趙江+何洋

【摘 要】自動電壓控制系統(tǒng)（AVC）對于提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量，減少電網(wǎng)損耗，實現(xiàn)電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著極為重要的作用。本文詳細(xì)介紹了海南昌江核電廠2*660MW機(jī)組自動電壓控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，以及調(diào)試過程中故障分析及處理。

【關(guān)鍵詞】AVC；無功功率；母線電壓

0 前言

自動電壓控制系統(tǒng)（AVC），是指通過采集電網(wǎng)各項數(shù)據(jù)，在確保設(shè)備安全運(yùn)行的前提下，根據(jù)運(yùn)行需求，對各發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組的無功功率進(jìn)行優(yōu)化控制，調(diào)節(jié)各發(fā)電廠母線電壓，從而達(dá)到提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及改善電能質(zhì)量的目的。

1 AVC系統(tǒng)基本介紹

1.1 核電廠AVC子站系統(tǒng)配置

海南昌江核電廠220kV 升壓站主接線采用3/2 接線，共2回路進(jìn)線，分別對應(yīng)核電廠的2臺650MW核電機(jī)組。根據(jù)核電站實際情況及海南電網(wǎng)的要求，該電廠AVC 系統(tǒng)按照220kV電壓等級進(jìn)行AVC 控制，采用的是國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司開發(fā)設(shè)計的NSC2700發(fā)電廠AVC自動控制系統(tǒng)，裝置與現(xiàn)有系統(tǒng)相對獨(dú)立，只通過輸入/輸出接口與外部相聯(lián)系。自動電壓控制系統(tǒng)（AVC）由調(diào)度、AVC操作終端、AVC主控單元以及多個AVC接口控制裝置、測控裝置組成。

AVC主控單元接收AVC接口控制裝置、西門子測控裝置采集到的發(fā)電機(jī)組及母線等模擬量信息、反映運(yùn)行狀態(tài)的開關(guān)量信息，同時也接收調(diào)度或后臺下發(fā)的母線電壓值，根據(jù)母線電壓的目標(biāo)值、系統(tǒng)的阻抗以及從NCS測控中采集到的測量值，計算出系統(tǒng)需要發(fā)出的無功目標(biāo)值，然后對母線上的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行無功合理分配，輸出控制命令傳送至西門子測測控裝置來控制發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)無功出力，使其維持在海南電網(wǎng)電力調(diào)度通信中心下達(dá)的電壓指令（或無功指令）附近實現(xiàn)電壓無功自動調(diào)控，從而達(dá)到調(diào)節(jié)母線電壓的目的。

1.2 實時數(shù)據(jù)的采集方式

AVC控制系統(tǒng)運(yùn)行的前提是保持電力系統(tǒng)中的各發(fā)電機(jī)均運(yùn)行在額定功率、功率因數(shù)、額定電壓、額定電流的范圍內(nèi)[1]，并保持發(fā)電廠高壓母線、廠變低壓側(cè)電壓在允許范圍內(nèi)。因此，在AVC調(diào)節(jié)系統(tǒng)中必須采集所有參與AVC調(diào)節(jié)的各機(jī)組的有功功率、無功功率、發(fā)電機(jī)定子電壓、發(fā)電機(jī)定子電流、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流、6kV各段電壓（比較后選擇最大值）以及高壓母線電壓（正常采集I母線電壓，I母線電壓不正常時，自動切換為II母線電壓）等參數(shù)。這些實時數(shù)據(jù)作為無功調(diào)節(jié)的閉鎖條件，以防止機(jī)組運(yùn)行在超出機(jī)組額定銘牌范圍之外。

NCS2700型無功電壓自動調(diào)節(jié)裝置共享計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（NCS）已采集的實時數(shù)據(jù)，能與中調(diào)接收到的數(shù)據(jù)保持一致，對考核有利，對發(fā)電廠高壓母線電壓控制有利。

1.3 AVC 無功分配原則

無功最優(yōu)分配是指在確定了母線總無功功率目標(biāo)值后，如何將此無功功率最優(yōu)分配給各臺運(yùn)行機(jī)組的方法。

該系統(tǒng)支持4 種分配方式，等功率因數(shù)、相似調(diào)整裕度、與容量成比例、平均分配[2]。

① 等功率因數(shù)：按照各機(jī)組的實發(fā)有功值分配無功，保證各機(jī)組功率因數(shù)水平接近。

鑒于核電廠2臺機(jī)組的容量以及無功出力極限大致相同， AVC系統(tǒng)的無功分配采用相似調(diào)整裕度，根據(jù)機(jī)組的無功裕量大小進(jìn)行分配。

1.4 AVC的投退邏輯

核電廠的AVC 子站系統(tǒng)的投退原則為“人工投入、自動退出”，AVC 的投入必須經(jīng)過運(yùn)行值班人員的判斷，人為操作投入AVC；AVC系統(tǒng)邏輯有多重閉鎖條件，可以在異常工況下自動退出AVC，同時為保證核電機(jī)組的安全運(yùn)行，運(yùn)行人員可根據(jù)機(jī)組實時運(yùn)行工況，根據(jù)需要隨時都退出AVC 系統(tǒng)調(diào)節(jié)。

AVC 的投入過程：當(dāng)無勵磁、AVR 及保護(hù)等閉鎖AVC 的信息時，且發(fā)電機(jī)出口斷路器合閘、AVC 自檢正常，運(yùn)行人員判斷后，操作“全站AVC功能投入/退出”按鈕，置于投入位置，同時根據(jù)控制方式不同將“機(jī)組AVC投入/退出”（#1、#2 機(jī)組）置于投入位置，對應(yīng)機(jī)組才真正參與調(diào)節(jié)。

AVC 的退出過程：操作“全站AVC功能投入/退出” 按鈕置于退出位置， 或把“機(jī)組AVC投入/退出” （#1、#2 機(jī)組）置于退出位置（1、2# 機(jī)組），實現(xiàn)人為退出AVC；AVC 故障或閉鎖條件滿足時，自動退出AVC。

2 探討與分析

2.1 AVC對時問題

原定實際方案中，AVC裝置沒有配置對時?？紤]到若裝置時間存在誤差，可能導(dǎo)致電壓調(diào)節(jié)曲線偏離省調(diào)下達(dá)曲線?，F(xiàn)場進(jìn)行技術(shù)變更，AVC裝置接入B碼對時，保證實時調(diào)節(jié)母線電壓。

2.2 增減磁輸出接點(diǎn)變更

為防止增減磁出口繼電器接點(diǎn)粘連，發(fā)變組測控屏原設(shè)計采用兩個雙位置繼電器的接點(diǎn)串聯(lián)輸出，即每個繼電器的兩對觸點(diǎn)先并聯(lián)，然后與另一個繼電器串聯(lián)。但因測控裝置同一輸出板卡的出口繼電器不允許兩個及以上同時動作，導(dǎo)致兩個雙位置繼電器接點(diǎn)不能同時輸出，增減磁脈沖無法出口。經(jīng)過廠家建議，目前現(xiàn)場變更為僅通過單繼電器接點(diǎn)輸出。

2.3 增減磁脈沖間隔設(shè)置對雙機(jī)組聯(lián)調(diào)的影響

初始增減磁脈沖間隔為30s，脈寬500ms，在雙機(jī)組聯(lián)調(diào)過程中，AVC裝置對雙機(jī)組發(fā)出的增減磁脈沖不完全同步。以調(diào)節(jié)母線電壓上升為例：1號機(jī)組AVR接收到增磁脈沖（此時2號機(jī)組增磁脈沖尚未發(fā)出），機(jī)組無功上升，母線電壓瞬間上升δU，同一時間，2號機(jī)組AVR處于恒壓模式自動調(diào)節(jié)，無功功率下降，母線電壓下降，最終電壓值不變?？紤]到雙機(jī)組接受脈沖時間不一致，在30s內(nèi)誤差較大，且無功功率調(diào)節(jié)速度太慢（大概8MVar/min，規(guī)范中調(diào)節(jié)速度要求不低于10MVar/min）。修改脈沖間隔為8s，脈寬不變，調(diào)節(jié)速度提高，AVC能正常調(diào)節(jié)母線電壓。

3 結(jié)論

隨著海南電網(wǎng)的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的人工調(diào)節(jié)電壓模式已經(jīng)不能滿足電力用戶對電壓質(zhì)量及無功功率的需求。海南核電AVC系統(tǒng)子站的投入，加快了海南電網(wǎng)實現(xiàn)全島無功功率閉環(huán)控制的進(jìn)程，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳兆文.電廠側(cè)avc子站系統(tǒng)的研制[D].

[2]NSC2700發(fā)電廠AGC/AVC自動控制系統(tǒng)技術(shù)使用說明書[Z].

[責(zé)任編輯：許麗