徐有和

摘 要：電對(duì)人們來說具有十分重要的作用。隨著自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，電力部門也采用了自動(dòng)化電力生產(chǎn)設(shè)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(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量用電安全的重要方面。所以，自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)就成為了電力部門控制電壓的重要設(shè)備。文章主要針對(duì)這項(xiàng)系統(tǒng)對(duì)于實(shí)施電廠自動(dòng)化的重要作用進(jìn)行了分析和闡述，希望能夠幫助我國(guó)電力系統(tǒng)的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電廠；自動(dòng)化實(shí)施；自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)

自動(dòng)電壓控制（Auto Voltage Control）是指利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)和可調(diào)控設(shè)備，根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行工況在線計(jì)算控制策略，自動(dòng)閉環(huán)控制無功和電壓調(diào)節(jié)設(shè)備，以實(shí)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(shí)段來控制電壓范圍，按照不同季度下達(dá)電壓指標(biāo)，電廠則根據(jù)曲線的需求實(shí)行二十四小時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)電壓輸出，進(jìn)而維持電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)，這種管理方式在當(dāng)初獲得了很好的效果，但是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的變化，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)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(shí)地反映出電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)，那么根據(jù)離線曲線來調(diào)整電壓則會(huì)造成很多問題，甚至出現(xiàn)安全隱患。二是電壓設(shè)備運(yùn)行人員并不能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)控電壓情況，而且調(diào)整是由人工完成的，強(qiáng)度比較大，而且人的主觀判斷和實(shí)際需要還存在著差異，調(diào)整的時(shí)候也不能夠做到準(zhǔn)確無誤。三是電廠之間無功調(diào)節(jié)對(duì)電壓的影響很大，調(diào)節(jié)的時(shí)候容易造成結(jié)果出入，導(dǎo)致電網(wǎng)輸出不經(jīng)濟(jì)。這些問題的存在都會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成威脅，甚至對(duì)電網(wǎng)造成損害。

2 發(fā)電廠自動(dòng)電壓調(diào)控的實(shí)現(xiàn)原理

電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)主要就是從全局的角度出發(fā)，對(duì)電網(wǎng)無功電壓以及無功功率進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電廠的電壓和功率的自動(dòng)化調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)每隔五分鐘就會(huì)對(duì)電網(wǎng)內(nèi)部的機(jī)組下發(fā)調(diào)整命令，電廠的中控單元?jiǎng)t會(huì)根據(jù)電壓的調(diào)整量計(jì)算出無功功率的目標(biāo)值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)合理化分配電機(jī)組的目標(biāo)，通過對(duì)各種約束條件的分析，計(jì)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(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 AVC控制策略

（1）把一級(jí)電壓控制作為單元控制，控制器作為發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器，時(shí)間通常以毫秒到秒作為控制單位，通常為一個(gè)常數(shù)，針對(duì)這一級(jí)別的控制，控制設(shè)備能夠保證輸出量值能夠符合電壓變化的需要。一級(jí)電壓控制則等于一個(gè)給定的值，一般情況下不會(huì)改變。（2）把二級(jí)電壓控制作為本地控制。時(shí)間一般都是控制在秒到分的級(jí)別，而且通常為一個(gè)常數(shù)，控制器作為發(fā)電廠的自動(dòng)調(diào)控裝置，主要目的就是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)本地一級(jí)設(shè)備的協(xié)調(diào)，進(jìn)而保證電壓的設(shè)定值和需要的值相近，避免控制目標(biāo)產(chǎn)生偏差，按照順序改變?cè)O(shè)定值。（3）把三級(jí)電壓控制作為全局控制。時(shí)間一般都是控制在分到消失級(jí)別，而且通常也為一個(gè)常數(shù)，它能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)化、安全化的運(yùn)行，能夠給各個(gè)分廠傳輸準(zhǔn)確的電壓調(diào)控結(jié)果，并下達(dá)指令。

4 AVC子站性能指標(biāo)要求

4.1 電廠子站機(jī)組AVC投運(yùn)率

AVC投運(yùn)率按每臺(tái)機(jī)組分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，月投運(yùn)率達(dá)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(tái)機(jī)組分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，機(jī)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(dá)規(guī)定區(qū)為合格點(diǎn)，否則為不合格點(diǎn)。

4.3 控制精度

主站以電廠子站母線電壓作為控制對(duì)象時(shí)1母線電壓-目標(biāo)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(gè)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(gè)安全的范圍內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，以及變壓器在一個(gè)規(guī)定的范圍內(nèi)運(yùn)行。母線電壓應(yīng)該具備上下限的功能，進(jìn)而保證電壓能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)電壓達(dá)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(gè)有效范圍內(nèi)，滿足電力系統(tǒng)的需要。（2）當(dāng)主通信因?yàn)榘l(fā)生了某些故障出現(xiàn)了暫時(shí)中斷的情況，那么可以根據(jù)母線的曲線進(jìn)行調(diào)節(jié)，等到通信恢復(fù)正常之后接受主站的命令，恢復(fù)了遠(yuǎn)程調(diào)控模式，進(jìn)而保證母線電壓能夠自由調(diào)控。當(dāng)遠(yuǎn)方和本地的調(diào)控值不一致時(shí)，應(yīng)該對(duì)切換過程中的調(diào)節(jié)進(jìn)行限制。（3）要想實(shí)現(xiàn)對(duì)無功機(jī)組的分配，就必須在滿足系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)上進(jìn)行，單獨(dú)無功設(shè)置應(yīng)該滿足母線曲線的要求，才能夠進(jìn)一步保證機(jī)組的正常運(yùn)行。而母線曲線的形成則是根據(jù)機(jī)組運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的試驗(yàn)報(bào)告結(jié)果來繪制的。

6 AVC系統(tǒng)調(diào)試及試運(yùn)

6.1 通道調(diào)試

檢查網(wǎng)調(diào)側(cè)主站系統(tǒng)能否正確獲取電廠側(cè)RTU送來的遙信遙測(cè)量；檢查網(wǎng)調(diào)側(cè)主站系統(tǒng)能否將遙調(diào)命令正確及時(shí)地發(fā)送到電廠側(cè)RTU；檢查網(wǎng)調(diào)側(cè)主站系統(tǒng)采集的遙信遙測(cè)與電廠側(cè)子站系統(tǒng)采集的遙信遙測(cè)是否一致；檢查網(wǎng)調(diào)側(cè)主站系統(tǒng)能否將遙調(diào)命令正確及時(shí)地發(fā)送到電廠側(cè)子站系統(tǒng)。確保網(wǎng)調(diào)側(cè)AVC主站采集的遙測(cè)量與電廠側(cè)子站系統(tǒng)采集的遙測(cè)量一致并能夠及時(shí)接收AVC主站傳送的控制命令。如表所示列出了調(diào)試的項(xiàng)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(duì)應(yīng)控制母線的電壓調(diào)節(jié)情況；檢查對(duì)應(yīng)控制發(fā)電機(jī)的無功出力情況。確保電廠側(cè)子站系統(tǒng)能夠正確追隨網(wǎng)調(diào)側(cè)主站系統(tǒng)的控制命令。

6.3 AVC試運(yùn)

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

7 結(jié)束語

綜上所述，電壓是評(píng)定電網(wǎng)質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定性，而且還能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。電壓自動(dòng)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)的過程是電網(wǎng)發(fā)展的重要體現(xiàn)。通過實(shí)現(xiàn)合理化分配實(shí)現(xiàn)高水平的電力儲(chǔ)備，進(jìn)一步提高了電壓的穩(wěn)定性，保證了機(jī)組的運(yùn)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。