某电厂自动电压控制系统调试与运行

某电厂自动电压控制系统调试与运行
摘要：自动电压控制系统（AVC）是电网安全、优质和经济运行的重要手段。

该
控制系统接受电网调度能量管理系统（EMS）来的电压指令实现相关的调节逻辑，AVC下位机输出脉冲指令来增减励磁电流，改变发电机无功，从而实现电网自动
电压控制。

这一方法不仅有效降低电网电压波动幅度和频率，而且简单实用、节
约成本。

同时还减轻了操作人员的操作强度并提升了系统的自动化水平。

关键词：自动电压控制；远动装置；励磁
1 自动电压控制系统的设计原理和工作方式
1.1 自动电压控制系统工作原理
电网调度中心强调AVC需以系统母线电压作为发动机励磁调节的目标，而实际运行中，
发电厂则通过调节发电机出口电压来间接实现母线电压的控制。

在并网运行中，发电机电压
与系统母线电压间并没有线性关系，所以在执行电压目标追踪过程中，只好采用逐次逼近，
大闭环调节的方法，即励磁调节器对发电机端电压实现小闭环调节，而AVC通过调节励磁调
节器的给定对母线电压实现大闭环调节。

1.2 自动电压控制系统工作方式及实现
1 数据采集部分
通过RTU与调度的通信通道，接受来自调度的“电压指令值”和“指令有效信号”，并在
RTU中将“电压指令值”及其他遥测、遥信、信息能信网络接口转发给AVC上位机，三台下位
机同时采集各发电机组的定子电压、电流、转子电流、励磁电流等相关运行参数，AVC上位
机进行判断和执行程序。

2 远方和就地方式
投入AVC程序后，若接收下发的AVC指令，AVC系统进入远方控制，AVC系统接收调度AVC主站下发的AVC指令，AVC系统根据当前各机级运行参数对机组励磁系统进行调节，调
节发电机无功出力从而达到调节母线电压的目的。

在AVC系统投入时，若发生通信通道中断，或接调度指令AVC切就地控制，AVC根据设
好的人工优化曲线，由上位机进行指令计算，以达到调控母线电压的目的
图1 AVC系统改造后示意图
2 运行情况及效果
利用春季检修停机期间对系统进行升级改造。

为保证该系统的运行可靠性及稳定性，改
造后与电网调度共同编制了调试计划。

系统调试期间主要进行了系统长期测试。

2.1系统长期测试
系统长期闭环测试考核装置的长期运行性能，测试时间为48小时。

测试方法为将装置
设置为远方全厂控制方式，市调AVC主站持续下发母线电压控制目标，考核装置控制母线电
压跟踪市调AVC主站下发目标值的能力。

试验目的：
测试AVC子站是否能将电厂电压控制在市调下发的电压目标范围内的能力。

在此模式下
若远动装置失去市调AVC主站下发目标，AVC子站工作状态应能自动切至就地人工优化控制
模式，且当市调AVC主站下发目标恢复时，AVC子站工作状态应能自动切换至远方控制模式。

试验条件：
进行系统长期测试试验时，市调AVC主站具备正常工作条件，AVC软件处于运行状态，
机组AVC投入运行，机组增、减磁压板投入，控制方式切换为远动全厂模式。

试验方法：
通过市调AVC主站下发的人工优化曲线定值，使电厂母线电压运行在电压上、下限曲线
的范围外，检查AVC子站能否将电厂人工优化曲线电压控制电压上、下限值范围内。

防范措施：
为防止试验期间对系统电压等参数产生影响，对AVC系统设置了若干安全闭锁条件，如
设置机组的机端电压、机端电流、励磁电流、机组无功等安全闭锁上下限。

试验期间安排运
行人员密切监视系统状况，在系统出现问题时，需立即退出AVC下位机增减磁压板，退出AVC系统，改为手动调节机组励磁，恢复至正常状态。

试验步骤：
1）由市调下发人工优化曲线上、下限定值单
2）通过后台设置人工优化曲线上、下线值
3）选择远方全厂控制方式
4）投入#1、#2、#3机组AVC装置，投入增减磁压板
5）市调持续下发母线电压控制目标
实验结论：
表1 系统长期测试实验结论
该自动电压控制系统经过调度中心联调，通过运行调试，AVC达到了设计要求：
1）减少了电网区域间的无功窜动，降低了线损；
2）电压波动幅度小，电压合格率达到100%；
3）减少运行人员的操作量，提升了电网自动化水平。

3 自动电压控制系统调试中出现的问题及解决方法
3.1通信不稳定问题
调试过程中NCS事件记录中偶尔有AVC通信中断并在约3分钟后恢复的现象。

试验后对AVC主板与通讯模块进行了检查，并更换了AVC通讯板插件。

同时还更新了自动电压控制系
统的软件版本，随后的使用中未再次出现AVC通信偶尔中断的现象。

3.2上位机电源失电问题
AVC原设计中上位机为单台运行，调试过程中出现由于其他倒闸操作使得上位机电源失电，导致下位机无法收到上位机指令，最终使得调试中断的问题。

由于单上位机运行，若出
现异常导致AVC退出自动控制的风险较大，经讨论研究，决定增加一台上位机。

双上位机改造后，实现双上位机热备用，同时还完善了主备上位机自动切换逻辑，并增
加值班机的手动切换功能。

即可通过AVC后台软件按钮、装置应扳手开关实现主备机的手动
切换，切换过程不会引起通信中断等异常。

在随后的机组正常运行中未再次出现由于上位机
电源失去导致AVC装置退出运行的异常。

4 结论
在电厂现有励磁设备的基础上，利用新增的AVC系统硬件和软件，适当改动、添加少量
数据处理和执行模件就可以实现发电厂侧电网电压自动控制（AVC），技术改造成本较低。

自动电压控制系统投运后，一方面能够确保电压波动幅度减小，使电压合格率达到100%，减少无功窜动降低线损，另一方面还能减轻操作人员劳动强度，进而有效提升了电厂自动化水平。

参考文献：
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