自动电压控制(AVC)系统分析及改进_李莉.pdf

自自动动电电压压控控制制（）系系统统分分析析及及改改进进收稿日期：作者简介：李 莉（），工程师，主要从事电气二次设备检修维护工作。李李 莉莉（宁夏京能宁东发电有限责任公司 设备部继保室，宁夏 银川）摘摘 要要：对 超临界汽轮发电机组的自动电压控制（）系统存在的问题进行分析，查找出其无法满足电网调度要求的原因，提出相应的改造方案并实施。改造后，切实实现了 合格率的进一步提升，为业内同行提高 合格率提供了参考。关关键键词词：发电厂；自动电压控制系统；改造中中图图分分类类号号：文文献献标标识识码码：文文章章编编号号：（）项目背景并网发电厂应按电力调度的质量要求，在发电机组性能允许的范围内，通过无功调节，保证母线电压合格。电力调控机构按月向直调电厂下发母线电压曲线，并网发电厂要按照电力调控机构下达的电压曲线进行无功调节。发电厂母线电压曲线合格率应达到调控机构要求，否则电网公司将考核发电企业。并网发电厂单机 以上的火电机组应具备自动电压控制（，）系统，其投运率和调节合格率是重要的考核数据。负责调节发电机输出电压，使其满足电网公司的要求。根据西北区域发电厂并网运行管理实施细则和西北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则（以下简称“两个细则”）的要求，投运率不低于，合格率不低于，低于标准发电厂会被考核，高于标准则会被奖励。从其考核和奖励规则看，合格率越高，带来的直接经济效益就越高，所以要尽可能提高 合格率，使其接近 为宜。对于投运率达到 以上、合格率达到 以上的厂站，通过以下公式计算奖励金额。（）（）式中：为火电机组 奖励金额，元；为机组实际 调节合格率，；为机组容量，万；为机组 投运时间，。电网公司通过考察 内电厂发出电压的高低是否满足电网公司的要求，以生成 合格率来考核或奖励电厂。宁夏京能宁东发电有限责任公司 台 超临界汽轮发电机组，经发电机出口断路器、升压变压器接入厂内 升压站，出线二回，接入银川东 变电所，主接线一台半接线方式。目前 为上海惠安公司生产的 型装置，采用上位机 下位机 后台机模式，上位机 台，双机热备。通过远程终端单元（，）与调度进行通信，接收调度电压增量目标指令，并上传 运行信息给调度。存在问题该并网发电厂 于 年 月安装投运。通过分析近几年的运行数据，发现其调节逻辑、调节参数存在的主要问题如下。）平均合格率为 左右，虽然能够满足电网考核要求，经济性仍不理想。）经原 厂家升级设备、优化参数后，效果仍未能有明显改善，无法满足电厂对经济运行指标的要求。问题分析及对策分析现有技术的运行情况，得出 合格率低（发出电压不符合电网要求）主要有以下两个方面的原因。）系统电压波动大，在无功稳定的情况下，电压波动 左右，考核死区仅有 ，存在部分考核点。）接收调度母线电压指令延迟较长，平均收到调度目标指令延时 左右，有时甚至到 。这导致 电压调节的部分点不能及时跟踪目标。此外，指令延时变长，会导致母线电压目标计算错误，甚至调节方向错误，子站跟踪电压目标和调度实际考核指令目标不一致，产生考核点。“两个细则”涉及火电机组 的考核规则具体如下。第 卷 第 期重庆电力高等专科学校学报 年 月 ）电压考核死区为 ，调度每 下发一次电压指令，并在 内采集 次母线电压和机组数据作为考核数据点，个采集点任意一个合格则为合格。）并网机组 月投运率应达到，每降低 按 分 万 来每月考核机组。）调控机构通过 系统按月统计考核机组 装置调节合格率。）调节合格率应达到，每降低按 分万 考核机组。针对该公司 现有情况，提出对策，具体内容如下。）升级 网络架构。在原网络架构基础上增加中间环节，进一步处理数据。增加环节的设备采用双网结构。原网络架构见图。图 原网络架构图）增加 优化主机。系统优化主机的主要工作有两项：一是接收 主机下发的调度电压目标增量值，并将其优化后转换为电压绝对目标值，下发给 上位机，以跟踪电压调节；二是接收 装置信息，并通过 上传给调度。）增加 考核分析主机。实时分析 调节情况，统计出合格率，对不合格点给出原因说明，并进一步优化、提高，直至合格率达到设计要求。例如：分析主机可以分析出每台机组具体在哪个时间段不合格，以及该时间段不合格电压的次数，将具体采集的 个电压上送考核点，并且显示当时的目标电压。根据实际电压情况，结合励磁调节器升压和降压命令，得出 调节是否到位。）增加 对时。对优化主机进行全厂 对时，通过优化算法，对目标延时时间进行判断，优化目标计算，对考核分析主机进行对时。一是在同一时标下对比本地数据与调度数据，方便分析考核原因。二是根据调度考核规则，准确计算考核结果。改造措施本次 优化改造，在升压站设备室新增一面 合格率优化屏柜，配置的 台 优化主机与 装置均采用网络 通信，且具备双机热备功能，在单一主机故障时不影响整个 运行。增加 台考核分析主机，统计分析考核数据，并根据分析结果，以提供优化参数建议。优化主机接收 主站系统下发的母线电压目标增量值，在充分考虑各种安全约束条件并优化后，计算出优化后的母线电压目标绝对值，并下发给 上位机。设备采用先进的系统架构体系和网络通信技术，在配置和技术应用上的水平很高；采用装置级设计思想，使用国产湖南麒麟安全操作系统，配置 台实现冗余配置的方案，从而保证系统运行的可靠性。改进后网络架构图见图。图 改进后网络架构图 改造效果对比总结改进 的两个细则改造工作于 年 月初完成，在此后半年多的时间内，性能指标表现优秀，达到了预期的改造目标，具体实现功能及装置性能指标如下。）接入设备，与原有设备协调工作，实现该系统自动调节电压的功能，在满足西北区域两个细则管理实施细则要求的条件下，达到了最佳考核效果：目标合格率每月不低于 ，年度平均值不低于 ，同时满足 设备投入率不低于的要求。）项目改造后，性能指标满足且优于技术协议要求。增加的 功能，能提高数据实时性，并增加 时间记录。）满足以下装置性能指标：数据采样间隔小于或等于 ；具备了步长调整功能，能够增加无功调整最大步长限制；充分满足与省调度中心和西北电网的通信要求，能正确接收调度端下发的 遥调指令并正确执行；与 装置满足 协议和 协议进行通信，通过 接收调度端下发的 电压无功目标值，并能够通过 向调度端反馈 的运行状态和故障情况；能根据发电机组的不同情况，按等功率因数、无功容量等比例和相似调节裕度模式为参与调压的不同机组分配重 庆 电 力 高 等 专 科 学 校 学 报 第 卷第 期无功目标；可自动监测机组是否停机，并能够及时自动修改无功的调整分配方案；有投退切换功能，可在自动调压装置或 上实现投退 切换功能；当系统出现异常时，控制器自动闭锁输出，不退出运行。）下位机需采用更为安全可靠的芯片，并且内置高稳定性系统，以确保数据源的准确性；升级后的 下位机对报警及限制条件能做出充分的反应，使运维人员能够更直观地了解系统的运行状态；下位机具有电压质量统计功能，能按日、月、年统计电压合格率超上限率、超下限率、超限时间等指标。项目实施后，通过 和 年 月 合格率对比表（见表）的统计分析可知，改造后的系统数据传输实时性增强，系统调压功能优化效果较好，装置性能指标达到并且优于改造的目标要求。表 和 年 月 合格率对比表机组年份月份可投时间合格率 同比提高值 合格率同比结果机组 年 月份 提高 年 月份 机组 年 月份 提高 年 月份 机组 年 月份 提高 年 月份 机组 年 月份 提高 年 月份 机组 年 月份 年停机 年 月份 无法比较机组 年 月份 提高 年 月份 机组 年 月份 年停机 年 月份 无法比较机组 年 月份 提高 年 月份 年 月 台机组的 合格率实现了提高，因此机组的 奖励也得到了增长。结论通过本次改造后 系统新接入设备，与原有 系统协调工作，实现该系统自动调节电压的功能，满足西北区域两个细则管理实施细则 的要求。项目实施后，目标合格率每月不低于 ，年度平均值不低于 ，同时能满足 设备投入率不低于 的要求。改造后的 将接收到的 主机下发的调度电压目标增量值，经优化后转换为电压绝对目标值，下发至 上位机，以跟踪电压调节，优化调度电压目标，同时实时分析 调节情况，统计出合格率，对不合格点给出原因说明，并进一步优化和提高，直至合格率达到设计要求。的增加提高了数据实时性，并增加了 时间记录。系统数据传输实时性增强，系统调压功能优化效果较好，装置性能指标满足技术协议要求。具体投运效果见月度统计数据及调度考核结果。根据经济计算统计，调节合格率提升后，单核算 年 月的情况，台机组的 合格率从 提高到 ，合格率得到了大幅的提升。细则奖励也得到了增长，取得的经济效益非常显著。改造后的 系统提高了电网的可靠性，为电网的稳定运行提供了更为坚实的基础保障，因此具备较好的推广应用前景。参考文献：王芳芳 某电厂 超临界机组 系统的应用 工程技术研究，（）：周毅 自动电压控制装置（）在兆丰铝电自备电厂的应用 机械管理开发，（）：冯珂，董平 自动电压控制系统在阳逻电厂的应用 通信电源技术，（）：梁东方，高万鑫，吕孝丹 发电厂 调节合格率偏低原因分析 电力安全技术，（）：（）（，）：，：；第 卷第 期 重 庆 电 力 高 等 专 科 学 校 学 报