黄龙滩水电厂3、4号机AVC功能实现策略

廖慧敏（湖北黄龙滩水力发电厂,湖北　十堰　442000）

黄龙滩水电厂3、4号机AVC功能实现策略

廖慧敏
（湖北黄龙滩水力发电厂,湖北十堰442000）

摘要：本文详细介绍了黄龙滩水电厂3、4号机组自动电压控制(AVC) 的控制模式和方式、AVC的约束条件。通过实际运行检验, 证明是行之有效的。自 AVC投运以来，提高了电压质量，减少了运行人员工作量。

关键词：AVC基本控制原理；模式和方式；约束条件

1　引言

黄龙滩水电厂座落在湖北省鄂西北电网末端，装机4台，1、2号机主变升压后等级为110KV，3、4号机主变升压后等级为220KV，对于黄龙滩水电厂这样的湖北省电网末端水电站,对于维持电网电压的作用就更加明显，省调要求黄龙滩电厂3、4号机必须具备AVC功能。

2　AVC基本控制原理

自动电压控制系统AVC是根据电网系统给定的发电厂高压母线电压设定值及实测电压偏差，计算需要调节的无功值，在满足电站及机组的各种安全约束条件下，对全厂的机组做出实时的控制决策，合理分配和给定厂内各机组的无功功率，使高压母线电压达到系统给定值，提高电厂的整体自动化运行水平。

3　黄龙滩水电厂3、4号机AVC功能实现策略

3.1AVC的控制模式和方式

（1）AVC子站控制模式分：全厂控制模式和单机控制模式。全厂控制模式：电厂监控系统接收AVC主站系统下发的系统母线电压设定值并通过AVC控制模块计算出电厂需要承担的总无功功率，或直接接收AVC主站系统下发的全厂总无功功率设定值，然后AVC控制模块将总无功功率合理分配给对应每台机组，再向发电机的励磁系统发送增减磁信号以调节发电机无功出力，使电厂开关站母线电压达到控制目标值，实现全厂多机组的电压无功自动控制。

（2）AVC子站控制方式分：远方控制和就地控制。远方控制：AVC主站系统实时向电厂监控系统下发系统母线电压或无功（总无功）设定值，监控系统中的AVC子站系统自动跟踪设定值，使电厂系统母线电压或者无功出力向目标值逼近，形成电厂侧AVC子站系统与AVC主站系统的闭环控制。

就地控制：当AVC主站与电厂监控系统通讯故障时由远方控制转为就地控制或接受调度指令由远方控制转为就地控制。AVC子站系统可根据调度指令下发的系统母线电压或无功（总无功）设定值，或根据省调给定的发电厂母线电压计划曲线，完成本地机组的无功电压控制。

3.2AVC控制数据传输方式

（1）省调AVC模块向远动装置（RTU）发送“220kV母线电压目标值”和“省调AVC功能投/退”信号，电厂RTU向省调AVC模块发送“电厂AVC投/退”信号及“增/减无功闭锁“信号；

（2）远动通讯机（RTU）通过这些信号传送给电厂计算机监控系统中AVC模块，电厂AVC模块读取监控系统实时数据库中机组的无功调整闭锁信号及有功、无功值，并依据220kV电压目标值和220 kV电压实际值的差值判断无功调整方向。在沿无功调整方向且机组无闭锁的前提下，以各机组向机组PLC发无功调节指令。机组PLC接收到无功调节指令，并判断沿此方向调整是否有调节

3.3AVC的约束条件

（1）发电机进相深度的限制。根据中调对电网进行静稳定和暂稳定的计算，结合试验院对我厂3、4号机组进行进相试验的结论以及中调下达3、4号发电机组进相范围通知要求，3、4号发电机组在进行AVC调节时必须满足下述要求：

1）3、4号机组在220KV母线电压低于232KV时不允许进相运行，即Q大于0；2）3、4号机组的进相深度控制范围控制：由于厂家监控系统中的AVC模块功能中无功功率不能按机组P-Q曲线进行分配，因此3、4号机组的进相深度控制在单机进相大于等于-30Mvar，双机进相大于等于-20Mvar。

（2）发电机安全运行参数的限制。结合电厂机电设备运行的实际情况和发电机运行参数及机组保护和自动装置限制值整定的参数，对AVC调节的限制参数如下：全厂有4台机组,1、2好机组不参与十堰地区110KV电网调节，3、4号机组参与220KV电网调节。

机组的无功最大/最小负荷限制设置为：

（3）4号机组-30/70MVar；无功调节死区3MVar；母线电压调节死区1kV；电厂无功调节最大变幅新厂40MVar，老厂30MVar母线电压单次调节最大变量3kV（根据试验可调整）；新厂总无功允许设定的最大值140Mvar，最小值-40Mvar；老厂总无功允许设定的最大值80Mvar，最小值0Mvar；220kV系统电压允许设定的最大值242kV，最小值220kV

（4）机组及AVC调节系统异常的限制。当下述约束条件成立时，计算机监控系统AVC功能退出，闭锁增减磁出口，停止调控。

1）出现以下情况AVC功能退出：机组出口开关跳闸；励磁调节器自动信号消失或励磁装置有故障告警信号；实时数据波动过于剧烈，超过设定值；当AVC信号长时间无信号（15分种）；通信中断（子站与主站通信中断）；系统出现低频振荡（监控系统目前不能判别，运行人员根据调规人为退出）

2）出现以下情况AVC对远方设置进行限制，闭锁增减磁出口：机组有功越上、下限；机组无功越上、下限；机组机端电压越上、下限；机组机端电流越上、下限；转子电压越上、下限；转子电流越上、下限；220KV母线电压越上、下限；400V厂用电压越上、下限。

上述限值出现越上限闭AVC闭锁增磁出口，出现越下限闭锁AVC减磁出口。

4　结束语

湖北黄龙滩水力发电厂电厂作为湖北电网首批实施AVC控制的电厂，自2008年10月正式投运以来,运行状况良好,采取的控制策略满足了调度和电站对于AVC的功能要求,使母线电压值维持在目标值1kV范围内,保证了电能质量。通过几年运行情况也发现了问题，例如程序进入死循环，无法退出，还有软件和硬件的配合等等需要同行进行探讨，以便AVC发挥更好的作用。

参考文献：

[1]龚传利,黄家志,潘苗苗.三峡右岸电站 AVC 功能设计及实现方法[J].水电自动化与大坝监测,2009,33(01):19-21.

[2]蒋建文,李兴全,吴正义.紫坪铺水电厂AVC功能及实现机电与金属结构,2010(08):69-70.