廖慧敏（湖北黃龍灘水力發(fā)電廠,湖北　十堰　442000）

黃龍灘水電廠3、4號機AVC功能實現(xiàn)策略

廖慧敏
（湖北黃龍灘水力發(fā)電廠,湖北十堰442000）

摘要：本文詳細介紹了黃龍灘水電廠3、4號機組自動電壓控制(AVC) 的控制模式和方式、AVC的約束條件。通過實際運行檢驗, 證明是行之有效的。自 AVC投運以來，提高了電壓質量，減少了運行人員工作量。

關鍵詞：AVC基本控制原理；模式和方式；約束條件

1　引言

黃龍灘水電廠座落在湖北省鄂西北電網(wǎng)末端，裝機4臺，1、2號機主變升壓后等級為110KV，3、4號機主變升壓后等級為220KV，對于黃龍灘水電廠這樣的湖北省電網(wǎng)末端水電站,對于維持電網(wǎng)電壓的作用就更加明顯，省調(diào)要求黃龍灘電廠3、4號機必須具備AVC功能。

2　AVC基本控制原理

自動電壓控制系統(tǒng)AVC是根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)給定的發(fā)電廠高壓母線電壓設定值及實測電壓偏差，計算需要調(diào)節(jié)的無功值，在滿足電站及機組的各種安全約束條件下，對全廠的機組做出實時的控制決策，合理分配和給定廠內(nèi)各機組的無功功率，使高壓母線電壓達到系統(tǒng)給定值，提高電廠的整體自動化運行水平。

3　黃龍灘水電廠3、4號機AVC功能實現(xiàn)策略

3.1AVC的控制模式和方式

（1）AVC子站控制模式分：全廠控制模式和單機控制模式。全廠控制模式：電廠監(jiān)控系統(tǒng)接收AVC主站系統(tǒng)下發(fā)的系統(tǒng)母線電壓設定值并通過AVC控制模塊計算出電廠需要承擔的總無功功率，或直接接收AVC主站系統(tǒng)下發(fā)的全廠總無功功率設定值，然后AVC控制模塊將總無功功率合理分配給對應每臺機組，再向發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)發(fā)送增減磁信號以調(diào)節(jié)發(fā)電機無功出力，使電廠開關站母線電壓達到控制目標值，實現(xiàn)全廠多機組的電壓無功自動控制。

（2）AVC子站控制方式分：遠方控制和就地控制。遠方控制：AVC主站系統(tǒng)實時向電廠監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)系統(tǒng)母線電壓或無功（總無功）設定值，監(jiān)控系統(tǒng)中的AVC子站系統(tǒng)自動跟蹤設定值，使電廠系統(tǒng)母線電壓或者無功出力向目標值逼近，形成電廠側AVC子站系統(tǒng)與AVC主站系統(tǒng)的閉環(huán)控制。

就地控制：當AVC主站與電廠監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障時由遠方控制轉為就地控制或接受調(diào)度指令由遠方控制轉為就地控制。AVC子站系統(tǒng)可根據(jù)調(diào)度指令下發(fā)的系統(tǒng)母線電壓或無功（總無功）設定值，或根據(jù)省調(diào)給定的發(fā)電廠母線電壓計劃曲線，完成本地機組的無功電壓控制。

3.2AVC控制數(shù)據(jù)傳輸方式

（1）省調(diào)AVC模塊向遠動裝置（RTU）發(fā)送“220kV母線電壓目標值”和“省調(diào)AVC功能投/退”信號，電廠RTU向省調(diào)AVC模塊發(fā)送“電廠AVC投/退”信號及“增/減無功閉鎖“信號；

（2）遠動通訊機（RTU）通過這些信號傳送給電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)中AVC模塊，電廠AVC模塊讀取監(jiān)控系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫中機組的無功調(diào)整閉鎖信號及有功、無功值，并依據(jù)220kV電壓目標值和220 kV電壓實際值的差值判斷無功調(diào)整方向。在沿無功調(diào)整方向且機組無閉鎖的前提下，以各機組向機組PLC發(fā)無功調(diào)節(jié)指令。機組PLC接收到無功調(diào)節(jié)指令，并判斷沿此方向調(diào)整是否有調(diào)節(jié)

3.3AVC的約束條件

（1）發(fā)電機進相深度的限制。根據(jù)中調(diào)對電網(wǎng)進行靜穩(wěn)定和暫穩(wěn)定的計算，結合試驗院對我廠3、4號機組進行進相試驗的結論以及中調(diào)下達3、4號發(fā)電機組進相范圍通知要求，3、4號發(fā)電機組在進行AVC調(diào)節(jié)時必須滿足下述要求：

1）3、4號機組在220KV母線電壓低于232KV時不允許進相運行，即Q大于0；2）3、4號機組的進相深度控制范圍控制：由于廠家監(jiān)控系統(tǒng)中的AVC模塊功能中無功功率不能按機組P-Q曲線進行分配，因此3、4號機組的進相深度控制在單機進相大于等于-30Mvar，雙機進相大于等于-20Mvar。

（2）發(fā)電機安全運行參數(shù)的限制。結合電廠機電設備運行的實際情況和發(fā)電機運行參數(shù)及機組保護和自動裝置限制值整定的參數(shù)，對AVC調(diào)節(jié)的限制參數(shù)如下：全廠有4臺機組,1、2好機組不參與十堰地區(qū)110KV電網(wǎng)調(diào)節(jié)，3、4號機組參與220KV電網(wǎng)調(diào)節(jié)。

機組的無功最大/最小負荷限制設置為：

（3）4號機組-30/70MVar；無功調(diào)節(jié)死區(qū)3MVar；母線電壓調(diào)節(jié)死區(qū)1kV；電廠無功調(diào)節(jié)最大變幅新廠40MVar，老廠30MVar母線電壓單次調(diào)節(jié)最大變量3kV（根據(jù)試驗可調(diào)整）；新廠總無功允許設定的最大值140Mvar，最小值-40Mvar；老廠總無功允許設定的最大值80Mvar，最小值0Mvar；220kV系統(tǒng)電壓允許設定的最大值242kV，最小值220kV

（4）機組及AVC調(diào)節(jié)系統(tǒng)異常的限制。當下述約束條件成立時，計算機監(jiān)控系統(tǒng)AVC功能退出，閉鎖增減磁出口，停止調(diào)控。

1）出現(xiàn)以下情況AVC功能退出：機組出口開關跳閘；勵磁調(diào)節(jié)器自動信號消失或勵磁裝置有故障告警信號；實時數(shù)據(jù)波動過于劇烈，超過設定值；當AVC信號長時間無信號（15分種）；通信中斷（子站與主站通信中斷）；系統(tǒng)出現(xiàn)低頻振蕩（監(jiān)控系統(tǒng)目前不能判別，運行人員根據(jù)調(diào)規(guī)人為退出）

2）出現(xiàn)以下情況AVC對遠方設置進行限制，閉鎖增減磁出口：機組有功越上、下限；機組無功越上、下限；機組機端電壓越上、下限；機組機端電流越上、下限；轉子電壓越上、下限；轉子電流越上、下限；220KV母線電壓越上、下限；400V廠用電壓越上、下限。

上述限值出現(xiàn)越上限閉AVC閉鎖增磁出口，出現(xiàn)越下限閉鎖AVC減磁出口。

4　結束語

湖北黃龍灘水力發(fā)電廠電廠作為湖北電網(wǎng)首批實施AVC控制的電廠，自2008年10月正式投運以來,運行狀況良好,采取的控制策略滿足了調(diào)度和電站對于AVC的功能要求,使母線電壓值維持在目標值1kV范圍內(nèi),保證了電能質量。通過幾年運行情況也發(fā)現(xiàn)了問題，例如程序進入死循環(huán)，無法退出，還有軟件和硬件的配合等等需要同行進行探討，以便AVC發(fā)揮更好的作用。

參考文獻：

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