水电厂监控系统AVC远方控制功能的优化及应用

摘 要各大水电厂利用全网自动电压控制系统AVC，不仅可以保证电网的安全稳定运行，还可以保障电压质量和减少网损，又可以减轻运行维护人员的劳动强度，所以目前国内多个调度中心都以建立了实时电网自动控制AVC系统。基于此，本文对AVC基本原理，水电厂监控系统AVC远方控制功能的优化及应用进行了重点的探析。

各大水电厂利用全网自动电压控制系统AVC，不仅可以保证电网的安全稳定运行，还可以保障电压质量和减少网损，又可以减轻运行维护人员的劳动强度，所以目前国内多个调度中心都以建立了实时电网自动控制AVC系统。基于此，本文对AVC基本原理，水电厂监控系统AVC远方控制功能的优化及应用进行了重点的探析。

【关键词】水电厂 AVC 控制系统 应用

为了达到以上高水准的自动化控制水平，大量的水电厂利用自身资源开发或者直接引进了自动电压控制（Automatic Voltage control-AVC），也就是我们俗称的AVC，AVC技术重点作用在水电厂的无功电压上，实现对无功电压的监视和管理。在保保障水电厂能安全稳定运行的前提下，打造水电厂AVC控制体系，对全面提升水电厂的安全、有效运行的能力，具有十分重要的作用。

1 水电厂AVC的基本原理及其控制策略

1.1 基本原理

电厂发动机的无功出力和极端电压都受到励磁电流的直接影响，一旦励磁电流出现变化，发电机无功出力和机端电压均出现或增或减的情况，同时通过主变压器还会影响到高压侧的母线电压在水电厂的发电过程中，水电厂AVC会根据控制中心主站端AVC控制指令或是本地设定的电压曲线，通过变动励磁调节器（AVR）的电压设定值实现对励磁电流的控制.进而实现对电压无功的自动控制。

1.2 控制策略

1.2.1控制目标

AVC指的是按照预定条件与要求实现对水电厂的母线电压或是全电厂的无功功率的自动控制，从而达到提高电压质量的目的的技术。AVC应在确保机组妥全运行的前提下，为系统提供能够充分利用的无功功率，降低电厂功率的损耗。

1.2.2 AVC的分配策略

AVC分配策略主要包括以下几种：按无功容量成比例的原则；按实发有功比例的原则；不参加AVC机组，AVC分配值跟踪实发值；母线电压和给定电压值在电压死区之内，AVC分配值跟踪实发值.

机组AVC功能的投入表明该机组参加到AVC中，AVC程序会对其进行负荷的分配；机组AVC功能退出则表明该机组并未参加到AVC中，AVC程序不会对其进行负荷的分配.全厂AVC功能可以人工投入或是退出，若是无机组参加到AVC之中，则全厂AVC将自动退出全厂AVC投入表明将机组负荷分配的功能启动；全厂AVC退出表明不启动机组负荷的分配功能、

当全厂AVC功能投入，以下闭锁条件中的任一被破坏，则该机组AVC退出、报警。

2 AVC远方控制功能的应用

AVC在我国水电厂中的运用并不是一撮而就的，伴随着我国自动化、智能化水平的进步，AVC技术最早可以追溯到我国的福建的水电厂，当时福建地区的水电厂使用的AVC技术，其实质是建立在著名的RWE公司的两级控制模式上，利用最先进的控制策略来实现直接对下面各个子水电厂站的间接控制，以上控制模式虽然优点比较的显著，但缺点也是比较的明显，比如缺乏必要的二级控制层等。虽然有一些缺陷，但是AVC远方自动控制技术已经给水电厂的高效率、高质量的运行提供了必要的保障。

而在我国的另外的一些地区，比如江苏泰州供电局研发出来的无功电网电压优化控制策略，它就是以实现网损最小化和以约束各节点电压使之合格这两点为目标，通过分析接收到的来自SCADA的及时数据，并对这些数据进行最优化的处理，使之变成一些关键的指令，比如变压器档位的调节以及无功补偿装置控制等命令，从而实现了对整个市区内的电网无功优化运行的控制。

目前来看，AVC技术在我国众多的水电厂中几乎实现了全覆盖。但是我们应该意识到，一个完整的 AVC 系统是一项复杂而庞大的系统工程，其复杂程度远大于AGC系统，因此，其良好的应用仍然需要各部门的紧密协作。

3 关于AVC控制功能的具体优化

存在AVC在水电厂取得了极为成功的应用，但并不是代表其一点问题都没有，AVC仍然有许多其自身的局限性，其部分功能仍然有待优化。由于其存在的问题较多，这里列举几个比较有代表性的加以阐述和优化。

3.1 调差特性问题

由具有代表性的发电机外特性曲线可知，有功变化必然会造成机组无功的变化，而AVC主要是通过对机组无功的调整来实现高压母线的控制。一般而言，水电厂主要承担着电网调频、调峰的任务，使得有功负荷的变化比较频繁，同时励磁调节器的调差特性使得励磁无功闭环调节模式之下的机组实发无功和无功给定间出现一定的偏差，最终导致AVC出现频繁的计算和调节。所以，在投入AVC，励磁无功闭环模式之下，应设置好适宜的机组无功调节的死区。

3.2 机组振动区问题

水轮发电机机组跨越振动区时会导致机组无功出现大幅的波动，这是无功在并网机组间的重新分配，不会导致全厂总无功出现波动。但是一旦AVC投入，无功波动超过AVC的动作死区值，AVC重新分配无功，加上跨振动区时机组的有功变化导致无功出现变化，高压母线的电压十分容易出现不稳定。

3.3 无功协调的问题

由于部分的机组并没有参与到AVC控制，需要运行人员对其进行人工监视和控制，容易和AVC控制机组产生无功协调的问题。一旦AVC控制和手控机组之间的无功难以协调，可能会出现无法调整母线电压的不正常现象，甚至造成母线电压波动的现象。因此，为了防止此类问题的出现，比较合理的模式应是并网机组同时退出过时投入AVC控制，不允许出现部分投入AVC控制的现象

4 结束语

综上所述，水电厂在使用了AVC系统后，可以最大化无功资源的利用效率，实现电压综合控制能力的全方位的提升，真正实现了电网无功电压管理向更加自动化、智能化的方向前行，目前来看，取得的效果也是十分的明显的。在更加强调自动化，以及远程控制的21世纪的今天，我们要进一步完善AVC系统的管理，始终如一的高效率，高强度的做好AVC系统的维护工作，完善AVC系统的基础数据的采集工作，保障每一类数据采集的正确性，为水电厂调度应用软件的长时间的正常工作打下牢固的基礎。

参考文献

[1]陈伏高，朱凯鹰. 莲花水电厂AVC系统设计与实现[J].智慧工厂，2016（07）：85-87.

[2]蔡亮.论水电厂AVC运行需注意的问题[J].通讯世界，2014（14）：47-48.

作者简介

白石（1987-），男，吉林省白城市人。大学本科学历。现为云南华电金沙江中游水电开发有限公司助理工程师。主要研究方向为电气工程及其自动化。

作者单位

云南华电金沙江中游水电开发有限公司 云南省昆明市 650228