楊 瀟，王 楠，潘征宇，孟 良，張子鑫

（1.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，河北 石家莊 050021；2.石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河北 石家莊 050021；3.上海市電力公司檢修公司，上海 200063；4.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司，河北 石家莊 050021）

河北南網(wǎng)AVC系統(tǒng)電廠側(cè)運(yùn)行情況分析

楊 瀟1，王 楠2，潘征宇3，孟 良1，張子鑫4

（1.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，河北 石家莊 050021；2.石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河北 石家莊 050021；3.上海市電力公司檢修公司，上海 200063；4.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司，河北 石家莊 050021）

河北南網(wǎng)自動(dòng)電壓控制（Automatic Voltage Control，簡(jiǎn)稱AVC）系統(tǒng)建立以來(lái)，在調(diào)節(jié)峰谷電壓及節(jié)能降損等方面起到了巨大作用。但是部分機(jī)組調(diào)整效果不夠理想、子站退運(yùn)情況較多。結(jié)合運(yùn)行現(xiàn)狀，分析AVC子站控制參數(shù)存在的2類問(wèn)題并提出解決方案。方案實(shí)施后，系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，電壓調(diào)控效率提高。

自動(dòng)電壓控制；AVC系統(tǒng)電廠側(cè)子站；控制參數(shù)；勵(lì)磁系統(tǒng)；進(jìn)相運(yùn)行

我國(guó)正在努力建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，其目的是充分發(fā)揮電網(wǎng)優(yōu)化資源配置、促進(jìn)清潔能源快速發(fā)展的作用，這是建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的基石。實(shí)時(shí)就地、分層平衡的能力是智能電網(wǎng)背景下的無(wú)功電壓控制必須具備的，這樣才能實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)耦合最優(yōu)，即電壓穩(wěn)定、電能質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)損耗等3項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)最優(yōu)［1－4］。因此自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分。河北南部電網(wǎng)AVC系統(tǒng)實(shí)時(shí)從華北電網(wǎng)獲取協(xié)調(diào)控制目標(biāo)指令，以網(wǎng)損最小為優(yōu)化目標(biāo)，經(jīng)過(guò)全網(wǎng)優(yōu)化計(jì)算，得到各個(gè)廠站的電壓調(diào)控目標(biāo)。對(duì)電廠側(cè)子站發(fā)送調(diào)控指令，調(diào)節(jié)機(jī)組無(wú)功出力，實(shí)現(xiàn)機(jī)組無(wú)功的合理分配；對(duì)電網(wǎng)側(cè)子站發(fā)送電容器投切指令和主變分接頭調(diào)整指令，合理控制無(wú)功補(bǔ)償水平。電廠側(cè)和電網(wǎng)側(cè)子站共同控制廠站母線電壓在合格范圍內(nèi)，從而盡可能減少不同地區(qū)和電壓等級(jí)之間的無(wú)功傳輸，減少線路上的電能損耗。

AVC系統(tǒng)對(duì)河北南部電網(wǎng)調(diào)節(jié)峰谷電壓及節(jié)能降損起到了巨大的作用。AVC電廠側(cè)子站投入率達(dá)到了95%以上，絕大多數(shù)機(jī)組能夠正確執(zhí)行省調(diào)下發(fā)的電壓調(diào)整指令，但是部分機(jī)組電壓調(diào)整效果不夠理想，電壓調(diào)節(jié)速度較慢，子站退運(yùn)情況較多。原因是AVC系統(tǒng)電廠側(cè)子站存在參數(shù)整定原則不統(tǒng)一，與勵(lì)磁、保護(hù)參數(shù)設(shè)置配合不當(dāng)。文獻(xiàn)［5－7］探討了不同地區(qū)電網(wǎng)中AVC應(yīng)用實(shí)例，提出相關(guān)技術(shù)難題的解決方案；文獻(xiàn)［8］分析了電廠AVC功能中無(wú)功電壓轉(zhuǎn)換存在的若干問(wèn)題，提出了電壓異常波動(dòng)的檢測(cè)和同一電廠內(nèi)的發(fā)電機(jī)組同步投退AVC功能等技術(shù)要求；文獻(xiàn)［9］提出SVQC型變電站無(wú)功補(bǔ)償裝置與AVC系統(tǒng)的通信方式兩種接口方案。上述文獻(xiàn)均未對(duì)電廠側(cè)AVC子站參數(shù)整定問(wèn)題進(jìn)行討論。結(jié)合運(yùn)行現(xiàn)狀，本文分析了AVC子站控制參數(shù)存在的問(wèn)題，并提出相應(yīng)解決方案。

1 AVC子站控制參數(shù)問(wèn)題分析

1.1 子站定值設(shè)置不當(dāng)

a.進(jìn)相運(yùn)行深度設(shè)置。電廠根據(jù)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)報(bào)告整定無(wú)功功率低閉鎖值，但若設(shè)置參數(shù)不當(dāng)，則不能充分發(fā)揮機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行能力。無(wú)功功率低閉鎖值應(yīng)是機(jī)組在不同有功范圍內(nèi)允許最大進(jìn)相的深度。表1為某電廠3號(hào)機(jī)組無(wú)功功率低閉鎖值與進(jìn)相運(yùn)行限額的比較，在有功功率400～600 MW的區(qū)間內(nèi)，機(jī)組能夠進(jìn)相的深度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于80%的進(jìn)相運(yùn)行限額值。

表1 某電廠機(jī)組無(wú)功功率低閉鎖值與進(jìn)相運(yùn)行限額比較

b.無(wú)功功率低閉鎖值設(shè)置越限。個(gè)別機(jī)組的低閉鎖值超越進(jìn)相運(yùn)行限額值，有可能對(duì)造成機(jī)組和電網(wǎng)造成較大危害。圖1為某電廠2號(hào)機(jī)組低閉鎖值與進(jìn)相運(yùn)行限額曲線比較，可以看出有功功率300～500 MW區(qū)間內(nèi)無(wú)功功率低閉鎖值超越進(jìn)相運(yùn)行限額。

圖1 無(wú)功功率低閉鎖值與進(jìn)相運(yùn)行限額比較

c.滿負(fù)荷情況進(jìn)相問(wèn)題。由于機(jī)組滿負(fù)荷工況下進(jìn)相導(dǎo)致機(jī)端電壓或廠用電電壓偏低，部分電廠不允許進(jìn)相。

d.整定母線電壓高／低閉鎖值時(shí)無(wú)視調(diào)度下達(dá)電壓曲線，擴(kuò)大閉鎖范圍，造成電壓調(diào)控范圍減小。

e.調(diào)控速率問(wèn)題。由于各機(jī)組無(wú)功調(diào)控速率或脈沖計(jì)算斜率不同，造成調(diào)控速率較快的機(jī)組進(jìn)相次數(shù)頻繁，速率慢的機(jī)組進(jìn)相次數(shù)少，甚至不進(jìn)相。部分型號(hào)子站沒(méi)有速率控制參數(shù)。

1.2 與相關(guān)設(shè)備參數(shù)配合不當(dāng)

a.與勵(lì)磁及過(guò)激磁保護(hù)配合問(wèn)題。部分機(jī)組的定子電壓高閉鎖值和定子電壓有效范圍－高設(shè)置受勵(lì)磁調(diào)節(jié)器V／F限制參數(shù)和過(guò)激磁保護(hù)設(shè)置影響，目前整定較保守。按照河北南網(wǎng)有關(guān)規(guī)定，過(guò)激磁保護(hù)中V／F設(shè)置應(yīng)≥1.20，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器V／F限制參數(shù)應(yīng)在保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行基礎(chǔ)上，擴(kuò)大機(jī)端電壓有效范圍。

b.與低勵(lì)限制配合問(wèn)題。部分機(jī)組AVR低勵(lì)限制值遠(yuǎn)大于進(jìn)相運(yùn)行限額，嚴(yán)重限制AVC控制范圍，表2為某電廠13號(hào)機(jī)組2個(gè)參數(shù)的比較。

表2 某電廠機(jī)組低勵(lì)限制值與進(jìn)相運(yùn)行限額的比較

c.RTU設(shè)置問(wèn)題。RTU死區(qū)較大，導(dǎo)致調(diào)度D5000系統(tǒng)中電壓曲線波動(dòng)不明顯，影響對(duì)電壓控制效果的評(píng)估。

2 解決方案

針對(duì)以上2大類問(wèn)題，采用結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)制定河北南網(wǎng)AVC子站參數(shù)整定原則的方法，最終開發(fā)參數(shù)整定計(jì)算軟件來(lái)強(qiáng)化運(yùn)行管理。

2.1 子站定值設(shè)置不當(dāng)解決措施

a.針對(duì)機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行能力沒(méi)有充分發(fā)揮的問(wèn)題，在河北南網(wǎng)AVC子站參數(shù)整定原則中規(guī)定無(wú)功功率低閉鎖值至少達(dá)到進(jìn)相報(bào)告參數(shù)的80%以上。

b.針對(duì)無(wú)功功率低閉鎖值與進(jìn)相運(yùn)行限額不配合的問(wèn)題，結(jié)合進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)，重新設(shè)置。

c.針對(duì)滿負(fù)荷情況下不允許進(jìn)相的問(wèn)題，結(jié)合改變廠用變分接頭位置、適當(dāng)放寬廠用電壓限制范圍等措施，重新進(jìn)行機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)并設(shè)置相關(guān)參數(shù)。

d.母線電壓高閉鎖值應(yīng)按季節(jié)修改，整定值大于調(diào)度給定電壓峰值1 kV；母線電壓低閉鎖值應(yīng)按季節(jié)修改，整定值低于調(diào)度給定電壓谷值1 kV。

e.針對(duì)調(diào)控速率問(wèn)題，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)各電廠AVC子站電壓調(diào)控速率進(jìn)行修改，滿足高壓母線控制目標(biāo)值變動(dòng)2 kV時(shí)，控制系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間＜2 min的要求。

2.2 與相關(guān)設(shè)備參數(shù)配合不當(dāng)解決措施

a.與勵(lì)磁及過(guò)激磁保護(hù)配合問(wèn)題

適當(dāng)調(diào)整V／F設(shè)置后（建議1.05＜V／F＜1.2），再按照整定原則調(diào)整定子電壓高閉鎖值和定子電壓有效范圍。

b.與勵(lì)磁參數(shù)配合問(wèn)題

結(jié)合進(jìn)相運(yùn)行限額重新整定低勵(lì)限制值，再整定AVC電廠側(cè)子站相關(guān)參數(shù)。

c.RTU參數(shù)設(shè)置問(wèn)題

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)修改各電廠RTU死區(qū)至3‰以下。

3 軟件開發(fā)

將整定原則固化在自主開發(fā)的《發(fā)電廠無(wú)功功率最優(yōu)控制參數(shù)優(yōu)化程序》中，軟件使用Visual C＋＋語(yǔ)言開發(fā)（見(jiàn)圖2），能夠通過(guò)手動(dòng)輸入和文件讀入2種方式錄入機(jī)組額定參數(shù)，自動(dòng)計(jì)算AVC子站參數(shù)定值并輸出到指定文件。可以結(jié)合安全評(píng)估和暗訪檢查等活動(dòng)使用此軟件，強(qiáng)化對(duì)發(fā)電廠側(cè)AVC管理，提高電壓調(diào)控效率。

圖2 軟件使用界面

4 結(jié)束語(yǔ)

AVC系統(tǒng)是減少區(qū)域間無(wú)功流動(dòng)，降低電壓波動(dòng)幅度，減輕運(yùn)行值班人員勞動(dòng)強(qiáng)度的有效手段。結(jié)合運(yùn)行現(xiàn)狀，分析AVC子站控制參數(shù)存在的2類問(wèn)題并提出解決方案：結(jié)合相關(guān)設(shè)備參數(shù)，利用自主開發(fā)的軟件，自動(dòng)計(jì)算定值，解決參數(shù)設(shè)置及配合不當(dāng)問(wèn)題；結(jié)合試驗(yàn)，采用放寬廠用電壓限制范圍等措施，增大機(jī)組調(diào)控能力。方案實(shí)施后，系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，電壓調(diào)控效率提高。

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Analysis of AVC System Running Condition for Power Plants of Hebei Southern Grid

YANG Xiao1，WANG Nan2，PAN Zheng?yu3，MENG Liang1，ZHANG Zi?xin4
（1.State Grid Hebei Electric Power Research Institute，Shijiazhuang，Hebei 050021，China；2.Shijiazhuang University of Economics，Shijiazhuang，Hebei 050021，China；3.Inspection＆Maintenance Company，SMEPC，Shanghai 200063，China；4.The Maintenance Branch of State Grid Hebei Electric Power Co.，Ltd.，Shijiazhuang，Hebei 050021，China）

Automatic voltage control（AVC）system of Hebei southern grid has been applied as a means for controlling voltage and re?ducing line loss.However，regulating effects of some generators can＇t meet the expect and AVC substations quit frequently.Two prob?lems are proposed in the paper and the slove schemes are introduced.After the regulations，AVC system has better effects on adjusting reactive power and controlling voltage.

AVC；AVC power plant substation；Control parameter；Excitation system；Leading phase operation

TM761

A

1004－7913（2016）05－0050－03

楊 瀟（1984—），男，碩士，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)仿真與建模研究及電力系統(tǒng)自動(dòng)化。

2016－01－17）