梁東方，高萬鑫，呂孝丹

(淮浙煤電鳳臺(tái)發(fā)電分公司，安徽 淮南 232131)

0 引言

根據(jù)華東電網(wǎng)《華東區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則(2018版)》與《華東區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則(2018版)》內(nèi)關(guān)于發(fā)電廠自動(dòng)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(biāo)直接與發(fā)電廠上網(wǎng)發(fā)電量相關(guān)，上網(wǎng)發(fā)電量越多，其參與AVC合格率考核的發(fā)電量越多，提高AVC系統(tǒng)的合格率，可顯著改善發(fā)電廠的實(shí)際經(jīng)營效益。因此，AVC合格率越來越受到發(fā)電廠的重視。

1 AVC系統(tǒng)介紹

如圖1所示，某發(fā)電廠AVC系統(tǒng)由上位機(jī)(AVC控制單元)、下位機(jī)(AVC執(zhí)行單元)、相應(yīng)機(jī)組DCS系統(tǒng)和勵(lì)磁系統(tǒng)、發(fā)電廠遠(yuǎn)動(dòng)和測控裝置以及調(diào)度中心主站共同構(gòu)成。上位機(jī)設(shè)置為主備冗余運(yùn)行，并通過光纖與下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)的方式為發(fā)電廠AVC系統(tǒng)通過電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接收調(diào)度中心AVC主站發(fā)送的目標(biāo)電壓指令，AVC上位機(jī)根據(jù)內(nèi)部計(jì)算模型及考慮各種限制條件后，得出各個(gè)機(jī)組對應(yīng)的控制指令，然后下發(fā)至AVC下位機(jī)，由AVC下位機(jī)輸出增、減磁信號(hào)至發(fā)電機(jī)組DCS系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)再通過各種閉鎖條件判斷后，將增、減磁信號(hào)發(fā)送至勵(lì)磁系統(tǒng)，由勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)組無功出力，進(jìn)而到達(dá)控制發(fā)電廠內(nèi)高壓母線電壓的目標(biāo)。

圖1 發(fā)電廠AVC系統(tǒng)組成

2 AVC系統(tǒng)考核指標(biāo)

發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，而電壓是評(píng)價(jià)發(fā)電廠電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。AVC是實(shí)現(xiàn)對無功功率與電壓控制的重要手段，是進(jìn)一步提高系統(tǒng)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)水平、保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效措施。

發(fā)電廠調(diào)節(jié)電壓是否合格，主要通過AVC調(diào)節(jié)合格率來進(jìn)行評(píng)價(jià)，《華東區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則(2018版)》設(shè)置兩個(gè)考核指標(biāo)，分別為AVC投運(yùn)率考核和AVC調(diào)節(jié)合格率考核，其中AVC調(diào)節(jié)合格率考核方式如下：電力調(diào)度中心AVC主站每5 min發(fā)送一個(gè)AVC調(diào)節(jié)指令至發(fā)電廠，該指令為一個(gè)電壓變量，全天共發(fā)送288個(gè)指令；發(fā)電廠AVC上位機(jī)接收到該指令后，疊加發(fā)電廠AVC上位機(jī)接收到的發(fā)電廠內(nèi)遠(yuǎn)動(dòng)裝置傳送過來的當(dāng)前500 kV母線電壓，得到該發(fā)電廠500 kV母線目標(biāo)電壓，發(fā)電廠AVC上位機(jī)根據(jù)500 kV母線目標(biāo)電壓進(jìn)行各機(jī)組的無功分配，調(diào)節(jié)各機(jī)組的無功，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)500 kV母線電壓的調(diào)節(jié)；在電力調(diào)度中心下發(fā)指令3 min后，電力調(diào)度中心接收廠站500 kV母線電壓(取自遠(yuǎn)動(dòng)裝置)與電力調(diào)度中心主站設(shè)定電壓進(jìn)行比較，當(dāng)差值大于1 kV，則該點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)不合格。AVC調(diào)節(jié)合格率考核費(fèi)用為：

式中，λAVC調(diào)節(jié)為機(jī)組AVC調(diào)節(jié)合格率，是執(zhí)行合格點(diǎn)數(shù)與電力調(diào)度機(jī)構(gòu)發(fā)令次數(shù)之比；W為機(jī)組或接于母線上機(jī)組當(dāng)月發(fā)電量；αAVC為AVC考核系數(shù)，數(shù)值為1；C機(jī)組為機(jī)組上網(wǎng)電價(jià)。AVC調(diào)節(jié)合格率考核電量最大值一般不超過機(jī)組或接于母線上機(jī)組當(dāng)月發(fā)電總量的0.1 %。

3 AVC合格率低原因分析

該發(fā)電廠AVC調(diào)節(jié)合格率常低于98 %，為提升AVC合格率，該廠先后進(jìn)行了老舊AVC裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置的改造，改造后AVC數(shù)據(jù)刷新明顯改善，但AVC調(diào)節(jié)合格率改善不明顯；后嘗試更改AVC上位機(jī)母線電壓目標(biāo)死區(qū)等方法，合格率仍未改善。通過對某日不合格點(diǎn)(見表1)進(jìn)行分析(AVC合格率為95.16 %)，查找AVC調(diào)節(jié)合格率低的原因。AVC調(diào)節(jié)不合格主要有以下幾個(gè)現(xiàn)象。

表1 某日AVC不合格數(shù)據(jù) 單位：kV

(1) 電力調(diào)度中心下發(fā)指令時(shí)刻電壓及3 min后考核點(diǎn)的實(shí)際母線電壓與AVC實(shí)際母線電壓有偏差。

(2) AVC上位機(jī)調(diào)節(jié)是按接收電力調(diào)度中心下發(fā)指令后10 s實(shí)際電壓進(jìn)行疊加調(diào)節(jié)，而AVC上位機(jī)接收電力調(diào)度中心下發(fā)指令10 s時(shí)刻的實(shí)際母線電壓與0 s時(shí)刻相比波動(dòng)比較大，導(dǎo)致3 min考核點(diǎn)的實(shí)際母線電壓偏差較大，調(diào)節(jié)不合格。

(3) 電力調(diào)度中心下發(fā)指令后3 min考核點(diǎn)時(shí)的實(shí)際母線電壓波動(dòng)與前一刻波動(dòng)比較大，導(dǎo)致調(diào)節(jié)不合格。

進(jìn)一步檢查發(fā)電廠線路電壓、母線電壓波動(dòng)確實(shí)比較頻繁且規(guī)律一致，若在電力調(diào)度中心下發(fā)指令時(shí)刻和3 min考核點(diǎn)附近頻繁波動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致電力調(diào)度中心主站收到實(shí)際母線電壓與目標(biāo)值偏差較大，導(dǎo)致調(diào)節(jié)不合格。

4 改進(jìn)措施

根據(jù)上述分析，電力調(diào)度中心與發(fā)電廠之間通信延時(shí)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)偏差，是該發(fā)電廠AVC調(diào)節(jié)合格率低下的主要原因?；诖艘蛩乜紤]，有兩種解決方式。

(1) 調(diào)整AVC指令接收類型。當(dāng)前AVC上位機(jī)接收的是電壓變量，AVC上位機(jī)與電力調(diào)度中心AVC主站通信延時(shí)導(dǎo)致AVC調(diào)節(jié)的500 kV母線電壓不一致，直接影響了調(diào)節(jié)結(jié)果，因此，通過修改AVC指令類型，將其直接改為500 kV目標(biāo)電壓的數(shù)據(jù)類型，同時(shí)加入GPS對時(shí)，可解決通信延時(shí)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不一致問題。

(2) 調(diào)整AVC上位機(jī)的數(shù)據(jù)算法。AVC上位機(jī)目標(biāo)電壓調(diào)節(jié)基礎(chǔ)由接收主站指令10 s改為接收主站指令當(dāng)前時(shí)刻的母線電壓，即AVC上位機(jī)算法中將目標(biāo)電壓提前10 s。

兩種方式各有利弊，第一種方式需要進(jìn)行整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的改動(dòng)，范圍較大，成本較高；第二種方式只需進(jìn)行廠內(nèi)AVC上位機(jī)參數(shù)調(diào)整，省時(shí)省力。綜合考慮后，在當(dāng)前階段選擇第二種方式。發(fā)電廠采用第二種方式調(diào)整后，跟蹤AVC調(diào)節(jié)合格率，發(fā)現(xiàn)該發(fā)電廠AVC合格率明顯提高，基本能夠保持在99 %以上，改進(jìn)效果明顯。

5 結(jié)束語

通過對AVC調(diào)節(jié)合格率分析與處理后，AVC調(diào)節(jié)合格率提升明顯，進(jìn)一步跟蹤該發(fā)電廠月度考核情況，AVC調(diào)節(jié)合格率提升后，平均每月節(jié)約考核費(fèi)用9萬元，年累計(jì)108萬元，經(jīng)濟(jì)效益明顯，且AVC調(diào)節(jié)合格率提升后，為電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)保障，提高了電網(wǎng)的可靠性。