电厂自动化实施中自动电压控制系统的应用分析

徐有和

摘 要：电对人们来说具有十分重要的作用。随着自动化技术的快速发展，电力部门也采用了自动化电力生产设备，能够满足人民的用电需求。伴随着超高电压的产生，电压不仅是电网质量的标准之一，同时也是实现高质量用电安全的重要方面。所以，自动电压控制系统就成为了电力部门控制电压的重要设备。文章主要针对这项系统对于实施电厂自动化的重要作用进行了分析和阐述，希望能够帮助我国电力系统的快速发展。

关键词：电厂；自动化实施；自动电压控制系统

自动电压控制（Auto Voltage Control）是指利用计算机系统、通信网络和可调控设备，根据电网实时运行工况在线计算控制策略，自动闭环控制无功和电压调节设备，以实现合理的无功、电压分布。

1 原有的电压管理模式及存在弊端

传统发电厂的电压考核管理方式主要是调度中心按照用电高峰、低谷等不同时段来控制电压范围，按照不同季度下达电压指标，电厂则根据曲线的需求实行二十四小时监控，实现电压输出，进而维持电压在规定的范围内，这种管理方式在当初获得了很好的效果，但是随着社会经济的变化，电网结构也发生了很大变化，这种电压管理方式的很多问题也被暴露出来，影响了电力企业的发展。具体的问题如下：一是供电参考的电压曲线是在离线的情况下确定的，不能够真实地反映出电网实时状态，那么根据离线曲线来调整电压则会造成很多问题，甚至出现安全隐患。二是电压设备运行人员并不能够实时地监控电压情况，而且调整是由人工完成的，强度比较大，而且人的主观判断和实际需要还存在着差异，调整的时候也不能够做到准确无误。三是电厂之间无功调节对电压的影响很大，调节的时候容易造成结果出入，导致电网输出不经济。这些问题的存在都会对电网的安全运行造成威胁，甚至对电网造成损害。

2 发电厂自动电压调控的实现原理

电压自动控制系统主要就是从全局的角度出发，对电网无功电压以及无功功率进行控制，进而实现电厂的电压和功率的自动化调节。该系统每隔五分钟就会对电网内部的机组下发调整命令，电厂的中控单元则会根据电压的调整量计算出无功功率的目标值，进而实现合理化分配电机组的目标，通过对各种约束条件的分析，计算出脉冲的控制区域并把指令发到该系统的终端上，执行终端输出的信号，进而实现自动调节电网的无功功率以及电压，能够保证电压满足电网供电输出的需要。AVC系统结构如图1所示。

3 AVC控制策略

（1）把一级电压控制作为单元控制，控制器作为发电机的调节器，时间通常以毫秒到秒作为控制单位，通常为一个常数，针对这一级别的控制，控制设备能够保证输出量值能够符合电压变化的需要。一级电压控制则等于一个给定的值，一般情况下不会改变。（2）把二级电压控制作为本地控制。时间一般都是控制在秒到分的级别，而且通常为一个常数，控制器作为发电厂的自动调控装置，主要目的就是为了实现对本地一级设备的协调，进而保证电压的设定值和需要的值相近，避免控制目标产生偏差，按照顺序改变设定值。（3）把三级电压控制作为全局控制。时间一般都是控制在分到消失级别，而且通常也为一个常数，它能够实现系统的经济化、安全化的运行，能够给各个分厂传输准确的电压调控结果，并下达指令。

4 AVC子站性能指标要求

4.1 电厂子站机组AVC投运率

AVC投运率按每台机组分别进行统计，月投运率达到98%为合格，否则为不合格。

4.2 电厂子站AVC调节合格率

调节合格率按每台机组分别进行统计，机组跟踪网调主站电压指令，每次调节在1min内到达规定区为合格点，否则为不合格点。

4.3 控制精度

主站以电厂子站母线电压作为控制对象时1母线电压-目标电压1<0.5kV（220kV母线），或1.0kV（500kV母线）。

5 AVC控制考虑的因素

（1）母线电压在整个电压系统中具有十分重要的作用，所以必须保证母线电压的值在一个安全的范围内，能够实现电力系统的稳定运行，以及变压器在一个规定的范围内运行。母线电压应该具备上下限的功能，进而保证电压能够实现自动调节，当电压达到了上下限的适合，能够具有反调的功能，电波也能够在一个有效范围内，满足电力系统的需要。（2）当主通信因为发生了某些故障出现了暂时中断的情况，那么可以根据母线的曲线进行调节，等到通信恢复正常之后接受主站的命令，恢复了远程调控模式，进而保证母线电压能够自由调控。当远方和本地的调控值不一致时，应该对切换过程中的调节进行限制。（3）要想实现对无功机组的分配，就必须在满足系统需求的基础上进行，单独无功设置应该满足母线曲线的要求，才能够进一步保证机组的正常运行。而母线曲线的形成则是根据机组运行过程中所产生的试验报告结果来绘制的。

6 AVC系统调试及试运

6.1 通道调试

检查网调侧主站系统能否正确获取电厂侧RTU送来的遥信遥测量；检查网调侧主站系统能否将遥调命令正确及时地发送到电厂侧RTU；检查网调侧主站系统采集的遥信遥测与电厂侧子站系统采集的遥信遥测是否一致；检查网调侧主站系统能否将遥调命令正确及时地发送到电厂侧子站系统。确保网调侧AVC主站采集的遥测量与电厂侧子站系统采集的遥测量一致并能够及时接收AVC主站传送的控制命令。如表所示列出了调试的项目及传送的内容。

6.2 性能调试

检查AVC子站系统收到的遥调命令是否与主站系统下发的遥调命令一致；检查子站系统是否正确执行遥调命令；检查对应控制母线的电压调节情况；检查对应控制发电机的无功出力情况。确保电厂侧子站系统能够正确追随网调侧主站系统的控制命令。

6.3 AVC试运

通过在电厂中测定该系统能够正常的保证电站各项系统的命令得到控制。在运行之后也能够保证机组很好地跟踪系统的指令。

7 结束语

综上所述，电压是评定电网质量的重要标准，能够实现电网的稳定性，而且还能实现经济性。电压自动控制系统在电网中的使用，能够保证电压满足超高压电网的需求，从人工监控电压到实现自动调节的过程是电网发展的重要体现。通过实现合理化分配实现高水平的电力储备，进一步提高了电压的稳定性，保证了机组的运行稳定性，大幅度提高了电压的合格率，保证了人们的正常用电。