率考核的發電量越多，提高AVC系統的合格率，可顯著改善發電廠的實際經營效益。因此，AVC合格率越來越受到發電廠的重視。

1 AVC系統介紹

如圖1所示，某發電廠AVC系統由上位機(AVC控制單元)、下位機(AVC執行單元)、相應機組DCS系統和勵磁系統、發電廠遠動和測控裝置以及調度中心主站共同構成。上位機設置為主備冗余運行，并通過光纖與下位機進行數據通信。其實現自動電壓調節的方式為發電廠AVC系統通過電力調度數據網接收調度中心AVC主站發送的目標電壓指令，AVC上位機根據內部計算模型及考慮各種限制條件后，得出各個機組對應的控制指令，然后下發至AVC下位機，由AVC下位機輸出增、減磁信號至發電機組DCS系統，DCS系統再通過各種閉鎖條件判斷后，將增、減磁信號發送至勵磁系統，由勵磁系統調節機組無功出力，進而到達控制發電廠內高壓母線電壓的目標。

圖1 發電廠AVC系統組成

2 AVC系統考核指標

發電廠是電力系統的重要組成部分，而電壓是評價發電廠電能質量的重要指標之一。AVC是實現對無功功率與電壓控制的重要手段，是進一步提高系統電壓自動調節水平、保證電網安全、穩定、經濟運行的有效措施。

發電廠調節電壓是否合格，主要通過AVC調節合格率來進行評價，《華東區域發電廠并網運行管理實施細則(2018版)》設置兩個考核指標，分別為AVC投運率考核和AVC調節合格率考核，其中AVC調節合格率考核方式如下：電力調度中心AVC主站每5 min發送一個AVC調節指令至發電廠，該指令為一個電壓變量，全天共發送288個指令；發電廠AVC上位機接收到該指令后，疊加發電廠AVC上位機接收到的發電廠內遠動裝置傳送過來的當前500 kV母線電壓，得到該發電廠500 kV母線目標電壓，發電廠AVC上位機根據500 kV母線目標電壓進行各機組的無功分配，調節各機組的無功，進而實現500 kV母線電壓的調節；在電力調度中心下發指令3 min后，電力調度中心接收廠站500 kV母線電壓(取自遠動裝置)與電力調度中心主站設定電壓進行比較，當差值大于1 kV，則該點電壓調節不合格。AVC調節合格率考核費用為：

式中，λAVC調節為機組AVC調節合格率，是執行合格點數與電力調度機構發令次數之比；W為機組或接于母線上機組當月發電量；αAVC為AVC考核系數，數值為1；C機組為機組上網電價。AVC調節合格率考核電量最大值一般不超過機組或接于母線上機組當月發電總量的0.1 %。

3 AVC合格率低原因分析

該發電廠AVC調節合格率常低于98 %，為提升AVC合格率，該廠先后進行了老舊AVC裝置、遠動裝置的改造，改造后AVC數據刷新明顯改善，但AVC調節合格率改善不明顯；后嘗試更改AVC上位機母線電壓目標死區等方法，合格率仍未改善。通過對某日不合格點(見表1)進行分析(AVC合格率為95.16 %)，查找AVC調節合格率低的原因。AVC調節不合格主要有以下幾個現象。

表1 某日AVC不合格數據 單位：kV

(1) 電力調度中心下發指令時刻電壓及3 min后考核點的實際母線電壓與AVC實際母線電壓有偏差。

(2) AVC上位機調節是按接收電力調度中心下發指令后10 s實際電壓進行疊加調節，而AVC上位機接收電力調度中心下發指令10 s時刻的實際母線電壓與0 s時刻相比波動比較大，導致3 min考核點的實際母線電壓偏差較大，調節不合格。

(3) 電力調度中心下發指令后3 min考核點時的實際母線電壓波動與前一刻波動比較大，導致調節不合格。

進一步檢查發電廠線路電壓、母線電壓波動確實比較頻繁且規律一致，若在電力調度中心下發指令時刻和3 min考核點附近頻繁波動，就會導致電力調度中心主站收到實際母線電壓與目標值偏差較大，導致調節不合格。

4 改進措施

根據上述分析，電力調度中心與發電廠之間通信延時導致的數據偏差，是該發電廠AVC調節合格率低下的主要原因。基于此因素考慮，有兩種解決方式。

(1) 調整AVC指令接收類型。當前AVC上位機接收的是電壓變量，AVC上位機與電力調度中心AVC主站通信延時導致AVC調節的500 kV母線電壓不一致，直接影響了調節結果，因此，通過修改AVC指令類型，將其直接改為500 kV目標電壓的數據類型，同時加入GPS對時，可解決通信延時導致的數據不一致問題。

(2) 調整AVC上位機的數據算法。AVC上位機目標電壓調節基礎由接收主站指令10 s改為接收主站指令當前時刻的母線電壓，即AVC上位機算法中將目標電壓提前10 s。

兩種方式各有利弊，第一種方式需要進行整個區域電網的改動，范圍較大，成本較高；第二種方式只需進行廠內AVC上位機參數調整，省時省力。綜合考慮后，在當前階段選擇第二種方式。發電廠采用第二種方式調整后，跟蹤AVC調節合格率，發現該發電廠AVC合格率明顯提高，基本能夠保持在99 %以上，改進效果明顯。

5 結束語

通過對AVC調節合格率分析與處理后，AVC調節合格率提升明顯，進一步跟蹤該發電廠月度考核情況，AVC調節合格率提升后，平均每月節約考核費用9萬元，年累計108萬元，經濟效益明顯，且AVC調節合格率提升后，為電網的穩定運行提供了堅實的基礎保障，提高了電網的可靠性。