电厂侧自动电压控制系统的应用

摘要　自动电压控制系统属于一种在线的电网无功调度系统，其可以对区域电网的无功潮流做进一步优化，从而对电网的供电水平起到有利的改善作用，因此在电力系统管理运营过程中的应用越来越广泛。本文主要针对某电厂讨论电厂侧自动电压控制系统的具体应用，首先分析自动电压控制系统的组成与原理，然后从控制策略、接口信号与接入方式、控制手段与功能实现等几个方面讨论自动电压控制的应用，最后针对应用效果进行总结。

关键词　电厂侧；自动电压控制系统；应用

中图分类号TM761 文献标识码A 文章编号　1674-6708（2013）82-0121-02

1　自动电压控制系统的组成与工作原理

其工作原理如下：由于发电机无功出力、机端电压会随着励磁电流的变化而变化，而且通过主变压器还会对高压侧母线电压产生影响，因此需要改变励磁调节器的电压设定值，从而实现对励磁电流的控制。电厂自动电压控制系统按照控制中心主站端自动电压控制控制指令对励磁调节器的电压设定值进行实时、动态的调节，通过改变发电机励磁电流实现电压无功的自动调控。

2　自动电压控制系统在某电厂侧的应用

2.1　控制策略

根据不同的目标电压运行状况要采取多种控制策略，针对发电机无功功率的增加，可以采用高压线母线电压小于系统设定值的控制策略；而要控制发电机无功功率的减少，则可以采用高压母线大于系统设定值的控制策略；还有一种控制方法是控制发电机发出极限无功功率，此时可以将其视为无功不可调节机组；此外，如果母线电压出现波动，所有机组无功达到极限值，则要将机组无功限制在限制内，母线电压则表现为不受控。

2.2　接口信号与接入方式

根据接口信号的类型不同，其可以分为以下几类：其中主站控制遥调指令、母线电压与无功功率、机组电压与电流、有功功率与无功功率、励磁电压与电流等，均属于模拟量输入信号；而主站遥控、机组主开关、励磁调节器的动作信号与工作方式等工作信号，均属于开关量输入信号，此外，DCS控制投退信号也属于开关量输入信号。主站遥信、输入增减励磁控制以及相关设备的工作状态等信号则属于开关量输出信号。虽然自动电压控制接入信号的数量相对较少，但是其分散于每个设备中，再加之不同的生产厂家所生产的接口设备的型号存在差异，从而导致现场信号的接入方式多种多样；此外，发电厂机组是在不同的时间内投入运行的，所以在接入现场信号表现出的差异比较明显，由此可见，要结合现场的实际情况灵活选择信号接入方式。

一般情况下信号接入方式包括硬接线接入、通信接入与混合接入三种，其中模拟量输入信号由变送器、电压互感器与电流互感器提供硬接线接入信号，信号电缆提供开关量信号的接入方式即为硬接线接入；而模拟量信号、开关量信号由RTU/NCS通信接入的方式即为通信接入方式，其与硬接线接入方式最大的不同在于其通信介质为通信电缆；此外，在新建电厂中，尽管其RUC/NCS接入的机组信号比较多，但是仍然无法正常的提供励磁调节器信号，此时就可以选择混合接入的方式解决该问题。不过实际应用中虽然通信的接入优势相对明显，但是硬接线仍是主流方式。

2.3　控制手段与功能实现

电厂侧自动电压控制系统中，子站控制模式包括手动优化设置目标、本地预设目标曲线、远程控制以及退出设置等四种。设置多种多级投退控制手段，包括DCS投退控制、下位机与上位机操作投退控制以及调度主站投退控制等等。通常上位机软件选择远方控制模式后，系统执行远方控制方案，当系统处于远程控制模式下，调度人员在看到主站控制状态的遥信信号发生变位时，就会及时发出调节指令，此时目标电压增量为控制指令；假如主站退出控制，要么目标电压发生超时，则系统就会自动退出以本地运行模式运行。目标电压与增量之和即为目标电压增量，这种控制方式最大的特点在于较小的电压调节幅度、目标电压指令识别容易、精确的控制精度、较高的控制效率。

装置软件系统的功能包括以下几项：第一，自动检测输入信号，针对机组、母线是否存在检修的必要性做出自动判断；第二，计算机组运行边界，机组无功调节、机端电压调节、机端电流与励磁电压、电流到限，或者励磁调节器产生告警信号后，作用相关限制或者闭锁的条件；第三，获取目标电压，对系统阻抗、母线目标无功进行计算；第四，根据相关的优化算法将目标无功分配给在线无功可调节机组。

3　某电厂自动电压控制的调控效果

截止2011年底，某电网自动电压控制子站系统调试、投运已有30套，调控机组的数量也达到了60台，调节机组的容量在10　000MW以上，由此可见，自动电压控制在某电网无功调控中的成效十分显著。现阶段该电网在主站电压控制时，电厂侧自动电压控制子系统的调节速率基本可以满足主站控制与现场调节的需要；后续还可以结合现场与调度要求做出整定，实现对调节速率的按需调整。至此，调节速率可以保证机组的无功变化处于相对稳定的状态，未出现剧烈的波动现象。

参考文献

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