河北南网AVC系统电厂侧运行情况分析

杨 潇，王 楠，潘征宇，孟 良，张子鑫

（1.国网河北省电力公司电力科学研究院，河北 石家庄 050021；2.石家庄经济学院，河北 石家庄 050021；3.上海市电力公司检修公司，上海 200063；4.国网河北省电力公司检修分公司，河北 石家庄 050021）

河北南网AVC系统电厂侧运行情况分析

杨 潇1，王 楠2，潘征宇3，孟 良1，张子鑫4

（1.国网河北省电力公司电力科学研究院，河北 石家庄 050021；2.石家庄经济学院，河北 石家庄 050021；3.上海市电力公司检修公司，上海 200063；4.国网河北省电力公司检修分公司，河北 石家庄 050021）

河北南网自动电压控制（Automatic Voltage Control，简称AVC）系统建立以来，在调节峰谷电压及节能降损等方面起到了巨大作用。但是部分机组调整效果不够理想、子站退运情况较多。结合运行现状，分析AVC子站控制参数存在的2类问题并提出解决方案。方案实施后，系统运行情况良好，电压调控效率提高。

自动电压控制；AVC系统电厂侧子站；控制参数；励磁系统；进相运行

我国正在努力建设坚强智能电网，其目的是充分发挥电网优化资源配置、促进清洁能源快速发展的作用，这是建设全球能源互联网的基石。实时就地、分层平衡的能力是智能电网背景下的无功电压控制必须具备的，这样才能实现多目标耦合最优，即电压稳定、电能质量及网络损耗等3项指标同时最优［1－4］。因此自动电压控制系统是智能电网的重要组成部分。河北南部电网AVC系统实时从华北电网获取协调控制目标指令，以网损最小为优化目标，经过全网优化计算，得到各个厂站的电压调控目标。对电厂侧子站发送调控指令，调节机组无功出力，实现机组无功的合理分配；对电网侧子站发送电容器投切指令和主变分接头调整指令，合理控制无功补偿水平。电厂侧和电网侧子站共同控制厂站母线电压在合格范围内，从而尽可能减少不同地区和电压等级之间的无功传输，减少线路上的电能损耗。

AVC系统对河北南部电网调节峰谷电压及节能降损起到了巨大的作用。AVC电厂侧子站投入率达到了95%以上，绝大多数机组能够正确执行省调下发的电压调整指令，但是部分机组电压调整效果不够理想，电压调节速度较慢，子站退运情况较多。原因是AVC系统电厂侧子站存在参数整定原则不统一，与励磁、保护参数设置配合不当。文献［5－7］探讨了不同地区电网中AVC应用实例，提出相关技术难题的解决方案；文献［8］分析了电厂AVC功能中无功电压转换存在的若干问题，提出了电压异常波动的检测和同一电厂内的发电机组同步投退AVC功能等技术要求；文献［9］提出SVQC型变电站无功补偿装置与AVC系统的通信方式两种接口方案。上述文献均未对电厂侧AVC子站参数整定问题进行讨论。结合运行现状，本文分析了AVC子站控制参数存在的问题，并提出相应解决方案。

1 AVC子站控制参数问题分析

1.1 子站定值设置不当

a.进相运行深度设置。电厂根据进相运行试验报告整定无功功率低闭锁值，但若设置参数不当，则不能充分发挥机组进相运行能力。无功功率低闭锁值应是机组在不同有功范围内允许最大进相的深度。表1为某电厂3号机组无功功率低闭锁值与进相运行限额的比较，在有功功率400～600 MW的区间内，机组能够进相的深度均远远小于80%的进相运行限额值。

表1 某电厂机组无功功率低闭锁值与进相运行限额比较

b.无功功率低闭锁值设置越限。个别机组的低闭锁值超越进相运行限额值，有可能对造成机组和电网造成较大危害。图1为某电厂2号机组低闭锁值与进相运行限额曲线比较，可以看出有功功率300～500 MW区间内无功功率低闭锁值超越进相运行限额。

图1 无功功率低闭锁值与进相运行限额比较

c.满负荷情况进相问题。由于机组满负荷工况下进相导致机端电压或厂用电电压偏低，部分电厂不允许进相。

d.整定母线电压高／低闭锁值时无视调度下达电压曲线，扩大闭锁范围，造成电压调控范围减小。

e.调控速率问题。由于各机组无功调控速率或脉冲计算斜率不同，造成调控速率较快的机组进相次数频繁，速率慢的机组进相次数少，甚至不进相。部分型号子站没有速率控制参数。

1.2 与相关设备参数配合不当

a.与励磁及过激磁保护配合问题。部分机组的定子电压高闭锁值和定子电压有效范围－高设置受励磁调节器V／F限制参数和过激磁保护设置影响，目前整定较保守。按照河北南网有关规定，过激磁保护中V／F设置应≥1.20，励磁调节器V／F限制参数应在保证机组安全稳定运行基础上，扩大机端电压有效范围。

b.与低励限制配合问题。部分机组AVR低励限制值远大于进相运行限额，严重限制AVC控制范围，表2为某电厂13号机组2个参数的比较。

表2 某电厂机组低励限制值与进相运行限额的比较

c.RTU设置问题。RTU死区较大，导致调度D5000系统中电压曲线波动不明显，影响对电压控制效果的评估。

2 解决方案

针对以上2大类问题，采用结合现场试验制定河北南网AVC子站参数整定原则的方法，最终开发参数整定计算软件来强化运行管理。

2.1 子站定值设置不当解决措施

a.针对机组进相运行能力没有充分发挥的问题，在河北南网AVC子站参数整定原则中规定无功功率低闭锁值至少达到进相报告参数的80%以上。

b.针对无功功率低闭锁值与进相运行限额不配合的问题，结合进相运行试验，重新设置。

c.针对满负荷情况下不允许进相的问题，结合改变厂用变分接头位置、适当放宽厂用电压限制范围等措施，重新进行机组进相运行试验并设置相关参数。

d.母线电压高闭锁值应按季节修改，整定值大于调度给定电压峰值1 kV；母线电压低闭锁值应按季节修改，整定值低于调度给定电压谷值1 kV。

e.针对调控速率问题，经过现场试验对各电厂AVC子站电压调控速率进行修改，满足高压母线控制目标值变动2 kV时，控制系统响应时间＜2 min的要求。

2.2 与相关设备参数配合不当解决措施

a.与励磁及过激磁保护配合问题

适当调整V／F设置后（建议1.05＜V／F＜1.2），再按照整定原则调整定子电压高闭锁值和定子电压有效范围。

b.与励磁参数配合问题

结合进相运行限额重新整定低励限制值，再整定AVC电厂侧子站相关参数。

c.RTU参数设置问题

经过现场试验修改各电厂RTU死区至3‰以下。

3 软件开发

将整定原则固化在自主开发的《发电厂无功功率最优控制参数优化程序》中，软件使用Visual C＋＋语言开发（见图2），能够通过手动输入和文件读入2种方式录入机组额定参数，自动计算AVC子站参数定值并输出到指定文件。可以结合安全评估和暗访检查等活动使用此软件，强化对发电厂侧AVC管理，提高电压调控效率。

图2 软件使用界面

4 结束语

AVC系统是减少区域间无功流动，降低电压波动幅度，减轻运行值班人员劳动强度的有效手段。结合运行现状，分析AVC子站控制参数存在的2类问题并提出解决方案：结合相关设备参数，利用自主开发的软件，自动计算定值，解决参数设置及配合不当问题；结合试验，采用放宽厂用电压限制范围等措施，增大机组调控能力。方案实施后，系统运行情况良好，电压调控效率提高。

［1］余贻鑫.智能电网的技术组成和实现顺序［J］.南方电网技术，2009，39（3）：10－15.

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［7］田立平，王 雪，王春晓.基于OPEN3000平台的AVC系统在鞍山电网中的应用［J］.东北电力技术，2013，34（9）：34－36.

［8］王为国，何宇红.关于电厂AVC的若干技术问题［J］.湖北电力，2011，35（4）：68－70.

［9］李春东.SVQC型变电站无功补偿装置与AVC区域控制系统接口方案研究［J］.东北电力技术，2013，34（7）：18－22.

Analysis of AVC System Running Condition for Power Plants of Hebei Southern Grid

YANG Xiao1，WANG Nan2，PAN Zheng⁃yu3，MENG Liang1，ZHANG Zi⁃xin4
（1.State Grid Hebei Electric Power Research Institute，Shijiazhuang，Hebei 050021，China；2.Shijiazhuang University of Economics，Shijiazhuang，Hebei 050021，China；3.Inspection＆Maintenance Company，SMEPC，Shanghai 200063，China；4.The Maintenance Branch of State Grid Hebei Electric Power Co.，Ltd.，Shijiazhuang，Hebei 050021，China）

Automatic voltage control（AVC）system of Hebei southern grid has been applied as a means for controlling voltage and re⁃ducing line loss.However，regulating effects of some generators can＇t meet the expect and AVC substations quit frequently.Two prob⁃lems are proposed in the paper and the slove schemes are introduced.After the regulations，AVC system has better effects on adjusting reactive power and controlling voltage.

AVC；AVC power plant substation；Control parameter；Excitation system；Leading phase operation

TM761

A

1004－7913（2016）05－0050－03

杨 潇（1984—），男，硕士，高级工程师，主要研究方向为电力系统仿真与建模研究及电力系统自动化。

2016－01－17）