自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)在發(fā)電廠的應(yīng)用

【摘要】隨著現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程的加快，人們對(duì)待用電的需求量也不斷提升，推動(dòng)了我國(guó)整個(gè)電力行業(yè)的迅猛發(fā)展。而現(xiàn)階段自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)被廣泛地運(yùn)用到發(fā)電廠當(dāng)中，其主要作用為于系統(tǒng)電壓變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁以保持機(jī)端電壓不變。文章將結(jié)合本人多年的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，闡述自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)在發(fā)電廠運(yùn)用的基本原理，以及主要的控制策略與影響因素。給予大家一些理論建議或者意見。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)；發(fā)電廠應(yīng)用；分析研究

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，超大功率發(fā)電機(jī)組的運(yùn)用以及超高壓電網(wǎng)的構(gòu)成，造成了電壓指標(biāo)該問題的重要性。良好的無(wú)功電壓控制體系，不但能增加電網(wǎng)的電能質(zhì)量情況，提高電力系統(tǒng)運(yùn)用的穩(wěn)定性與安全性，且可減少網(wǎng)絡(luò)線路的損害，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

1.遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備的裝置基準(zhǔn)

由于電力系統(tǒng)調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的成立，以及DL/T 634. 5104—2002《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)第5104部分：傳輸規(guī)約》的頒發(fā)，而致使該傳輸規(guī)約被普遍運(yùn)用在遠(yuǎn)動(dòng)傳輸體系當(dāng)中。自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，推動(dòng)了遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備呈現(xiàn)多種通訊模式，其涵蓋網(wǎng)絡(luò)通信模式與專線通信模式，于支撐DL/T 634. 5104—2002《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)第5104部分：傳輸規(guī)約》的根基中，共同支撐循環(huán)遠(yuǎn)東規(guī)約等常規(guī)傳輸規(guī)約。而通信接口方式涵蓋RS-232與RJ45，4WE/M。遠(yuǎn)動(dòng)終端運(yùn)用全球定位系統(tǒng)對(duì)時(shí)，需具備接收當(dāng)?shù)厝蚨ㄎ幌到y(tǒng)時(shí)間信號(hào)的作用，也能接收遠(yuǎn)動(dòng)主站的廣播對(duì)時(shí)，確保數(shù)據(jù)系統(tǒng)的時(shí)間相同。自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全對(duì)于電網(wǎng)電壓控制有著非常重要的意義，所以，為顧慮裝置運(yùn)營(yíng)會(huì)出現(xiàn)突發(fā)性事故，遠(yuǎn)動(dòng)終端裝置一般運(yùn)用主/備熱切換模式和雙機(jī)化冗余設(shè)備[1]。

2.自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)的控制模式

2.1就地控制模式

自動(dòng)電壓控制主站系統(tǒng)定期傳送電廠主變壓器高壓側(cè)母線電壓計(jì)劃曲線到電廠側(cè)自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)子站中，而計(jì)劃曲線為電壓下限與電壓上限構(gòu)成。發(fā)電廠主變壓器高壓側(cè)母線電壓大于計(jì)劃曲線上限，亦或者小于計(jì)劃曲線下限，自動(dòng)電壓控制子站統(tǒng)計(jì)各臺(tái)機(jī)組無(wú)功出力目標(biāo)，把電壓調(diào)整到計(jì)劃曲線范疇當(dāng)中。

2.2遠(yuǎn)方控制模式

2.2.1單機(jī)無(wú)功閉環(huán)控制模式。自動(dòng)電壓控制主站系統(tǒng)定期給予電廠側(cè)自動(dòng)電壓控制子站發(fā)送運(yùn)營(yíng)機(jī)組單機(jī)無(wú)功數(shù)據(jù)值，自動(dòng)電壓控制子站按照無(wú)功控制數(shù)據(jù)值，可直接或者間接經(jīng)過分散控制系統(tǒng)給予發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸送減增磁信號(hào)，充分調(diào)整發(fā)電機(jī)無(wú)功出力到數(shù)據(jù)目標(biāo)值。

2.2.2母線電壓閉環(huán)控制方式。自動(dòng)電壓控制主站系統(tǒng)定期給予電廠側(cè)自動(dòng)電壓控制子站發(fā)送電廠主變壓器高壓側(cè)母線電壓控制數(shù)據(jù)值，自動(dòng)電壓控制子站按照電壓控制數(shù)據(jù)值，根據(jù)具體的控制戰(zhàn)略統(tǒng)計(jì)出各臺(tái)機(jī)組的無(wú)功出力數(shù)據(jù)值，經(jīng)自動(dòng)電壓控制子站直接亦或者間接經(jīng)過分散控制系統(tǒng)給予發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸送減增磁信號(hào)，進(jìn)而調(diào)整發(fā)電機(jī)無(wú)功出力功能，促使電廠主變壓器高壓側(cè)母線電壓轉(zhuǎn)由數(shù)據(jù)值靠近，構(gòu)成電廠側(cè)自動(dòng)電壓控制主站系統(tǒng)和自動(dòng)電壓控制子站系統(tǒng)的閉環(huán)控制。

3.自動(dòng)電壓控制子站系統(tǒng)控制戰(zhàn)略和構(gòu)架

自動(dòng)電壓控制子站系統(tǒng)的全局控制分為三個(gè)層次，一級(jí)電壓控制、二級(jí)電壓控制、三級(jí)電壓控制；主要由后臺(tái)計(jì)算機(jī)、協(xié)調(diào)控制器、多個(gè)執(zhí)行控制器組成，實(shí)現(xiàn)一個(gè)安全、穩(wěn)定的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)。一般情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)過程中經(jīng)過管理系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的無(wú)功出力，以提升系統(tǒng)的電壓安全、穩(wěn)定裕度。而多臺(tái)機(jī)組運(yùn)營(yíng)過程中，自動(dòng)電壓控制子站控制系統(tǒng)的無(wú)功分配戰(zhàn)略針對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定、安全執(zhí)行起著非常主要的作用。于探究機(jī)端電壓能夠符合時(shí)，發(fā)電機(jī)無(wú)功裕度影響因素的根基上，發(fā)電廠側(cè)自動(dòng)電壓控制子站無(wú)功功率分配一般使用等裕度分配、等功率因數(shù)分配、平均分配、按容量分配等戰(zhàn)略[2]。

4.在運(yùn)行自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)中需研究的影響因素

4.1無(wú)功與電壓的死區(qū)

無(wú)功、電壓的死區(qū)數(shù)值直接規(guī)定了自動(dòng)電壓控制的調(diào)節(jié)精度與調(diào)節(jié)頻率，倘若系統(tǒng)向無(wú)功目標(biāo)值或者定電壓和當(dāng)前機(jī)組無(wú)功值、母線電壓的差低于死區(qū)數(shù)據(jù)定值時(shí)，自動(dòng)電壓控制將終結(jié)無(wú)功功率分配，從而防止頻繁調(diào)節(jié)機(jī)組勵(lì)磁。此外，死區(qū)值的設(shè)定需科學(xué)、合理地探究自動(dòng)電壓控制調(diào)整最小脈沖，與自動(dòng)電壓控制響應(yīng)速率，防止自動(dòng)電壓控制調(diào)整處于死循環(huán)狀態(tài)。

4.2單機(jī)無(wú)功、母線電壓目標(biāo)數(shù)據(jù)值制定

為防止自動(dòng)電壓控制子站接到單機(jī)無(wú)功或者母線電壓目標(biāo)數(shù)據(jù)值之后，發(fā)電機(jī)組運(yùn)營(yíng)參數(shù)變化導(dǎo)致系統(tǒng)與機(jī)組振蕩，自動(dòng)電壓控制子站接到的機(jī)組無(wú)功、母線電壓目標(biāo)值需為連續(xù)變化和變量速率能按照系統(tǒng)需實(shí)施調(diào)節(jié)。自動(dòng)電壓控制子站接到無(wú)效數(shù)據(jù)目標(biāo)后，需不實(shí)施數(shù)據(jù)運(yùn)行。

4.3各環(huán)節(jié)的控制范疇

4.3.1投退。自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)本身產(chǎn)生自動(dòng)電壓控制主站和自動(dòng)電壓控制子站通信隔斷，以及遠(yuǎn)動(dòng)終端系統(tǒng)和自動(dòng)電壓控制子站通信隔斷等突發(fā)性事故時(shí)，為避免制約機(jī)組的運(yùn)行，自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)會(huì)投退，亦或者經(jīng)閉環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)殚_環(huán)控制[3]。

4.3.2閉鎖。較低的極端電壓將誘發(fā)發(fā)電機(jī)靜態(tài)不穩(wěn)，電廠使用的電壓越限將導(dǎo)致輔機(jī)裝置出現(xiàn)失誤運(yùn)營(yíng)，所以，自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)調(diào)整需科學(xué)、合理地考究機(jī)組低勵(lì)限制、進(jìn)相能力、機(jī)端電壓、定子及轉(zhuǎn)子電流、廠用電壓等詳細(xì)參數(shù)。按照運(yùn)營(yíng)機(jī)組的發(fā)電機(jī)P-Q曲線、各極限指標(biāo)制定制約因素，例如：機(jī)組機(jī)端電壓、母線電壓、廠用電電壓、機(jī)組無(wú)功功率、機(jī)組機(jī)端電流、機(jī)組有功等各方面的單向閉鎖。于電網(wǎng)系統(tǒng)控制中，發(fā)電機(jī)組運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生突發(fā)性狀況時(shí)，自動(dòng)電壓控制設(shè)備需準(zhǔn)確分辨，以及立即做出正確的反應(yīng)，例如：自動(dòng)電壓控制子站于調(diào)節(jié)機(jī)組無(wú)功時(shí)長(zhǎng)時(shí)間調(diào)整無(wú)效、主要參數(shù)雙量測(cè)誤差較大、AVR異常、母線電壓波動(dòng)較大、系統(tǒng)產(chǎn)生擾動(dòng)等，需閉鎖自動(dòng)電壓控制的調(diào)整功能。

4.3.3反調(diào)和限制。當(dāng)廠用變壓器高壓側(cè)機(jī)端電壓、母線電壓、廠用電壓、機(jī)組無(wú)功功率等主要參數(shù)大于閉鎖值時(shí)，自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)會(huì)立即實(shí)施單向調(diào)節(jié)閉鎖，而系統(tǒng)電壓的波動(dòng)針對(duì)機(jī)組數(shù)值的影響仍舊很大，所以，需設(shè)定具體限制值以及時(shí)實(shí)施反向調(diào)整。例如：當(dāng)廠用電壓大于6千伏時(shí)，自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)閉鎖相對(duì)應(yīng)機(jī)組減無(wú)功，該時(shí)倘若系統(tǒng)電壓波動(dòng)促使廠用電壓更加減少，將會(huì)制約廠用輔機(jī)的運(yùn)營(yíng)；廠用電小于限制值時(shí)，提升了運(yùn)行機(jī)組的安全威脅，自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)需實(shí)施反向增磁調(diào)節(jié)，促使廠用電壓控制在規(guī)定的范疇當(dāng)中[4]。

4.4檢測(cè)出現(xiàn)誤差

自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)倘若出現(xiàn)較大的誤差，將嚴(yán)重影響目標(biāo)值的運(yùn)行與控制，進(jìn)而影響作用效果，嚴(yán)重者將引發(fā)突發(fā)性機(jī)組故障。模擬量檢測(cè)機(jī)組需確保于規(guī)定的范疇當(dāng)中，針對(duì)重點(diǎn)參數(shù)需進(jìn)行雙測(cè)量點(diǎn)控制。

參考文獻(xiàn)

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