徐有和

摘 要：電對人們來說具有十分重要的作用。隨著自動化技術的快速發(fā)展，電力部門也采用了自動化電力生產(chǎn)設備，能夠滿足人民的用電需求。伴隨著超高電壓的產(chǎn)生，電壓不僅是電網(wǎng)質量的標準之一，同時也是實現(xiàn)高質量用電安全的重要方面。所以，自動電壓控制系統(tǒng)就成為了電力部門控制電壓的重要設備。文章主要針對這項系統(tǒng)對于實施電廠自動化的重要作用進行了分析和闡述，希望能夠幫助我國電力系統(tǒng)的快速發(fā)展。

關鍵詞：電廠；自動化實施；自動電壓控制系統(tǒng)

自動電壓控制（Auto Voltage Control）是指利用計算機系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡和可調(diào)控設備，根據(jù)電網(wǎng)實時運行工況在線計算控制策略，自動閉環(huán)控制無功和電壓調(diào)節(jié)設備，以實現(xiàn)合理的無功、電壓分布。

1 原有的電壓管理模式及存在弊端

傳統(tǒng)發(fā)電廠的電壓考核管理方式主要是調(diào)度中心按照用電高峰、低谷等不同時段來控制電壓范圍，按照不同季度下達電壓指標，電廠則根據(jù)曲線的需求實行二十四小時監(jiān)控，實現(xiàn)電壓輸出，進而維持電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)，這種管理方式在當初獲得了很好的效果，但是隨著社會經(jīng)濟的變化，電網(wǎng)結構也發(fā)生了很大變化，這種電壓管理方式的很多問題也被暴露出來，影響了電力企業(yè)的發(fā)展。具體的問題如下：一是供電參考的電壓曲線是在離線的情況下確定的，不能夠真實地反映出電網(wǎng)實時狀態(tài)，那么根據(jù)離線曲線來調(diào)整電壓則會造成很多問題，甚至出現(xiàn)安全隱患。二是電壓設備運行人員并不能夠實時地監(jiān)控電壓情況，而且調(diào)整是由人工完成的，強度比較大，而且人的主觀判斷和實際需要還存在著差異，調(diào)整的時候也不能夠做到準確無誤。三是電廠之間無功調(diào)節(jié)對電壓的影響很大，調(diào)節(jié)的時候容易造成結果出入，導致電網(wǎng)輸出不經(jīng)濟。這些問題的存在都會對電網(wǎng)的安全運行造成威脅，甚至對電網(wǎng)造成損害。

2 發(fā)電廠自動電壓調(diào)控的實現(xiàn)原理

電壓自動控制系統(tǒng)主要就是從全局的角度出發(fā)，對電網(wǎng)無功電壓以及無功功率進行控制，進而實現(xiàn)電廠的電壓和功率的自動化調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)每隔五分鐘就會對電網(wǎng)內(nèi)部的機組下發(fā)調(diào)整命令，電廠的中控單元則會根據(jù)電壓的調(diào)整量計算出無功功率的目標值，進而實現(xiàn)合理化分配電機組的目標，通過對各種約束條件的分析，計算出脈沖的控制區(qū)域并把指令發(fā)到該系統(tǒng)的終端上，執(zhí)行終端輸出的信號，進而實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)電網(wǎng)的無功功率以及電壓，能夠保證電壓滿足電網(wǎng)供電輸出的需要。AVC系統(tǒng)結構如圖1所示。

3 AVC控制策略

（1）把一級電壓控制作為單元控制，控制器作為發(fā)電機的調(diào)節(jié)器，時間通常以毫秒到秒作為控制單位，通常為一個常數(shù)，針對這一級別的控制，控制設備能夠保證輸出量值能夠符合電壓變化的需要。一級電壓控制則等于一個給定的值，一般情況下不會改變。（2）把二級電壓控制作為本地控制。時間一般都是控制在秒到分的級別，而且通常為一個常數(shù)，控制器作為發(fā)電廠的自動調(diào)控裝置，主要目的就是為了實現(xiàn)對本地一級設備的協(xié)調(diào)，進而保證電壓的設定值和需要的值相近，避免控制目標產(chǎn)生偏差，按照順序改變設定值。（3）把三級電壓控制作為全局控制。時間一般都是控制在分到消失級別，而且通常也為一個常數(shù)，它能夠實現(xiàn)系統(tǒng)的經(jīng)濟化、安全化的運行，能夠給各個分廠傳輸準確的電壓調(diào)控結果，并下達指令。

4 AVC子站性能指標要求

4.1 電廠子站機組AVC投運率

AVC投運率按每臺機組分別進行統(tǒng)計，月投運率達到98%為合格，否則為不合格。

4.2 電廠子站AVC調(diào)節(jié)合格率

調(diào)節(jié)合格率按每臺機組分別進行統(tǒng)計，機組跟蹤網(wǎng)調(diào)主站電壓指令，每次調(diào)節(jié)在1min內(nèi)到達規(guī)定區(qū)為合格點，否則為不合格點。

4.3 控制精度

主站以電廠子站母線電壓作為控制對象時1母線電壓-目標電壓1<0.5kV（220kV母線），或1.0kV（500kV母線）。

5 AVC控制考慮的因素

（1）母線電壓在整個電壓系統(tǒng)中具有十分重要的作用，所以必須保證母線電壓的值在一個安全的范圍內(nèi)，能夠實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，以及變壓器在一個規(guī)定的范圍內(nèi)運行。母線電壓應該具備上下限的功能，進而保證電壓能夠實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，當電壓達到了上下限的適合，能夠具有反調(diào)的功能，電波也能夠在一個有效范圍內(nèi)，滿足電力系統(tǒng)的需要。（2）當主通信因為發(fā)生了某些故障出現(xiàn)了暫時中斷的情況，那么可以根據(jù)母線的曲線進行調(diào)節(jié)，等到通信恢復正常之后接受主站的命令，恢復了遠程調(diào)控模式，進而保證母線電壓能夠自由調(diào)控。當遠方和本地的調(diào)控值不一致時，應該對切換過程中的調(diào)節(jié)進行限制。（3）要想實現(xiàn)對無功機組的分配，就必須在滿足系統(tǒng)需求的基礎上進行，單獨無功設置應該滿足母線曲線的要求，才能夠進一步保證機組的正常運行。而母線曲線的形成則是根據(jù)機組運行過程中所產(chǎn)生的試驗報告結果來繪制的。

6 AVC系統(tǒng)調(diào)試及試運

6.1 通道調(diào)試

檢查網(wǎng)調(diào)側主站系統(tǒng)能否正確獲取電廠側RTU送來的遙信遙測量；檢查網(wǎng)調(diào)側主站系統(tǒng)能否將遙調(diào)命令正確及時地發(fā)送到電廠側RTU；檢查網(wǎng)調(diào)側主站系統(tǒng)采集的遙信遙測與電廠側子站系統(tǒng)采集的遙信遙測是否一致；檢查網(wǎng)調(diào)側主站系統(tǒng)能否將遙調(diào)命令正確及時地發(fā)送到電廠側子站系統(tǒng)。確保網(wǎng)調(diào)側AVC主站采集的遙測量與電廠側子站系統(tǒng)采集的遙測量一致并能夠及時接收AVC主站傳送的控制命令。如表所示列出了調(diào)試的項目及傳送的內(nèi)容。

6.2 性能調(diào)試

檢查AVC子站系統(tǒng)收到的遙調(diào)命令是否與主站系統(tǒng)下發(fā)的遙調(diào)命令一致；檢查子站系統(tǒng)是否正確執(zhí)行遙調(diào)命令；檢查對應控制母線的電壓調(diào)節(jié)情況；檢查對應控制發(fā)電機的無功出力情況。確保電廠側子站系統(tǒng)能夠正確追隨網(wǎng)調(diào)側主站系統(tǒng)的控制命令。

6.3 AVC試運

通過在電廠中測定該系統(tǒng)能夠正常的保證電站各項系統(tǒng)的命令得到控制。在運行之后也能夠保證機組很好地跟蹤系統(tǒng)的指令。

7 結束語

綜上所述，電壓是評定電網(wǎng)質量的重要標準，能夠實現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定性，而且還能實現(xiàn)經(jīng)濟性。電壓自動控制系統(tǒng)在電網(wǎng)中的使用，能夠保證電壓滿足超高壓電網(wǎng)的需求，從人工監(jiān)控電壓到實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)的過程是電網(wǎng)發(fā)展的重要體現(xiàn)。通過實現(xiàn)合理化分配實現(xiàn)高水平的電力儲備，進一步提高了電壓的穩(wěn)定性，保證了機組的運行穩(wěn)定性，大幅度提高了電壓的合格率，保證了人們的正常用電。