发电厂AVC子站控制策略的应用研究.doc

发电厂AVC子站控制策略的应用研究 吴雨薇1王子龙2 （1.浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司，浙江绍兴312073；2.杭州意能电力技术有限公司，浙江杭州310014） 摘要：无功电压控制的问题对于电网的安全性和经济性具有重要意义，现从优化AVC子站无功分配的角度出发，对电厂AVC子站的运行情况，安全约束控制策略的应用，控制的安全性和可靠性以及异常处理原则等问题进行了研究，提出了发电厂AVC子站在选取安全约束控制策略时的一些技术问题，其解决方法对工程实践具有一定的借鉴意义。 关键词：avc子站；控制策略；优化 1AVC系统及发电厂AVC子站介绍 发电厂AVC子站功能的实现方式主要有以下几种：发电厂专用AVC子站、发电厂NCS（网络监控系统）、发电厂RTU（远程终端控制系统）。这些系统均配有专门的功能模块，实时对高压母线及电厂内部参数信息进行采集、监视、上传。一旦接收到主站下发的目标指令即对发电厂的电压/无功进行调整或分配。有需要投入AVC控制的发电厂可根据自身建设配套情况，从中选择一个经济合理的方案。 如某发电厂的NCS和AVC都是由同一厂家供应，其AVC的功能就可以通过NCS上的拓展模块实现。图1是通过NCS系统拓展的AVC系统拓扑结构示意图。 2AVC子站的相关技术规范 在发电机组安全稳定运行的前提下，AVC子站的功能设定需满足各地调度发布的技术规范并且严格执行。同时，要保证电厂AVC子站与厂内相关参数信息交换正确、控制回路功能正常，与AVC主站通讯正常，数据收发无误；保证电厂AVC子站控制策略与闭锁逻辑的正确性与合理性；保证机组投入AVC时无功调节具有高精度，还要能够快速正确地执行命令。 根据以上规范要求，可以对发电厂AVC子站进行必要的安全约束和功能设定，使AVC在合适的范围内进行调节。对于被约束的模拟量及开关量应进行限值整定，当其达到或超越限值时，AVC子站能够有效闭锁，解锁后恢复调节。 根据模拟量和开关量的性质特点，限值可分为以下几种类型： （1）涉及发电机组的限值：机端电压闭锁限值、机组定子电流闭锁限值、机组有功闭锁限值、机组无功功率闭锁限值、发电机励磁电流闭锁限值。 （2）涉及厂用电系统的限值：厂用母线电压（6kV、10kV等级）闭锁限值、主厂房380V电压闭锁限值。 （3）涉及高压母线的限值：高压母线电压闭锁限值、高压母线双量测偏差大闭锁限值。 （4）涉及开关量的闭锁：收到机组AVR故障、机组跳闸、通信中断等闭锁调节信号。 当发生限值越限后，可根据事先制定好的定值进行安全约束，将机组限制在可控范围内。 3AVC子站的控制策略设置 发电厂AVC子站以电厂出线的高压母线电压为控制目标，通过安全约束条件判定是否允许投入/退出AVC调节机组，在某些情况下也可由运行人员在操作员站手动投入/退出。 AVC上位机接收到主站的目标值以后，以投入前选定的无功分配策略（等比例、等功率因数、相似裕度等）为基础，经过优化计算得出可调节机组的无功分配结果，再通过励磁系统（AVR）实现相关调节。需要说明的是，目前投入商用的AVC生产厂家如上海惠安、南瑞、南自、山东积成、沈阳天河等，对于各无功控制策略都有自己的解释说明，所以在应用上会有些许差别，发电厂在投入AVC前需要认真辨别，以免影响无功调节效果。 进行增减励磁调节时，还需针对采集到的模拟量（高压母线电压、机组机端电压、电流、有功、无功、厂用电母线电压）、开关量（高压母线、GCB各个开关及相关刀闸位置）设置安全约束条件，一旦条件达到，立即闭锁增减励磁出口，以确保机组安全。 设置的限制条件，按照可能引起的后果分为增减励磁双向闭锁、增减励磁单向闭锁及退出下位机（根据目前运行情况一般不设退出而是进行双闭，等相关工况正常后恢复调节）。 4AVC子站在运行中遇到的若干问题 （1）采集数据不同源：如高压母线或厂用电相关的模拟量采集不同，具有一定的误差，这会影响AVC系统的调节能力。建议采集的数据和上传调度的数据尽量保持同源，以免产生调节误差。 （2）无功分配策略不合理：具有多台机组的发电厂由于建设时间、增容改造等原因会造成机组容量不一致，或者地区电网对于电厂的无功出力有要求，希望电厂多发无功。这种情况下就要根据实际情况，合理设置无功分配策略，最大限度发挥机组无功调节能力。 （3）高厂变档位不合适：此种情况会导致6kV母线电压偏高或偏低，极大地影响了AVC系统的无功调节能力，限制了发电厂的无功出力。建议参考发电厂厂用电连续运行曲线，综合考虑，合理设置档位。 （4）限制定值不合理：以厂用电来说，为了保证无功出力，厂用母线电压的上下限值有可能会放得很宽。在此前提下，如果厂用母线电压正在上下限值附近，而机组的运行状态又发生变化，很有可能会使母线电压越限，甚至会危及机组运行安全。 5AVC子站控制策略的优化 5.1增加发电厂厂用电电压反调功能 根据发电厂实际工况设置厂用电电压上下限反调值，当厂用电压高于上限或低于下限时，AVC系统开始进行反调。设置的反调定值就是反调目标，不设死区，因此定值的设置，需要与闭锁和退出（双闭）保持一定的极差。 5.2增加发电厂机组无功反调功能 设置无功上下限反调值，当无功越限时，AVC控制系统开始进行反调。同样，设置的反调定值就是反调目标，不设死区。 5.3增加AVC通讯数据异常报警闭锁功能 鉴于某些电厂曾经发生过因为下位机数据长时间不刷新导致的运行事故，可以有针对性地增加下位机逻辑，通过闭锁增减励磁来避免此类情况。 5.4增加高压母线双量测报警闭锁功能 根据给定的双量测差值进行配置，高压母线电压差值超过一定限制（如3kV）则报警触发闭锁，差值恢复后自复归。建议同时增加机组无功等量测的双量测功能，优先选用同源测量以减小误差，母线电压量测优先采用线电压。 5.5检查无功控制模式造成的调节频繁问题 单机无功分配目标值在AVC指令后期仍然继续有效，可使机组长期处于无功控制方式，随着无功的波动，会造成机组无功调节频繁。整改方法为采用双无功调节死区（一小一大），第一次调节时采用小的无功死区，一旦电压调节到位后立刻运行大的无功调节死区。根据试验观察，基本能解决机组在母线电压达标的情况下由于无功控制模式造成的调节频繁问题。 6结语 合理的安全约束条件限制及定值整定，能让机组运行在安全范围