【摘 要】本文介紹了自動(dòng)電壓控制技術(shù)的原理和AVC裝置投入、退出要求以及AVC裝置異常的處理。以電壓安全和優(yōu)質(zhì)為約束，以系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)，連續(xù)閉環(huán)的進(jìn)行電壓的實(shí)時(shí)控制，被越來(lái)越多的應(yīng)用于各大供電企業(yè)中，消除了人為因素引起誤調(diào)節(jié)的情況，有效解決了電網(wǎng)面臨的電壓控制問(wèn)題。

　　【關(guān)鍵詞】自動(dòng)電壓控制(AVC);控制模式;異常處理

　　隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展進(jìn)步，對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和穩(wěn)定性要求也越來(lái)越高，電壓?jiǎn)栴}已經(jīng)不只是一個(gè)供電質(zhì)量的問(wèn)題，而且是關(guān)系到大系統(tǒng)安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要問(wèn)題。如何對(duì)電壓進(jìn)行優(yōu)化控制，提高電壓質(zhì)量、降低系統(tǒng)網(wǎng)損成為供電企業(yè)調(diào)度運(yùn)行人員日益重視的問(wèn)題。近年來(lái)，自動(dòng)電壓控制(AVC)技術(shù)的研究得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，成熟的AVC技術(shù)也逐步運(yùn)用在發(fā)電廠機(jī)組的運(yùn)行中。AVC系統(tǒng)的投運(yùn)解決了電網(wǎng)運(yùn)行中面臨的無(wú)功電壓?jiǎn)栴}，滿足了電能質(zhì)量、電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的高要求，提高了電網(wǎng)的安全和自動(dòng)化運(yùn)行水平。

　　1 AVC控制原理

　　電廠側(cè)AVC子站系統(tǒng)通過(guò)RTU系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)通道接收電網(wǎng)電力調(diào)度通信中心主站端AVC控制指令，經(jīng)過(guò)AVC系統(tǒng)子站中控單元計(jì)算，并綜合考慮系統(tǒng)、設(shè)備故障、AVR各種限制、閉鎖條件后，計(jì)算對(duì)應(yīng)機(jī)組無(wú)功功率需求值，在充分考慮各種約束條件后，由上位機(jī)計(jì)算出對(duì)應(yīng)的控制脈沖寬度，給出當(dāng)前運(yùn)行方式下、發(fā)電機(jī)能力范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)方案，然后通過(guò)AVC的執(zhí)行終端向勵(lì)磁調(diào)節(jié)器發(fā)出控制信號(hào)，通過(guò)增減勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電壓給定值來(lái)改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)無(wú)功出力，維持在電網(wǎng)電力調(diào)度通信中心下達(dá)的電壓指令實(shí)現(xiàn)電壓無(wú)功自動(dòng)調(diào)控，從而調(diào)整母線電壓。

　　AVC系統(tǒng)還具有遙測(cè)、遙信功能，顯示采集到的各種開關(guān)量和模擬量，通過(guò)AVC當(dāng)?shù)毓δ茱@示廠內(nèi)一些主要參數(shù)：顯示廠內(nèi)主要開關(guān)量狀態(tài);顯示每臺(tái)機(jī)組的有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)子電流、定子電流、機(jī)端電壓、有功目標(biāo)、無(wú)功目標(biāo);顯示子站拒絕執(zhí)行指令的原因;顯示每臺(tái)機(jī)組的保護(hù)參數(shù)。通過(guò)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接收省調(diào)AVC主站下發(fā)母線電壓調(diào)整指令。數(shù)據(jù)網(wǎng)與上位機(jī)屏柜采用超六類屏蔽雙絞線聯(lián)接。通過(guò)電廠遠(yuǎn)動(dòng)RTU主站，以截取通訊報(bào)文的方式采集升壓站母線電壓及機(jī)組處理等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

　　2 AVC的投入和退出

　　AVC主站在調(diào)度側(cè)，通過(guò)RTU通道與位于網(wǎng)控的AVC子站通信。值長(zhǎng)臺(tái)的RTU+AVC為上位機(jī)，上位機(jī)接受調(diào)節(jié)目標(biāo)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到各臺(tái)機(jī)組無(wú)功出力值，下位機(jī)將各機(jī)組無(wú)功出力指令送至機(jī)組DCS，各機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)為AVC調(diào)節(jié)終端。

　　2.1 AVC投入、退出條件

　　(1)AVC裝置的總投退由中調(diào)下命令，值長(zhǎng)安排執(zhí)行。AVC裝置由于失去電源、裝置故障自動(dòng)退出，值長(zhǎng)匯報(bào)中調(diào)。裝置異常、調(diào)節(jié)功能異常值長(zhǎng)向調(diào)度申請(qǐng)退出AVC。

　　(2)機(jī)組的AVC功能的DCS允許條件為：41E合閘、2ZKK分閘、發(fā)變組出口開關(guān)合閘。機(jī)組AVC功能隨機(jī)組開停機(jī)投退。

　　(3)機(jī)組的AVC功能自動(dòng)退出條件為：投入條件不滿足;“A調(diào)節(jié)器故障”、“B調(diào)節(jié)器故障”、“功率柜故障”、“調(diào)節(jié)器直流電源掉電”、“A套交流電源掉電”、“B套交流電源掉電”、“AVRPT斷線”“磁場(chǎng)接地”、“調(diào)節(jié)器報(bào)警”﹑“調(diào)節(jié)器綜合限制”等故障信號(hào)觸發(fā)。

　　2.2 AVC裝置投入運(yùn)行

　　(1)確認(rèn)AVC控制模式、控制方式已按照中調(diào)要求設(shè)定。

　　(2)確認(rèn)各參數(shù)的主備量測(cè)、單雙量測(cè)、檢偏差方式已按照定值單要求設(shè)定。

　　(3)確認(rèn)AVC裝置無(wú)模塊工況報(bào)警、通信故障報(bào)警、無(wú)母線光字牌報(bào)警。

　　(4)確認(rèn)機(jī)組為主勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行，無(wú)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、無(wú)勵(lì)磁系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)。

　　(5)在機(jī)組的DCS畫面點(diǎn)擊“AVC調(diào)節(jié)按鈕”，投入機(jī)組的AVC功能。

　　(6)將AVC裝置狀態(tài)置“投入”。

　　2.3 AVC裝置退出運(yùn)行

　　(1)機(jī)組AVC功能自動(dòng)退出：機(jī)組AVC功能在停機(jī)時(shí)裝置自動(dòng)退出;機(jī)組AVC功能的DCS允許條件失去，裝置自動(dòng)退出。裝置判斷機(jī)組無(wú)功調(diào)節(jié)無(wú)效將自動(dòng)退出AVC運(yùn)行并報(bào)警;

　　(2)機(jī)組AVC功能手動(dòng)退出：在DCS畫面點(diǎn)擊“AVC調(diào)節(jié)按鈕”，退出機(jī)組的AVC功能;

　　(3)AVC裝置手動(dòng)退出：先將AVC裝置狀態(tài)置“退出”，再退出各臺(tái)機(jī)組AVC功能;

　　(4)AVC裝置自動(dòng)退出：裝置檢測(cè)到母線電壓調(diào)節(jié)無(wú)效、任一母線電壓超高或低限值將自動(dòng)退出AVC裝置運(yùn)行并報(bào)警。

　　3 AVC控制模式、方式的切換

　　3.1 AVC裝置控制模式、方式

　　(1)AVC控制模式：全廠模式—AVC采用電壓目標(biāo)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，只執(zhí)行中調(diào)下發(fā)的母線電壓指令。單機(jī)模式—AVC采用無(wú)功目標(biāo)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，只執(zhí)行中調(diào)下發(fā)的單機(jī)無(wú)功指令。

　　(2)AVC控制方式：就地控制—是指AVC裝置根據(jù)本地計(jì)劃曲線來(lái)調(diào)節(jié);遠(yuǎn)方控制—是指AVC裝置根據(jù)中調(diào)每5分鐘下發(fā)的一個(gè)遠(yuǎn)方電壓目標(biāo)或者單機(jī)無(wú)功目標(biāo)值進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　(3)AVC運(yùn)行的狀態(tài)：遠(yuǎn)方電壓—AVC設(shè)置為“遠(yuǎn)方、全廠”，接受主站每5分鐘下發(fā)的一個(gè)遠(yuǎn)方電壓目標(biāo)來(lái)控制;遠(yuǎn)方無(wú)功—AVC設(shè)置為“遠(yuǎn)方、單機(jī)”，接受主站每5分鐘下發(fā)的一個(gè)遠(yuǎn)方單機(jī)無(wú)功目標(biāo)來(lái)控制;就地電壓—AVC設(shè)置為“就地、全廠”，接受主站下發(fā)的就地電壓曲線來(lái)控制。

　　3.2 AVC裝置控制模式切換

　　(1)AVC控制模式切換：接調(diào)令后，確認(rèn)AVC裝置及機(jī)組無(wú)相關(guān)報(bào)警，將AVC控制模式切換至調(diào)度要求的模式。檢查AVC裝置在新的控制模式下調(diào)節(jié)正常。

　　(2)AVC控制方式切換：檢查調(diào)度下發(fā)的對(duì)應(yīng)方式下的電壓曲線或無(wú)功曲線在定值范圍內(nèi)。接調(diào)令后，確認(rèn)AVC裝置及機(jī)組無(wú)相關(guān)報(bào)警，將AVC控制方式切換至調(diào)度要求的方式。投入各機(jī)組AVC功能。檢查AVC裝置在新的控制方式下調(diào)節(jié)正常。

　　4 AVC裝置異常的處理

　　4.1 量測(cè)異常

　　(1)電壓、無(wú)功雙量測(cè)偏差大：裝置檢測(cè)到雙量測(cè)偏差大，發(fā)出報(bào)警光字牌并閉鎖相應(yīng)的AVC調(diào)節(jié)，恢復(fù)正常后將自動(dòng)復(fù)歸報(bào)警。聯(lián)系檢修查量測(cè)異常原因，根據(jù)處理結(jié)果，由檢修切換量測(cè)(單雙或主備)。當(dāng)量測(cè)異常影響AVC功能或安全時(shí)，應(yīng)申請(qǐng)退出相應(yīng)機(jī)組AVC功能或AVC裝置進(jìn)行處理。

　　(2)合環(huán)電壓量測(cè)偏差大：裝置檢測(cè)到合環(huán)量測(cè)偏差大，發(fā)出報(bào)警光字牌并閉鎖相應(yīng)的AVC調(diào)節(jié)，恢復(fù)正常后將自動(dòng)復(fù)歸報(bào)警。聯(lián)系檢修查偏差大原因，根據(jù)處理結(jié)果，由檢修切換“判合環(huán)電壓偏差”按鈕。當(dāng)量測(cè)異常影響AVC功能或安全時(shí)，應(yīng)申請(qǐng)退出相應(yīng)機(jī)組AVC功能或AVC裝置進(jìn)行處理。

　　(3)量測(cè)故障：檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)組無(wú)功的兩個(gè)量測(cè)、母線電壓的兩個(gè)量測(cè)均故障時(shí)，值長(zhǎng)報(bào)告調(diào)度，申請(qǐng)退出受影響機(jī)組的AVC功能。

　　4.2 電壓或無(wú)功目標(biāo)指令超出限值

　　AVC子站能自動(dòng)識(shí)別主站下發(fā)的單次電壓、無(wú)功指令，當(dāng)指令超過(guò)單次指令最大值時(shí)，AVC子站將判斷指令無(wú)效，AVC子站機(jī)組無(wú)功執(zhí)行值維持最后一次正常設(shè)定值。在15分鐘內(nèi)沒(méi)有新的合理目標(biāo)值，AVC子站發(fā)出告警，并轉(zhuǎn)為本地電壓控制方式。

　　4.2.1 電壓、無(wú)功超限

　　母線電壓、機(jī)端電壓、6kV廠用電壓超限有兩檔定值，裝置將依次報(bào)警并反向調(diào)節(jié)、閉鎖調(diào)節(jié)。母線電壓超越高低限值到一定程度還會(huì)觸發(fā)AVC裝置自動(dòng)退出。

　　(1)電壓或無(wú)功超閉鎖定值：裝置報(bào)警，對(duì)應(yīng)機(jī)組或母線報(bào)警畫面光字牌變紅并閃光。母線電壓、機(jī)端電壓、6kV廠用電壓或無(wú)功超閉鎖定值，裝置報(bào)警并閉鎖對(duì)應(yīng)的AVC調(diào)節(jié)功能。超限消除后，裝置將自動(dòng)復(fù)歸閉鎖信號(hào)。

　　(2)電壓或無(wú)功超限：查看DCS、網(wǎng)控表盤電壓或無(wú)功超限情況，當(dāng)母線電壓、機(jī)端電壓、6kV廠用電壓或無(wú)功超高、低限值時(shí)AVC自動(dòng)反向調(diào)節(jié)，使參數(shù)恢復(fù)正常。當(dāng)電壓或無(wú)功超限趨勢(shì)不減，AVC未自動(dòng)閉鎖、退出運(yùn)行應(yīng)聯(lián)系調(diào)度手動(dòng)退出對(duì)應(yīng)的機(jī)組AVC功能或AVC裝置。

　　4.2.2 電壓、無(wú)功擾動(dòng)超限

　　當(dāng)AVC裝置檢測(cè)到系統(tǒng)擾動(dòng)大、母線電壓波動(dòng)大、單機(jī)無(wú)功波動(dòng)大，AVC裝置報(bào)警并閉鎖各機(jī)組AVC，異常消除后，各機(jī)組AVC調(diào)節(jié)閉鎖信號(hào)自動(dòng)復(fù)歸。

　　4.3 其他故障

　　(1)機(jī)組保護(hù)動(dòng)作

　　當(dāng)AVC裝置接收到“機(jī)組保護(hù)動(dòng)作”信號(hào)，AVC裝置報(bào)警并閉鎖對(duì)應(yīng)機(jī)組AVC，異常消除后，該機(jī)組AVC調(diào)節(jié)閉鎖信號(hào)自動(dòng)復(fù)歸。

　　(2)無(wú)功調(diào)節(jié)無(wú)效

　　機(jī)組AVC下位機(jī)接收到下發(fā)的無(wú)功調(diào)節(jié)目標(biāo)后，在設(shè)定的15分鐘時(shí)間內(nèi)，沒(méi)有調(diào)節(jié)到設(shè)定的目標(biāo)值范圍，該機(jī)組的AVC功能自動(dòng)退出，并發(fā)出告警、閉鎖信號(hào)。

　　(3)母線電壓超限

　　裝置檢測(cè)到母線電壓調(diào)節(jié)無(wú)效、母線電壓超高或低限值，AVC裝置將自動(dòng)退出。值長(zhǎng)應(yīng)向中調(diào)匯報(bào)、聯(lián)系檢修處理。

　　(4)AVC通信故障

　　機(jī)組與上位機(jī)通信中斷：AVC子站發(fā)出該機(jī)組“通信異常告警”，“無(wú)功調(diào)節(jié)無(wú)效退出AVC”信號(hào)。電廠子站與RTU或電廠子站與AVC主站通信中斷：AVC子站報(bào)“與AVC主站通信異常”;AVC子站連續(xù)15分鐘沒(méi)有接收到正確指令后，自動(dòng)切換到就地電壓控制。

　　5 結(jié)論

　　對(duì)于火力發(fā)電廠而言，輸入到電網(wǎng)系統(tǒng)的母線電壓的調(diào)整由人工監(jiān)控改為自動(dòng)調(diào)控，不僅提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度，也有效降低了運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)消除了人為因素引起誤調(diào)節(jié)的情況。對(duì)于電力系統(tǒng)而言，只有自動(dòng)電壓調(diào)控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)各大發(fā)供電企業(yè)中，才能充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的作用，節(jié)能降耗的意義才能真正體現(xiàn)出來(lái)。