YC—2008无功电压自动调控装置在电厂的应用

YC—2008无功电压自动调控装置在电厂的应用

作者：赵永丽

来源：《华中电力》2013年第09期

摘要：随着调度自动化的不断发展以及用户对电压质量要求的提高，自动电压无功调控系统（AVC）已成为电网安全、优质和经济运行的重要手段。本文介绍了托克托电厂8*600MW 机组改造后的自动电压控制装置YC-2008的构成、原理，以及AVC系统在日常运行中的维护管理工作，为同型机组的AVC系统建设、改造及运行管理提供参考借鉴。

关键词：自动电压无功调控系统 AVC 原理日常维护

1. 引言

电压的稳定不仅对提高电力系统的安全可靠运行有着举足轻重的作用，而且对提高电能质量，延长设备的使用寿命有着重要的意义。托克托电厂（以下简称托电）目前装机容量为8 X 60OMW的火电机组，为了保证电网的安全稳定运行和电能质量的良好，2006年建成无功电压自动调控系统，无功电压自动调控系统建成后，系统电压调整控制能力大大增强，也减轻了运行人员的劳动强度，进一步提高了电能质量。随着托电自动电压调控（AVC）子站运行年限的增长，旧工控机硬件老化情况比较严重，硬件设施不易扩展，一旦发生故障，就会影响到AVC的投入。为了进一步提高AVC子站系统的安全性、稳定性、可靠性及AVC的投入率，2011年对托电自动电压调控（AVC）子站上位机进行了改造，改造后的AVC子站系统采用的是安徽立卓智能电网科技有限公司生产的YC-2008无功自动调控装置，采用了嵌入式的上位机，此上位机除了软硬件比原来工控机具有很大的优势，机器工作状态显示更为直观，硬件设施故障后容易迅速确定故障点进行更换，给维护带来的很大方便。

2.托电AVC子站系统介绍

2.1 托电AVC子站基本配置

托电AVC子站系统基本配置为2台AVC上位机（主、备模式），8台执行终端（下位机）。主、备上位机均布置在网控楼电子间，8台下位机分别布置在各期的电子间。AVC子站接受主站下发的母线电压指令，计算出全厂总无功出力，再合理分配给各机组，计算出对应的控制脉冲宽度，下发给各执行终端输出。两台上位机为主备关系。其中一台有异常需检修或退出，不影响整套系统工作。

托克托电厂AVC子站系统机构如下：

2.2系统组成

2.2.1硬件部分：YC-2008 AVC自动调控系统（上位机）子站

改造后的YC-2008AVC子站系统主板采用Intel嵌入式低功耗芯片组852GM开发的多网口、多串口、超低功耗嵌入式Pentium-M级单板，板上集成了迅驰核心的超低功耗Celoron-M 处理器（可定制升级到Pentium-M）、在版256/512MB DDR内存，支持CRT+LVDS“双显示”、三个100Mbp网络接口、一个PS/2键盘/鼠标二合一接口、一个标准44Pin IDE接口、一个Compactflash、8个带隔离的串口，一个并口、两个USB2.0高速接口，看门狗定时器，还带有失电报警和软件报警等高级功能。该主板具有超强抵抗电磁骚扰、雷击、浪踊、辐射的能力，尤其适合在条件比较恶劣，电磁干扰比较强烈的环境下长时间工作。此主板还采用了多串口电源独立隔离，通讯信号内外隔离的设计，从COM3--COM10每个串口都支持

RS232/422/485通讯模式。

AVC子站系统采用了嵌入式的上位机，机器工作状态显示更为直观。通过装置面板上的串口指示灯，可以判断每个串口上有无设备，和串口的发送和接收，也可从串口指示灯的状态发现故障，便于分析故障原因，尽快处理故障。电源输入为双路电源，可以大大提高系统可持续稳定工作的可靠性，两个电源输入方案可以达到冗余和热备份的功能，任何一路电源断电只要另外一个正常，系统就可以正常工作，并且任何一路电源掉电或者故障，系统会及时用亮灯和报警的方式提醒用户检查并维护电源，两路电源可以热插拔其中任何一个来维修或保养。

2.2.2软件部分：YC-2008 AVC自动调控系统（上位机）子站软件配置

YC-2008 AVC无功电压自动调控系统软件，兼有参数编辑、数据库、计算分配、运行状态监视等功能，包括完整的数据采集、处理、通信和诊断等各种软件。软件配置满足功能规范的要求，具有良好的实时性和可维护性。通过数据采集模块采集数据并保存至数据文件，根据目标指令监测处理模块得到的目标指令与实时系统工况比较，计算、分析并优化处理这个机组的无功分配，输出调节信号和指令。系统在运行的同时，始终对配置文件中的参数进行监测。

2.3 YC-2008电压自动调控装置工作原理

调度中心AVC主站每隔5分钟对托电下发母线电压指令，托电侧通讯数据处理平台同时接受主站的母线电压指令和远动终端采集的实时数据，将数据通过现场通讯网络发送至YC-2008无功自动调控装置。YC-2008装置经过计算，并综合考虑系统及设备故障以及AVR各种限制、闭锁条件后，给出当前运行方式下，在发电机能力范围内的调节方案，然后向励磁调节器发出控制信号，通过增减励磁调节器给定值来改变发电机励磁电流，进而调节发电机无功出力，使机组无功或母线电压维持在调度中心下达的母线电压指令附近。按照给定的无功分配策略，将总的无功目标值分配给各台机组。AVC调整目标为托电500kV母线电压，通过控制八台机组的励磁系统实现，通过调度的下发指令和托电自动化系统的逻辑及计算，并通过DCS 系统的闭锁及控制逻辑下发到八台机组，达到控制目的。托电无功分配策略采用等功率因数法

调节，使各机组功率因数保持一致，使各机组调整无功的分配按相同的比例进行，保持各机组参数平衡，避免无功在各机组之间互相流动，尤其是一台机组发出大量无功，而另一台机组吸收造成进相的恶性循环，同时也有利于各机组励磁调节器调差功能的进行，遵循了无功就地平衡的原则。

2.4、华北电网指令下发方式

调度主站通过远动通道下发AVC指令，远动接收并通过ADAM4021（数模转换）输出4-20mA的电流，AVC上位机通过ADAM4012（模数转换）读取指令。主站指令是遥调量，由三位数组成，其中百位表示调节增减方向，2表示上调，1表示下调，其他数据认为是通讯错误，十位是一个计数器，从1～5循环，主站每次下发命令时保证该位与上次命令不同，子站每次保存上次命令值，如果发现新的遥调值的十位与上次不同，认为收到新的命令，如果十位数不在1～5范围内，认为命令非法，个位数表示调节增量，如“7”表示增量为0.7kV，结合百位的调节增减方向，决定如何修改目标电压设定值。主站每隔5分钟必须下达一个新指令，如不需调整，也下达一个十位数循环个位数为0的指令，这样可以时刻检验通道的完好和系统运行是否正常，当三个循环即15分钟未收到新指令或错误指令，即认为异常，并立刻按照既定策略执行，在任何时候重新收到正确指令，立刻自动转入正常模式。AVC上位机根据接收到的指令、实时数据和各执行终端上传的信号判断各机组的调节能力，向机组发出调节无功指令。执行终端输出增磁（或减磁）脉冲经DCS至励磁调节器。同时执行终端将该机组AVC的运行状态（自检、闭环、增闭锁、减闭锁）经NCS送至主站监控。

3、托电AVC子站系统日常运行时的注意事项

3.1托电AVC子站系统长期运行时，主、备上位机软件在运行状态，8台执行终端上电，增减磁压板处于投入位置，机组AVC“投入/切除”开关处于“投入”位置。装置面板的增、减磁出口功能压板在装置检修或机组停机时退出，投退开关同时置于退出位置，对于执行终端的投切一般是DCS进行软操。

3.2正常运行时装置面板指示灯必须有：AVR自动、自检正常、通信正常灯亮。当投入AVC后，投入返回、闭环运行灯亮，此时表示此台机组无功调整由网调控制，运行人员不可再手动调整无功。如只出现增磁闭锁或减磁闭锁信号表示机组实时数据越AVC系统参数限制值，属于正常情况。如同时出现增减闭锁信号，表示系统异常，机组已经不可控，机组AVC 应自动切除。

3.3运行人员如发现AVC调节行为异常，如持续大幅度增磁或减磁，导致机组无功持续增加或下降，应立即退出AVC运行，如画面操作失灵，应立即退出装置面板的增、减磁出口功能压板投入和把投退开关同时置于退出位置。

4、结论