王斌

摘要 本文針對(duì)山東華能威海發(fā)電廠#4機(jī)組自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)（ AVC）運(yùn)行中常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行粗淺分析，并尋找最佳解決方案，最終發(fā)電廠的無(wú)功出力、變電站和用戶的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備以及變壓器的分接頭根據(jù)電力調(diào)度指令進(jìn)行自動(dòng)閉環(huán)調(diào)整。試驗(yàn)得出的一些結(jié)果對(duì)同類型機(jī)組有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】AVC 電網(wǎng) 發(fā)電機(jī) 變壓器 分接頭

隨著大機(jī)組、超高壓電網(wǎng)的形成，電壓不僅是電網(wǎng)電能質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，而且是保證大電網(wǎng)安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要因素。自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)（AVC）就是在自動(dòng)裝置的作用下，發(fā)電廠的無(wú)功出力、變電站和用戶的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備以及變壓器的分接頭根據(jù)電力調(diào)度指令進(jìn)行自動(dòng)閉環(huán)調(diào)整。從而改變了以往只能依靠發(fā)電廠和調(diào)度中心下達(dá)的無(wú)功電壓曲線指標(biāo)，人工調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)無(wú)功出力的局面。

1 概況

山東省電網(wǎng)省調(diào)己安裝AVC裝置的并網(wǎng)發(fā)電廠的機(jī)組AVC投運(yùn)率進(jìn)行考核，考核按月統(tǒng)計(jì)每臺(tái)機(jī)組AVC投運(yùn)率，投運(yùn)率以98%為合格標(biāo)準(zhǔn)，全月AVC投運(yùn)率低于98%的機(jī)組進(jìn)行電量考核。而威海電廠#4機(jī)組AVC裝置投運(yùn)率僅為68%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電網(wǎng)規(guī)定的98%的要求，這樣，既不利于電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，又不利于威海發(fā)電廠#4機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

調(diào)查山東華能威海發(fā)電廠2017年1～6月份#4機(jī)組AVC裝置投運(yùn)情況并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

2 現(xiàn)狀分析

為了深入了解#4機(jī)組AVC裝置投運(yùn)率低的情況，對(duì)引起#4機(jī)組AVC裝置投運(yùn)率低的原因進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，調(diào)取了2017年1月～6月造成#4機(jī)組AVC裝置退出的原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，見(jiàn)表2。

從圖表中可以看到，AVC調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障次數(shù)為42次，占總故障次數(shù)的62.68%，是造成華能威海發(fā)電廠#4機(jī)組AVC裝置投運(yùn)率低的主要問(wèn)題癥結(jié)，只要將AVC調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障次數(shù)降低了，就可以大大提高#4機(jī)組AVC裝置投入率。

而影響#4機(jī)組AVC裝置投入主要原因有以下兩條：

（1）省調(diào)AVC主站與電廠AVC子站通訊故障;

（2）高壓廠變分接頭檔位選擇不合理。

根據(jù)這兩條原因逐一進(jìn)行分析：

（1）為了查明原因，首先從遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中調(diào)取2017年1月華能威海發(fā)電廠AVC子站與調(diào)度中心AVC主站任一時(shí)段電壓數(shù)據(jù)，繪制頻率直方圖1。

直方圖呈三頂鋸齒狀排列，說(shuō)明華能威海發(fā)電廠AVC子站與調(diào)度中心AVC主站通訊出現(xiàn)了明顯的問(wèn)題，導(dǎo)致AVC調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能正常工作，從而頻繁閉鎖退出運(yùn)行。為了找到癥結(jié)，技術(shù)人員對(duì)華能威海發(fā)電廠AVC子站與調(diào)度中心AVC主站進(jìn)行調(diào)試。開始強(qiáng)制RTU裝置內(nèi)AVC子站的遙信點(diǎn)進(jìn)行對(duì)點(diǎn)，然后消強(qiáng)制RTU裝置內(nèi)AVC子站的遙信點(diǎn)進(jìn)行對(duì)點(diǎn)，調(diào)度中心AVC主站頻繁無(wú)法收到華能威海發(fā)電廠AVC子站的遙信和遙測(cè)信號(hào)，造成調(diào)度中心AVC主站與華能威海發(fā)電廠AVC子站狀態(tài)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺(tái)的實(shí)際狀態(tài)不符。最后又通過(guò)抓取報(bào)文和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)動(dòng)裝置重新啟動(dòng)時(shí)間約為30s后，硬件通訊端口就打開處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，但通訊進(jìn)程需要4min后才能夠完成，在此期間，遠(yuǎn)動(dòng)通訊裝置進(jìn)程未完全啟動(dòng)的情況下，一旦發(fā)現(xiàn)有外部報(bào)文（ RTU發(fā)送過(guò)來(lái)的通信報(bào)文）介入，遠(yuǎn)動(dòng)裝置會(huì)自動(dòng)將端口關(guān)閉。遠(yuǎn)動(dòng)裝置關(guān)閉后會(huì)使RTU的通訊主站軟件判斷為通訊失敗，如此反復(fù)幾次后，RTU裝置軟件將判斷為遠(yuǎn)動(dòng)裝置未激活不再發(fā)出詢問(wèn)，導(dǎo)致通訊故障。

3 結(jié)論

RTU與遠(yuǎn)動(dòng)通訊裝置間出現(xiàn)的故障是導(dǎo)致省調(diào)AVC主站與電廠AVC子站通信故障直接原因。

從SIS系統(tǒng)中調(diào)取2017年1月#4機(jī)組主變高壓側(cè)220KV母線電壓（共600點(diǎn)），去除電壓振蕩、功率因數(shù)不合格已經(jīng)導(dǎo)致電壓不合格的其他原因，該月份電壓合格點(diǎn)數(shù)僅僅為387點(diǎn)。最大值Xmax=3 7V，最小值Xmin=215.6V，極差R=Xmax-Xmin=34.3V。

本容量n=600，組數(shù)K=1+3.3221g （n）≈10.2，為了作圖更加精確，取整數(shù)K=12，組距h=R/K≈3。

從SIS系統(tǒng)中調(diào)取2017年1月#4機(jī)組高廠變低壓側(cè)6KV母線電壓（共600點(diǎn)），從樣本中得知電壓符合標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)數(shù)是600點(diǎn)，去除電壓振蕩、功率因數(shù)不合格已經(jīng)導(dǎo)致電壓不合格的其他原因，該月份電壓合格點(diǎn)數(shù)僅僅為387點(diǎn)。最大值Xmax=6.6V，最小值Xmin=6.3V，極差R=Xmax-Xmin=29.3V。

結(jié)論：由于#4機(jī)高廠變分接頭檔位選擇為6檔（即15.75-2.5% /6.3KV）選擇不當(dāng)，在廠用母線電壓達(dá)到6.6KV上調(diào)節(jié)閉鎖時(shí)，機(jī)組無(wú)功及機(jī)端電壓距離閉鎖上線值還有很大裕量，嚴(yán)重影響了AVC的無(wú)功調(diào)節(jié)能力。

4 整改措施

（1）省調(diào)AVC主站與華能威海發(fā)電廠AVC子站通信故障。重新設(shè)計(jì)RTU通訊軟件判斷鏈路重啟時(shí)間?？紤]到遠(yuǎn)動(dòng)裝置的軟硬件啟動(dòng)時(shí)間無(wú)法改變，因此將RTU通訊主站軟件內(nèi)判斷鏈路重啟后詢問(wèn)時(shí)間由30s重新設(shè)計(jì)為5min，用來(lái)躲過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通信進(jìn)程4min的啟動(dòng)時(shí)間，并在RTU中對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)裝置發(fā)送過(guò)來(lái)的報(bào)文幀做延時(shí)和濾波處理。

（2）重新計(jì)算高廠變變比，并對(duì)高廠變分接頭檔位進(jìn)行選定。按照制定對(duì)策時(shí)得出的#4高廠變15.75-2.5%/6.3KV變比使得#4機(jī)6KV母線趨于越高線的情況下，而#4主變及發(fā)電機(jī)出口電壓仍有很大裕度的結(jié)論，對(duì)變壓器檔位按變比折算后發(fā)現(xiàn)，將#4高廠變的變比調(diào)節(jié)為15.75/6.3KV可以降低#4機(jī)高壓廠用電母線電壓，也就是將#4高廠變分接頭檔位由6檔（15.75-2.5%/6.3KV）改變?yōu)?檔（ 15.75/6.3KV）可以提高220KV母線電壓調(diào)節(jié)范圍。

改進(jìn)后，從SIS系統(tǒng)中調(diào)取#4機(jī)組高廠變低壓側(cè)6KV母線電壓（共600點(diǎn)），從樣本中得知電壓符合標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)數(shù)是600點(diǎn)，去除電壓振蕩、功率因數(shù)不合格已經(jīng)導(dǎo)致電壓不合格的其他原因，電壓合格點(diǎn)數(shù)為570點(diǎn)。最大值Xmax=2 31V，最小值Xin=222V，極差R=Xmax-Xmin=9V。#4機(jī)組AVC裝置投入率由原來(lái)的68%提高到現(xiàn)在的99.05%，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

5 經(jīng)濟(jì)效益

按照電網(wǎng)《兩個(gè)細(xì)則》對(duì)發(fā)電企業(yè)AVC投入率的考核要求計(jì)算：

AVC投入率=AVC投運(yùn)時(shí)間/機(jī)組運(yùn)行時(shí)間x100%（投入率以98%為標(biāo)準(zhǔn)），AVC投入率低于98%按以下公式計(jì)算：

（98%-λ投運(yùn)）/100Xw（λ投運(yùn)為機(jī)組投運(yùn)率，W為該機(jī)組上網(wǎng)電量）

AVC投入率的考核電量最高不超該機(jī)組上網(wǎng)電量0.1%，在計(jì)算AVC投入率時(shí)，要扣除因電網(wǎng)原因造成的AVC裝置退出時(shí)間。

電量計(jì)算：華能威海發(fā)電廠#4機(jī)2017年7～12月上網(wǎng)電量為5.39998億千瓦時(shí)98%-67.8%/100x5.39998億=1673993.8千瓦時(shí)。

經(jīng)濟(jì)核算：大約為1673993.8x0.29= 48.5458萬(wàn)元。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)改進(jìn)后，#4機(jī)AVC裝置運(yùn)行穩(wěn)定可靠，投入率每天全部合格，可以確定實(shí)施效果有效可靠，保證了設(shè)備長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。