AVC自动电压控制装置应用
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作者: 张小飞
[摘 要]介绍AVC自动电压控制装置在我厂的应用，保证电力系统和机组安全稳定运行、保证电压质量。
[关键词]AVC控制 输入输出逻辑 安全限制值 日常运行注意事项
中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）46-0225-01
一、AVC原理介绍
发电机无功出力与机端电压受其励磁电流的影响，当励磁电流发生改变时，发电机的无功出力与机端电压也随之增减。励磁电流的改变则是通过调整励磁调节器的给定值来实现的。
中调AVC主站每隔一段时间（根据实际要求，数分钟不等）对网内具备条件的发电机组下发一个无功目标指令，发电厂侧通讯数据处理平台同时接受主站的无功指令和远动终端采集的实时数据，经过综合运算处理后，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（也可通过DCS或ECS）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，使其机组无功和母线电压维持在中调下达的母线电压指令或（无功指令）附近。
二、省级电网AVC系统的全局控制
一级控制为发电机励磁系统，它是一种单元控制，控制时间常数一般为毫秒～秒级。在这级控制中，控制设备通过保持输出变量尽可能的接近设定值来补偿电压快速和随机的变化，其作用是保证机端电压等于给定值。
二级控制为发电侧AVC子站系统，它属于厂站内的本地控制，时间常数约为秒～分钟级，控制的主要目的是协调本地的一级控制器，保证高压侧母线电压或全厂总无功等于设定值，如果控制目标产生偏差，二级电压控制器则按照预定的控制规律改变一级控制器的设定值。
三级控制为AVC主站系统，这是省网全局控制，时间常数约为分钟～小时级，它以全系统的安全、经济运行为优化目标，给出各厂站的优化结果，并下达给二级控制器，作为二级控制器的跟踪目标。
在分级控制系统中，每一级都有其各自的目的，底层接收上层的控制信号作为自己的控制目标，并向下一层发出控制信号。其中，一级控制作为发电机的一种控制手段，已经得到比较广泛的应用，而二级电压控制和三级电压控制则是AVC系统的主要工作。
需要特别指出的是，二级控制在整个分级控制模型中承上启下，是重要的一环。它的任务是以某种协调的方式，根据电厂当前运行状态的变化重新设置本地各一级控制器的设定值，以维持整个AVC系统的连续可靠运行。
三、YC-04 执行终端面板指示灯输入输出逻辑
1、AVR自动（DI）
说明：经继电器后一路到PLC，一路到指示灯，AVR自动信号是否参与调控可以设置，忽略时不起作用，上位机软件不参与判断和处理。
输出条件： 无
解除条件： 无
2、AVC投入返回（DO）
前提条件：
A、配置中已添加执行终端
输出条件：
A、当前终端处于切除状态，收到投入信号时，上位机输出投入返回信号，经继电器（4R）两路送至后背板，一路送至指示灯
B、切换开关处在投入档，程序启动后通讯正常后，自动输出。
C、通讯异常后恢复正常且切换开关处在投入档，自动输出。
解除条件：
A、当前终端处于投入状态且指示灯亮，切换开关切换到切除档。
B、指示灯亮，终端与上位机通讯中断，五分钟后自动熄灭。
C、增、减闭锁同时输入，自动切除下位机。
D、上位机应用程序退出
3、自检正常（DO）
判据：
A、 执行终端硬件：
a. 输入节点正常
b. 输出节点正常
c. 通讯数据正常
d. CPU工作状态
e. 扩展模块正常
B、系统已上电。
C、系统未发现故障
D、与上位机通信。
前提条件：
A、系统中已添加执行终端。
输出条件：
A、终端与上位机通信正常。
B、终端与上位机通信由故障恢复为正常。
解除条件：
A、终端与上位机通信失败。
B、指示灯亮，上位机与终端通讯异常，五分钟后自动熄灭。
C、上位机程序退出。
4、通信正常（DO）
判据：
A、终端通信
B、调度中心通信
C、RTU通信
前提条件：
A、系统中已添加执行终端。
B、下位机已投入
输出条件：
A、终端通信、调度中心及RTU通信都正常。
B、与上位机通信恢复且上述通信正常。
C、与RTU通信恢复且上述通信正常。
D、与调度中心通信恢复且上述通信正常。
E、通讯数据较验正常。
解除条件：
A、终端通信正常时调度中心通信故障。
B、终端通信正常时RTU通信故障。
C、指示灯亮，上位机与终端通讯异常，五分钟后自动熄灭。
D、上位机程序退出
四、安全限制值
首先满足发电机、主变压器、厂用电及系统的安全稳定运行要求，综合考虑机组无功调节响应速度，滞相与进相运行能力。系统的投运应在机组具有一定的有功出力，运行平稳情况下。 分别设置无功功率、定子电流、机端电压、高压母线电压上下限制，超过上下限后不允许进一步调节。
限制值的计算整定除考虑系统及主设备的安全极限外，还需注意与AVR过励、低励、V/F等限制以及过激磁、低励等保护的配合。
五、AVC日常注意的问题
1） 执行终端屏柜的增、减磁功能及出口压板正常投入，投退开关正常置于投入位置；
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应退出。
3）当装置检修时应退出AVC。
4）当机组有功负荷大于150MW时，如装置无异常告警，运行人员应投入相应机组AVC。有功负荷小于150MW时，运行人员应退出相应机组AVC
5）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。
6）运行人员应监视无功运行范围；发现超限立即退出AVC。
7）当机组停机时，解列前应先降低机组无功到合适值（20-30Mvar），防止对其他投入AVC机组产生影响。
8）母线电压波动大时如550KV线路发生接地或重合闸动作等情况时，运行人员应退出机组AVC，当故障消除，母线电压稳定后，运行人员应投入AVC。
六、实施AVC的目的
保证电力系统和机组安全稳定运行、保证电压质量、减少电网有功损耗、减轻运行人员劳动强度。
根据高压侧母线电压指令估测全厂总无功需求，分配给各机组，接收全厂总无功指令分配给各机组，单机组无功：直接接收指定机组无功指令，机组无功分配时，应保证各机组机端电压在安全极限内，同时尽可能同步变化，保持相似的调控裕度。
参考文献：YC-2008 自动电压控制（AVC）系统用户手册
作者简介：张小飞（1985.09.06），男，2007年毕业于西安电力高等专科学校集控运行专业，助理工程师， 现于内蒙古神华亿利能源有限责任公司电厂担任电气二次主检
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