江苏电网电厂侧AVC系统应用
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AVC系统在电力调度中的应用分析摘要:伴随着电力系统调度技术的持续发展, AVC应用系统被添加到了电力调度模式中,它可以对电网等级进行划分,包含了全网控制模式、区域控制模式和本地控制模式,在运行时,系统会自动调整运行参数,从而减少无功功率的传输损耗。
为了方便大家对该制度在电网调度中的运用,有一定的借鉴意义。
关键词:电力系统调度;自动调节;AVC应用系统引言:随着电力市场的发展,电力系统的调度技术也在不断发展,电力市场对于电力技术的需求量逐渐旺盛。
自动电压控制系统是运用了先进的计算机和通信技术,通过对电网的无功电压进行实时监控,对电网中发电机组的无功功率展开不间断的控制,从而保证电网的安全性和经济性运行。
尽管 AVC在自控过程中可以实现对电网电压的自动调整,但却因为种种原因导致了机组的无功输出不足。
以下对其具体的原因进行了分析,并给出了相应的改善措施。
一、对AVC应用装置的简要介绍AVC装置由电源、控制器、测量反馈元件和执行元件组成。
其中电源部分主要由发电机和逆变器组成,用于将远方变电站送来的电能变换为低压交流电供给无功补偿设备;控制器部分主要完成对无功功率进行计算、调整,并对执行元件进行控制等功能;测量反馈元件主要用于监测无功补偿设备运行状态,以保证装置在运行时能可靠地工作。
AVC装置主要是调节无功电压,也就是调节无功功率的大小。
AVC装置根据一定的控制策略,可以在任何时刻、任何地方按照预先设定好的规则进行投切。
这种方法可在保证电网电压质量和系统稳定性方面取得较好的效果,且在经济上是可行的。
当系统发生无功功率缺额时, AVC装置可以根据电网运行方式和控制策略,使系统在无功功率不足时降低电压水平,从而保证系统和用户端的电压不会因过电压而升高。
AVC应用装置不仅可以应用在配网系统中,也可以应用在高压用户变电站中,从而有效地提高电网系统中无功功率的利用率。
二、AVC装置常见问题和原因分析(一)AVC设置定值不符合常理AVC装置的定值设置与电压无功功率控制有关,电压无功功率控制得好,则AVC装置定值设置得小。
第37卷第4期电力系统保护与控制Vol.37 No.4 2009年2月16日Power System Protection and Control Feb.16, 2009 自动电压控制系统(AVC)在发电厂侧的应用唐建惠1,张立港2,赵晓亮 2(1.河北省电力研究院,河北 石家庄 050021;2.河北国华定洲电厂,河北 定州 073000)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,自动电压控制技术(AVC技术)不断在电网运用。
电厂AVC自动调控装置是电网AVC系统的子系统,通过与调度端的通信联系,接受调度命令,实现自动调压功能。
它既能配合电网的无功优化控制,实现电网无功优化,又能实现电厂的独立控制,改善母线电压水平。
以定洲电厂为例,介绍了自动电压控制系统(AVC)在电厂的安装配置情况、调压原理、软件设置以及现场试验情况。
关键词: 自动电压控制;电厂;配置;试验Application of the auto-voltage-control in power plantsTANG Jian-hui 1, ZHANG Li-gang2, ZHAO Xiao-liang2(1.Heibei Electric Power Research Institute, Shijiazhuang 050021,China;2.Guohuadingzhou Power Plant, Dingzhou 073000,China)Abstract: With the development of auto-dispatch and the improvement demand of voltage quality, the application of AVC technology in grid is more applied. AVC instrument in power plant is a subsystem of grid AVC system. According to the command from dispatch, it can accomplish the auto voltage regulation. It can not only optimize the reactive power in grid, but also control the bus voltage of power plant independently and improve its voltage level. Taking Dingzhou Power Plant as an Example, this paper describes the AVC equipment setting, voltage regulation principle, software configuration and AVC equipment testing data.Key words: auto-voltage-control; power plants; configuration; test中图分类号:TM76 文献标识码:B 文章编号: 1674-3415(2009)04-0032-040 引言电力系统自动电压自动控制系统(A VC)是电网调度自动化的组成部分,运用网络技术和自动控制技术,对发电机的无功进行实时跟踪调控,对变电站的无功补偿设备及主变分接头进行调整,有效控制区域电网的无功潮流,改善电网供电水平。
电网AVC系统电厂侧自动调压设备技术条件1.AVC控制方式电厂AVC装置接收省调AVC主站系统下达的电厂母线目标控制电压值,根据目标控制电压值通过计算自动得出电厂承担的总无功出力(或直接接收省调AVC主站系统下达的总无功功率目标值),在充分考虑各种约束条件后,AVC装置将总无功功率合理分配给每台机组,发出增减信号给励磁系统,由励磁系统调节机组无功功率,使电厂母线达到目标控制电压值。
AVC装置以脉宽(脉冲频率或4-20毫安模拟量)调节方式输出至发电机组的励磁调节控制系统(或DCS系统)。
但当AVC装置异常或约束条件成立时,AVC功能自动退出,并遥控输出一个无源接点信号至机组DCS系统。
2.与AVC主站系统及其它系统的通信电厂AVC装置通过RTU(调度数据专网)接入省调AVC主站系统。
系统的远动规约为SC1801规约、IEC60870-5-101和IEC60870-5-104 TCP/IP应用层协议。
电厂的AVC装置如经过电力调度数据网采用IEC60870-5-104规约与主站系统通信为主,还应能经过点对点专线通道采用IEC60870-5-101。
3.应用的标准及规范除非另作特别规定,所有设备的设计、制造、检查、试验及特性都必须遵照最新版本的IEC标准、中国国家标准(GB)及电力行业(DL)标准。
如果这些标准内容矛盾时,应按最高标准的条款执行或按双方商定的标准执行。
应遵循的主要现行标准,但不限于此·GB/T2887 电子计算机场地通用规范•GB/T4208外壳防护等级(IP标志)•GB4943信息技术设备(包括电气事物设备)的安全•GB6162静态继电器和保护装置的电气干扰试验•GB9361计算机场地安全要求•GB50172电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范•GB14285继电保护和安全自动装置技术规程•GB/T2423.9电工产品基本环境试验规程试验Cb 设备用恒定湿热试验方法•GB/T5169.5电子产品着火危险试验针焰试验•GB/T11287继电器、继电保护装置的振动(正弦)试验•GB/T13702计算机软件分类与代码•GB/T13729远动终端通用技术条件•GB/T14537量度继电器和保护装置的冲击的碰撞试验•GB/T15153远动设备及系统工作条件、环境条件和电源•GB/T15532计算机软件单件测试•GB/T16435.1远动设备及系统接口(电气特性)•GB/T17626.1电磁兼容、试验和测量技术抗扰度试验总论•GB/T17626.2电磁兼容、试验和测量技术静电放电抗扰度试验•GB/T17626.3电磁兼容、试验和测量技术射频电磁场敷设抗扰度试验•GB/T17626.4电磁兼容、试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验•GB/T17626.5电磁兼容、试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验总论•GB/T17626.6电磁兼容、试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验总论•GB/T17626.8电磁兼容、试验和测量技术工频磁场抗扰度试验•GB/T17626.10电磁兼容、试验和测量技术阻尼震荡磁场抗扰度试验•GB/T17626.11电磁兼容、试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验·GB/T17626.12电磁兼容、试验和测量技术震荡波抗扰度试验·DL476 电力系统实时数据通信应用层协议·DL5000 火力发电厂设计技术规程·DL5002 地区电网调度自动化设计规程•DL5003电力系统调度自动化设计规程•DL/T621交流电气装置的接地•DL/T630交流采样远动终端技术条件•DL/T634基本远动任务配套标准•DL/T645多功能电能表通信规约•DL/T659火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程•DL/T667继电保护设备信息接口配套标准•DL/T5136火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程•DL/T5137电测量及电能计量装置设计技术规程•DL/T5149 220~500kV变电所计算机监控系统设计技术规定4.设备运行条件要求4.1一般工况海拔高度:≤1000m环境温度最高温度:45℃最低温度:-10℃最大日温差:25℃相对湿度(环境温度为20℃时)日平均相对湿度:≤95%月平均相对湿度:≤90%4.2安装和存放条件所有设备均放置在无屏蔽、无防静电措施的继电器室内。
发电厂自动电压控制系统(AVC)的应用分析文摘:随着自动化技术的快速发展,电力部门也采用了自动化电力生产设备,能够满足人民的用电需求。
伴随着超高电压的产生,电压不仅是电网质量的标准之一,同时也是实现高质量用电安全的重要方面。
所以,自动电压控制系统就成为了电力部门控制电压的重要设备。
关键词:电厂;自动化实施;自动电压控制系统自动电压控制(Auto Voltage Control)是指利用计算机系统、通信网络和可调控设备,根据电网实时运行工况在线计算控制策略,自动闭环控制无功和电压调节设备,以实现合理的无功、电压分布。
1原有的电压管理模式及存在弊端传统发电厂的电压考核管理方式主要是调度中心按照用电高峰、低谷等不同时段来控制电压范围,按照不同季度下达电压指标,电厂则根据曲线的需求实行二十四小时监控,实现电压输出,进而维持电压在规定的范围内,这种管理方式在当初获得了很好的效果,但是随着社会经济的变化,电网结构也发生了很大变化,这种电压管理方式的很多问题也被暴露出来,影响了电力企业的发展。
具体的问题如下:一是供电参考的电压曲线是在离线的情况下确定的,不能够真实地反映出电网实时状态,那么根据离线曲线来调整电压则会造成很多问题,甚至出现安全隐患。
二是电压设备运行人员并不能够实时地监控电压情况,而且调整是由人工完成的,强度比较大,而且人的主观判断和实际需要还存在着差异,调整的时候也不能够做到准确无误。
三是电厂之间无功调节对电压的影响很大,调节的时候容易造成结果出入,导致电网输出不经济。
这些问题的存在都会对电网的安全运行造成威胁,甚至对电网造成损害。
2 发电厂自动电压调控的实现原理电压自动控制系统主要就是从全局的角度出发,对电网无功电压以及无功功率进行控制,进而实现电厂的电压和功率的自动化调节。
该系统每隔五分钟就会对电网内部的机组下发调整命令,电厂的中控单元则会根据电压的调整量计算出无功功率的目标值,进而实现合理化分配电机组的目标,通过对各种约束条件的分析,计算出脉冲的控制区域并把指令发到该系统的终端上,执行终端输出的信号,进而实现自动调节电网的无功功率以及电压,能够保证电压满足电网供电输出的需要。
浅谈发电厂AVC系统在网源协调中的应用摘要:“网源协调”是指发电机组与电网的协调管理,通过对发电机组、升压站等与电网密切相关的设备管理,保证发电机组和电网的安全稳定运行。
AVC通过励磁调节器(AVR)调节发电机机端电压/无功达到主站控制目标,进行实时最优闭环控制,满足全网安全电压约束条件下的优化无功潮流,从而使电网尽可能地保持在最优无功运行状态或附近,以达到提高电压合格率,降低电网能量损耗的目的。
关键词:AVC;网源协调;励磁1、引言近些年来,随着我国经济不断的发展,社会用电需求旺盛,越来越多的发电机组并入电网,以满足生产生活中的各类用电设备。
在这种条件下,电网本身对其安全无论精度和速度都难以满足电网的调节需要。
若要电网运行在安全稳定的状态,就要优化电压和无功的控制能力,以达到网源协调性、稳定性,抗扰性,也提出了更高的要求;面对这样的要求,如果仅仅依靠人工调节是无法实现的,那么,AVC系统的介入正是解决此问题的理想方式之一。
2、发电厂AVC的发展与现状AVC最早在20世纪80年代初开始用于电网,称为二次电压调节网,目标是在电网中实现无功功率及电压的区域性集中控制。
随着技术的提高,AVC控制系统也在功能上不断完善,控制层次也更加细致。
根据电网运行及控制需求一般可分为一次、二次和三次调节。
一次电压控制(基层电压控制):机端电压或主变高压侧电压的快速无规则变化由发电机组机组励磁调节器(AVR)实现快速控制(毫秒、秒级),一次电压控制必须是自动的(类似机组一次调频)。
二次电压控制(区域电压控制):主要面向电压质量和电压稳定性,一个区域内某个或某些枢纽母线电压的慢速变化(分钟级)对该区域具有较大影响意义的一台或多台发电机进行联合控制。
三次电压控制(全系统协调电压控制):以全网经济运行为目标,采用最小化网损的最优潮流实现,以状态估计和无功电压优化算法为基础,给出各区域中枢节点电压的最优设定值,控制周期一般为分钟级或小时级,使区域间的电压协调控制。
A VC系统在地区电网的应用研究摘要在电力系统中,电压以及电网产生的损耗是非常重要的指标。
对于电力企业来说,不断提高电压的合格率,并且不断降低电网的损耗都是非常重要的工作。
随着地区电网的建设,为了进行无功补偿以及对电压进行调控,使用最广泛的就是变电站无功电压控制装置——VQC,虽然VQC技术已经相对成熟,而且应用普遍,但是VQC还是存在一些问题,例如面对全网范围,处理无功优化问题时效果不明显,而且需要大量的维护工作等。
随着技术的发展,目前在地区电网中,无功调度的最高阶段是——A VC。
本文对A VC系统进行了阐述,并且分析了A VC系统在地区电网中的具体应用,针对应用过程中存在的一些问题,提出了一些具体的解决方案。
关键词A VC系统;地区电网;无功优化;闭环控制前言在电力企业中,对于如何降低系统网损以及保证电压的稳定性,这两个问题都是运营人员最关心的。
近些年,人们也越来越重视无功电压控制。
目前,在我国的地区电网系统中,很多地区进行无功电压控制时,都采用分散调整,也就是利用VQC。
这种控制方式存在一些问题,不利于无功电压控制的健康发展。
在电力调度自动化系统的发展下,变电站的自动化水平越来越高,出现了A VC系统,并且逐渐成熟。
该项技术不仅提高了电网调度的自动化水平,同时也对电压质量进行了改善,电网的损耗也大大降低。
但是在应用过程中,也发现了一些问题,本文对这些问题进行研究,希望可以提供借鉴意义。
1 A VC系统控制流程下图1中是A VC系统的控制原理图。
第一步是通过调度自动化系统来采集相关数据,数据采集完成以后,分析網络拓扑,检查是否存在母线电压,同时包括省网关口功率因素是否越限。
一旦发现这些情况的出现,相应的模块就会进行处理,反之,分析全网无功优化。
基于全网角度,对电压进行无功优化控制,利用无功补偿设备,通过无功分层,对电压进行就地平衡和稳定,以求减少主变分接开关的调节次数,合理设置电容器的投切,提高电压合格率,降低输电网的损耗。
实地落实到制造厂的产品上是追求的目标。
本文谨以作者对柴油发电机组功率及火力发电厂保安负荷的认识和理解进行探讨,希望能给有关人员起到一点借鉴作用。
参考文献:[1]尧军奇,徐云.现代柴油发电机组原理、使用与维修[M].北京:电子工业出版社,1992.[2]钱亢木.大型火力发电厂厂用电系统[M].北京:中国电力出版社,1995.作者简介:梁文军(1974-),男,江苏南京人,工程师,主要从事发电厂电气系统设计工作;高宁芳(1974-),女,江苏南京人,助理工程师,主要从事变电运行管理工作。
DiscussiononCapacitySelectionofDieselGeneratingSetsLIANGWen-jun1,GAONing-fang2(1.JiangsuElectricPowerDesignInstitute,Nanjing210024,China;2.NanjingPowerSupplyCompany,Nanjing210008,China)Abstract:Thedefinitionofdieselgeneratingset'spowerbasedonrelatedstandardsandthedataprovidedbysomemanufactoriesareintroduced.Theconfirmationprincipleandcharacteristicsofsecurityloadinfossilfuelpowerplantsarediscussed.SeveralproblemsinpracticalapplicationofthemethodprovidedbyDL/T5153-2002“Technicalrulesfordesigningauxiliarypowersystemoffossilfuelpowerplants”arediscussed,andthesolutionsuggestionsaregiven.Keywords:dieselgeneratingsets;securityload;capacityselection陆玉军,李澄,李群(江苏省电力试验研究院有限公司,江苏南京210036)电厂侧AVC调控的实现方法JiangsuElectricalEngineering2008年3月江苏电机工程第27卷第2期摘要:在发电厂自动电压控制(AVC)子系统控制中进行电压无功计算、电厂母线拓扑分析、机组无功分配的几个环节,采用了实用的、工程化的方法,简化了控制及计算并成功运用于现场的控制。
电网自动电压控制(A VC)系统的功能与应用【摘要】本篇文章主要介绍电网自动的电压控制系统基本的功能、控制的模式以及实现的过程在实际过程中应用的情况。
用自动电压控制的系统进行运行分析,说明电网的自动电压控制的功能实施起来可行性很高,能够取得一定的社会效益和经济效益,实现经验型到分析型的转变,目前自动电压的控制以及成为了整个电网优质、安全以及经济运作非常重要的手段。
【关键词】电网自动电压控制系统;功能;应用电压是一项衡量电能质量重要的指标,也是确保电网能够安全运行以及经济运行重要的因素;同时电压的合格率也是决定电力的生产能否双文明都达标,能否成为国家一流的供电企业重要的指标。
最近几年随着科技和经济的不断发展、自动化的设备普遍得到应用、容量较大的跨区域电网不断发展,相关的用户对于电压的质量要求也是越来越高。
因此,在对电网的功能和应用进行设计的时候要根据用户自身的需求控制电压,降低电网的损耗、将电网运行的水平提高是目前电网运行需要解决的问题。
1 实施电网自动电压控制系统必要性随着电网的改造不断深入人心以及用电负荷不断增长,相关部门对于电网无功和电压的考核要求越来越高,以前都是由人工操作的无功来补偿设备,手动调节的主变由载调压的开关已经不能够适应现在电网发展相关的要求。
在将电网自动电压控制系统实现之前,相关电网所有的变电站无功补偿和电压调度都需要依靠人工,电压调度的人员发现电压越限的时候要凭借自己经验来调度,工作人员的劳动强度很大,并且有时候还会不能够及时调度,不能够进行实时优化,现在主要存在以下几个缺点:(1)调度的人员需要对电网进行24小时的遥控和监视,工作人员的工作量非常大,给工作人员对于其他的业务处理带来很大压力。
(2)运行的人员要凭借自己的经验调节,有时候不能够将最准确的调节方式判断出来,导致接受调节之后的设备不能够再得到合理利用,不能实现充分将网损降低和优化无功补偿的目的。
(3)人工进行调节的时候考虑的不是很周全,一旦出现调控没有及时的情况,会使得整个电压和利率短时越限,将整体的合格率降低。
浅谈自动电压控制系统(A VC)在发电厂的调试和应用电力系统的规模日益扩大,其安全、经济和优质运行显得愈加重要。
电压是衡量电能质量的一项重要指标,电压波动过大,会危及系统的安全稳定运行,甚至会引起电压崩溃,而无功功率也是影响电压质量的一个重要因素,为保证电压质量、无功平衡和电网安全可靠经济运行,对电网实行电压/无功自动电压控制(A VC)已成为一项重要的控制措施。
随着调度自动化系统(SCADA/EMS)的建设和完善,为A VC功能的快速实施提供了可靠的基础。
标签:发电厂;电压控制;A VC;应用1 A VC的概念自动电压控制系统简称A VC(Automatic V oltage Control),作为现代电网调度控制的基本而重要的功能,A VC是指通過调度自动化SCADA系统实时采集电网各节点的“四遥”(即遥信、遥测、遥控、遥调)数据进行在线分析和优化计算,在确保电网与设备安全运行的前提下,以各节点电压合格、省网关口功率因数合格为约束条件,从全网角度进行在线电压/无功优化控制,实现无功补偿设备合理投入和无功功率分层就地平衡与电压稳定的综合优化目标,保证电网运行在一个更安全、更经济的状态。
2 电厂A VC功能的建设2.1 A VC的调压手段由于电压与无功的强耦合关系,调整电压实际上就是调整系统的无功分布。
能够影响系统无功分布的手段有调节发电机机端电压、调节有载调压变压器分接头、调节并联电容器和调节电抗器投入/切除的容量。
发电机既能给系统提供有功功率,又能提供无功功率,是电力系统中唯一的能同时提供两种功率的电源;发电机在必要时能够进相运行,以吸收电网中多余的无功功率;而且发电机具有连续可调、响应速度快的特点,不像无功补偿装置那样需要增加额外的投资,所以发电机成为电压/无功自动控制的主要手段。
2.2 A VC装置的功能根据广东省电力调度中心广电调自[2007]46号文,2009年黄埔电厂需完成A VC的子站系统建设,与中调A VC系统实现互联,配合电网调度自动化系统实现电网电压无功综合优化控制,优化无功出力及改善母线电压水平。
电厂侧A VC关键技术研究摘要:随着社会的发展,电力工程得到很大发展,电网的规模也在不断的扩大,因此需要建立一个全局无功电压优化系统,为我国的电网的安全经济运行提供保障。
但是就目前的情况,电网建设中暴露出了很多的问题,而电厂侧A VC 系统是一个非常好的解决办法,其通过闭环控制,实现了对于发电厂高压母线电压和发电厂无功出力的有效控制。
对此本文分析了电厂侧A VC关键技术。
关键词:电厂侧A VC系统原理;电气距离;负荷变化;辅助运行方案引言近年来,我国电力工业迅速发展,电网规模不断扩大,电力系统的安全、经济运行已成为电力生产的重大课题。
随着“西电东送、全国联网”重大工程的实施,我国电网也进入了高速发展期,其无功电压问题日益突出。
建立全局无功电压优化系统,保障我国电网的安全经济运行,已成为当务之急。
1、电厂侧A VC系统控制重要意义(1)提高稳定水平:网内电厂全部投入装置后,通过合理分配无功,可将系统电压和无功储备保持在较高的水平,从而大大提高电网安全稳定水平和机组运行稳定水平;(2)改善电压质量:电压监督电压合格率得到大幅度提高;(3)消除了人为因素引起误调节的情况,有效降低了运行人员的工作强度。
电网中的任何稳定运行方式都是建立在有功/无功平衡的基础上,有功功率的平衡决定了电网频率,无功功率的平衡决定了电网电压,A VC只涉及电压,因此,A VC遵循无功功率平衡确定电压,调压就是调无功的原则。
2、电厂侧A VC系统的原理与控制策略1)电厂侧A VC系统原理发电厂A VC的控制目标是使发电厂高压母线电压达到设定的值或设定的范围,它实际上是通过励磁调节器(A VR)对高压母线进行大闭环调节。
基于三级电压无功调控的基本原理,电厂侧A VC子站系统基本原理是远程接收主站端A VC控制指令,即发电厂高压母线给定值,通过动态调节励磁调节器的电压给定值,改变发电机励磁电流来实现电压无功自动调控。
2)电厂侧A VC系统控制策略与安全约束A、控制策略电厂侧A VC系统把从远方调度发来的电压指定值与电厂本身从高压母线测到的电压进行比较,当> 时,进行升压(加磁)操作,即控制发电机A VR 系统增大发电机励磁电流,加磁过程要不断考虑加磁有关的约束限制,否则加磁的作业在接近时停止;当< 时,进行降压(减磁)操作,控制发电机A VR系统减小发电机励磁电流,减磁过程同样要考虑减磁可能的各种限制因素,直到接近时停止减磁作业。
水电厂监控系统AVC远方控制功能的优化及应用摘要:分析了水电厂监控模块中现有的自动电压控制AVC远程控制模块具有的问题,对于水电厂的监控系统接收与处理省调节下发的AVC远程单击控制命令的相关环节与需要的时间开展实际测量分析,得到各个环节出现延误的原因,提出降低控制环节复杂度,提升数据传输效率等改进的方法,降低了AVC控制的延误,提升了AVC机组对于命令的响应与控制精确度。
关键词:水电厂监控;自动电压控制AVC;远程控制模块引言随着我国电网的进步,对于频率控制要求的精度越来越高,国家电网目前对于自动电压控制采用的考评模块为控制性能标准,也就是每分钟的CPS1为时段进行考核计算分析,这些需要AVC机组与电厂监控系统对于省调能量管理系统下达的远程控制命令响应与处理的时间要短,提升对于CPS的控制效果,通过这些努力可以满足电网需求的安全、优质与经济运行模式。
水电机组对于AVC命令的反应较为快速,一般可以大幅度的提升CPS控制指标,不过水电机组利用的全厂控制的模式,一般是通过水耗率最小、梯级电厂联合优化调节等作为控制的目的,通过机组的规避振动区域等看作为安全约束的边界,所以省调度通信中心下达的远程AVC命令都是需要通过其内部的经济调度计算得出再分配环节,存在比较大的时延,控制的效果还不如原来的远程终端设备采用直接控制机组调节转速的模式。
所以需要对于远程AVC命令的通信与控制环节开展相关的改进活动,降低机组对于AVC命令的响应时间。
1.AVC远程控制功能与存在不足电网对于水电机组的AVC远程控制在传统的模式下采用的为RTU控制的模式,但是伴随着厂站自动化水平的提升,水电厂逐渐的改变通过采用监控系统对于机组开展AVC控制。
同原来的采用RTU会直接的增减负荷控制命令下发到调节装置比较,监控系统对于AVC控制命令的处理模式为基于对全厂机组经济的调节模式,省调节模块的AVC远程控制设点命令首先达到监控系统的上位机模块,之后通过上位机依据经济调度优化的原则将命令分配到受控机组的现地控制模块,也就是LCU。
AVC系统在电力调度监控工作中的应用探讨摘要:在电力调度监控工作中合理应用自动电压控制(AVC)系统,能够有效提高电力配网运行的安全性和稳定性。
自动电压控制(AVC)系统是保证电网安全、优质、经济运行的重要设备,在监控系统在工作过程中,通过 AVC 来制定解决电压异常的问题,保证电网安全稳定进行。
本文笔者查询AVC系统相关资料,结合自身工作经验,简述了AVC 系统在电力调度监控过程中的工作原则,列举了一些常见的问题,提出了几点建议,以期为相关研究提供参考。
关键词:应用探讨;电力调度监控;AVC系统将AVC系统应用于电力调度监控工作中,可以让电力调度监控工作更加安全智能,提升电力配网供电质量,提升电网的监控效率和调度水平,满足人们对电力的需求。
一、AVC 系统概述1.和传统电力调度监控相比,AVC 系统的优势在传统的电力系统调度工作上存在有一定的缺陷,在电力传输的过程中增加了电力的损耗,造成调度监控中心无法接收真实有效的数据信息报文。
AVC 系统是自动控制电压的系统,即能够提高电压的质量,减少电能在传输过程中的损耗,能增强电力运行的稳定性,保证电力调度过程中的安全性。
2. AVC 系统的工作原则AVC 系统在电力调度监控过程中有三大工作原则,分别是逐渐逼近原则、电压校正控制原则、无功补偿的控制原则。
(1)逐渐逼近原则:由于 AVC 主站分钟级下发一次调整策略,故电压控制没有必要非得一步到位。
为保证电压控制的精度及平稳性,自动电压控制应遵循“小步走,逐渐逼近”的原则。
为保证控制的平稳性,一个控制周期内一个变电站只允许投切一组并联补偿设备,任一主变也应最多只允许调节一档,同时避免主变抽头和补偿设备同时进行调节。
(2)电压校正控制原则:采用自上而下的原则实现电压的校正控制,若 AVC 控制单元中低压侧电压越限或下级 AVC 控制单元高压侧电压越限时,调节主变分接头进行电压越限校正控制,若上级 AVC 控制单元分接头调整时自动闭锁下级AVC 控制单元的分接头调节。
厂站侧AVC系统的控制与应用邹恺摘要:厂站侧AVC系统是电网安全、稳定和经济运行的重要保证,本文介绍了厂站侧AVC系统的控制与应用。
关键词:AVC;控制策略;结构图;应用概述电压是衡量电能质量好坏的重要标准。
电压与无功功率的分布关系密切,合理的无功功率分布,可以有效地保障电压的安全性、稳定性和经济性。
厂站侧AVC系统与主站侧AVC系统相配合,当其参与主站AVC系统调节时,接收主站下发的控制指令,并根据站内实际运行情况,经过一系列优化运算,将主站指令分配至各台机组。
当其就地运行时,则跟踪电网调度机构事先下发的电压运行曲线,根据当前电压值与电压曲线值的偏差计算出相应的目标值,经过优化计算后,将控制执行合理地分配给各台机组,使得当前电压值与电压曲线值相一致。
一、AVC控制策略AVC主站系统对电压或者无功功率控制时,采用的目标值主要有三种:电厂高压侧母线电压值,电厂总无功出力和单机无功出力。
目前,多数AVC主站普遍采用电厂高压侧母线电压值作为目标值进行下发,这种方式简单、直观。
当以电厂高压侧母线电压值作为调节目标值时,AVC主站进行无功优化计算,实时地将电厂调节目标值通过调度自动化系统下发到厂内的RTU或者直接下发至AVC子站。
AVC子站根据电压目标值估算全厂总无功功率。
母线电压值估算全厂总无功功率Q_target=((V_target-V_now)V_target)/x+(Q_now V_target)/V_nowQ_target为目标无功,V_target为目标电压值。
在确定了电厂母线总无功功率后,需要将此无功功率优化分配给各台运行的机组,即无功优化问题,这也是AVC控制的核心问题。
1.电厂各机组间无功功率优化分配机组无功出力能力与同时发出的有功存在紧密的关系,由发电机的P-Q极限曲线决定。
为了保证机组的安全稳定运行,分配各机组无功功率时须考虑机组的各项指标,应满足如下的条件:1)机组的电子电流在定子发热的容许范围内;2)机组的转子电流在转子发热的容许范围内;3)机组的端电压在容许范围内;4)机组在具有一定稳定裕度的稳定范围内。
解析电力调度自动化系统中AVC系统应用摘要:我国电力系统近几年得到快速发展,同时电网规模也在迅速扩大,电网结构和运行方式逐渐变得复杂化,传统电压无功手动调节方式已经无法满足当前电力系统的发展需要,电压无功自动控制成为改善电网运行质量、降低能耗以及减轻工作人员劳动强度的必要手段。
在近几年当中,自动电压控制开始逐渐受到人们的关注,各个地区也开始建设并投入自动电压控制(AVC)系统。
在本文当中我们分析了电压自动调度装置的原理,对AVC系统的控制方式和应用进行了阐述。
关键词:电力调度;自动化系统;AVC系统应用在电力工业迅速发展、电网规模不断扩大的过程中,电力系统本身的安全与经济运行成为当前电力生产的重大课题。
我们在确保电力系统安全运行的同时要不断采取新技术来提高用电质量,同时降低电能损耗,进而最大程度上保证电能的用电质量。
而自动电压控制以及无功优化(简称 AVC)是当前提高电能质量、降低损耗以及确保电网安全运行的重要手段。
一、 AVC 系统的工作原理AVC 系统和 EMS 平台属于一体化的系统设计,都是采用增量模型更新技术来建立AVC临空点与控制设备的模型,同时实现自动验证的目的。
AVC 系统的数据模型当中分别对厂站、控制设备以及电压的临测点等分层进行了记录,利用网络模型实现各层记录之间的静态关联。
电网AVC系统是在OPEN3000平台基础上,实现调度中心主站EMS与AVC系统之间的一体化统一设计,通过PAS网络模型来获取控制模型,进而在SCADA当中实时获得系统当中的数据,根据电网的无功电压状态实现对系统的实时在线分析和计算,利用SCADA实现远程命令的下达,实现对全网无功电压优化控制的闭环运行。
AVC系统的分层是根据电压等级进行的,根据管理区域实现分区,当然利用电网结构进行分层或者是分区也是可以的。
二、 AVC 系统的应用环境我国内部的县级供电企业,为了保证各个变电站内部的电压要求,同时还需要确保变电站的稳定运行,目前已经普遍采取了电压无功综合控制装置(VQC)。
江苏电网电厂侧AVC系统应用陆玉军,李澄,李群(江苏省电力试验研究院有限公司,江苏南京210036)摘要:介绍了发电厂自动电压控制(AVC)在江苏电网多个电厂实施和投运情况,总结了发电厂AVC的控制策略及运行条件,现场实施中信号接入方式,并简述了系统功能框图,给出了调控效果,总结了现场实施中的问题。
关键词:江苏电网;电厂侧;AVC中图分类号:TM76文献标识码:B文章编号:1009-0665(2008)01-0027-04收稿日期:2007-08-28;修回日期:2007-09-28JiangsuElectricalEngineering2008年1月江苏电机工程第27卷第1期实现电网中节点电压的控制是一种常用有效的控制手段[1],国内多个调度中心已建立了实时电网自动电压控制(AVC)系统。
在正常运行情况下,通过实时监视电网无功电压,进行在线优化计算,分层调节控制电网无功电源及变压器分接头,调度自动化主站对接入同一电压等级电网的各节点无功补偿可控设备实行实时最优闭环控制,满足全网安全电压约束条件下的优化无功潮流运行[2-4]。
电厂侧高压母线是受调度控制的节点,电厂高压母线电压控制的手段是实现电厂发电机组无功的实时闭环控制,实现方式分为独立式电厂AVC子站和非独立式电厂AVC子站。
因独立式AVC子站装置功能明确,接口独立,维护试验方便,不需要改造其他接口设备,实现相对容易,可适应多个现场的控制,因此得到了推广应用,本文仅叙述独立式电厂AVC子站装置相关内容。
1江苏电网AVC系统结构AVC主站系统与电厂侧AVC子系统实现电厂高压母线电压调控,高压母线电压的调控手段是调节机组励磁改变机组无功出力。
江苏电网AVC系统见图1。
图1中能量管理系统(EMS)部分为调度主站系统,子站部分为发电厂AVC子系统,LOCAL为发电厂AVC控制主机、VQR为单元机组控制器。
LOCAL可接收主站目标电压或本地目标电压,完成电厂母线电压的闭环调控,在VQR侧实现机组无功闭环。
2电厂侧AVC子站结构原理、策略、考虑因素2.1结构原理电厂侧AVC系统采用分散式控制系统(DCS),沿用上下位机结构。
上位机(控制主机)运行的监控软件基本原理:集中采集母线电压值、注入高压母线的无功及机组侧数据、励磁调节器当前状态等信息,根据设定的高压母线目标电压值(来自调度主站或本地设置),通过相应无功电压算法,计算出需注入高压母线的无功总量,然后按优化的无功分配策略将目标无功总量分配给各机组的控制下位机(机组控制器),并监视各机组无功调节。
各机组下位机送出增减励磁指令,调节机组无功至目标值,完成机组无功闭环调控,从而使高压母线电压达到系统给定值的调控要求,电厂AVC系统及接口如图2所示。
2.2控制策略电厂侧AVC子系统自动控制发电厂机组无功功率,无功分配策略应保证母线上每台可调机组机端电压合格且每台机组无功有相似的调整裕度,以避免某台机组无功负荷过重,这就要求在不同的目图1江苏电网AVC系统框图(发电厂部分)图2电厂侧AVC系统及接口27江苏电机工程标电压运行情况下采用不同的控制策略:(1)当高压母线电压低于系统给定目标值时,各控制发电机增加无功功率;(2)当高压母线电压高于系统给定目标值时,各控制发电机减少无功功率;(3)某个控制发电机发出的无功功率已经达到极限,作为无功不可调节机组考虑;(4)当母线电压走高/走低,而所有机组无功达上限/下限时,将机组无功限制在限值内,而母线电压表现为不受控。
2.3考虑因素根据实施电厂调试及运行经验看,发电厂AVC系统通过调节发电机励磁改变无功时,考虑以下主要因素,可保证AVC子站及机组正常运行与调节。
(1)无功、机端电压调节幅度。
在调控中机端电压变化幅度与通过厂高变、低变连接到发电机出口的厂用电电压,变化比例相似,对于辅机设备电压偏高或偏低均影响其长期运行。
机组无功调节幅度大可能使机组无功运行至进相区域,致使机组稳定性降低。
(2)信号量程偏差。
采集信号存在误差,应保证采集信号的准确,一般要求电压、电流信号精度应在0.2级,无功、有功信号的精度应在0.5级。
(3)死区控制。
由于信号采集误差存在,设置母线电压调控死区、机组无功死区,以避免电压频繁变化、机组无功波动造成不必要的励磁调节,使调节有效性得到提高,同时避免励磁调节器频繁调节造成励磁系统故障。
(4)励磁调节器限制。
励磁调节器只能在自动方式(恒电压调节方式)来自励磁调节器的告警、动作信号可作为闭锁条件。
(5)发电机。
负调差特性可保证机端电压随无功电流而增大、满足母线电压正调差特性控制需要。
(6)电压设置值。
电压设定值变化率大,或设定值低于运行允许下限/高于允许运行上限均作为闭锁条件,防止误调、误操作。
(7)实时系统阻抗计算。
系统阻抗计算作为AVC系统计算一个必要条件,将影响机组目标无功计算及分配准确性;(8)无功环流禁止。
禁止无功在受控机组之间环流。
(9)其他约束条件。
接入信号异常,装置自检异常,其他外部控制信号也可作为运行闭锁或限制条件。
3接口信号及接入方式电厂侧AVC接口信号按设备划分有自RTU/NCS提供的主站控制信号、升压站的母线侧信号、发电机侧机组数据信号、励磁调节器(励磁系统)侧状态信号以及DCS侧控制信号与状态。
按接口信号类型划分如下。
(1)模拟量输入信号包括主站控制遥调指令,母线电压、无功功率,机组电压、电流、有功功率、无功功率、励磁电压、励磁电流。
(2)开关量输入信号包括主站遥控,机组主开关,励磁调节器工作方式、告警、动作信号,DCS控制投退信号。
(3)开关量输出信号包括主站遥信、增减励控制输出、AVC装置状态输出。
(4)模拟量输出信号可以根据现场需要设计提供。
AVC接入信号尽管数量不多,但特点是分布在多个设备中,一般各接口设备均为不同厂家提供,且设备间相距远、信号接入方式差别较大。
由于各发电厂机组分别在不同时期投入运行,因而各个现场信号接入差别非常明显,有些现场硬接线容易,而有些现场通信接入相对简单,根据现场不同需求灵活采用信号接入方式。
常见的信号接入方式有:(1)硬接线接入,模拟量输入信号来自变送器、电压互感器/电流互感器(TV/TA),开关量信号由信号电缆接入;(2)通信接入,通过RTU/NCS通信接入模拟量信号、开关量信号,通信介质可采用通信电缆或光纤;(3)混合接入,即使新建电厂的RTU/NCS较以往接入了很多机组信号,但往往还是不能提供励磁调节器信号,仍无法满足AVC所需全部信号、状态。
尽管通信有许多接入优势,但现阶段信号接入仍以硬接线为主,辅以通信接入方式。
4控制手段及功能实现电厂侧AVC子站控制模式有手动优化设置目标、本地预设目标曲线、远方控制、退出设置等4种常用模式,即远方控制模式、本地控制模式。
设有DCS投退控制、下位机操作投退控制、上位机投退控制、调度主站投退等多级投退控制手段。
目前远方控制模式为通过上位机软件选中“远方控制”后投入,由调度在监测主站控制状态的遥信信号变位后下发调节指令,控制指令采用目标电压增量,当目标电压超时或主站退出控制后,将自动退出远方控制并转至本地运行。
目标电压增量即新目标电压,其值为目标电压与增量之和,增量小于1kV,该控制方式有以下好处:电压调节幅度小;目标电压指令易识别;控制精度准确;控制效率相对较高;可实现信号中断识别和28诊断。
装置软件系统主要实现下述功能。
(1)输入信号自动检测。
可自动判别机组是否检修,母线是否检修,正常工作下信号异常自动闭锁输出,信号恢复后自动投入调节。
(2)机组运行边界计算。
机组无功调节到限,机端电压调节到限,机端电流、励磁电压与电流到限,或励磁调节器告警信号产生后作为相关限制或闭锁条件。
(3)获取目标电压,计算系统阻抗,计算母线目标无功。
(4)目标无功只分配给在线无功可调节机组,按功率因数、无功分配权系数、比例分配等优化算法进行分配。
(5)机组无功目标、调节指令下发下位机。
(6)下位机检测判别条件,机组无功闭环调节。
AVC子站具备一些辅助功能,包括历史事件记录和保存、状态监视、历史数据保存及查看、数据统计分析曲线浏览。
AVC子站系统软件功能见图3,软件控制流程见图4。
5调控效果至2007年6月底,江苏电网AVC子站系统调试及投运已达20套,调控机组数量超过50台,调节机组容量超过10000MW,达江苏电网装机容量1/4,在江苏电网无功调控中初见成效。
最先投运电厂子站为江苏徐塘电厂AVC子站,调控机组为4、5号机组,容量2×300MW,投运时间已超过3年,现设备调控性能良好,单台机组无功调节幅度最大达100Mvar。
图5中为华能南通电厂(2004年6月实施)在安装AVC子站后母线电压运行于远方调控方式时的曲线。
从图5中可以看出,母线电压能较好地跟踪目标值。
目前江苏电网电厂侧AVC子系统调节速率,在主站电压控制时的跟踪时间大约1.5min,该速率基本可以满足主站控制、现场调节需要。
如果需要调整调节速率,可以根据现场以及调度要求进行整定(目前的调节速率使得机组无功变化较平稳,无剧烈波动)。
6电厂侧AVC子站应用现存问题与改进方法6.1装置自身不足(1)功能有待完善,关于电厂自适应无功优化控制研究的较少;(2)一般需针对现场进行相应的设计,不同现场对接口要求不一,需更改部分接口;(3)装置通信以串口为主,光纤接口一般都通过加装转换实现;(4)与不同励磁调节器的接口,需现场整定控制参数;(5)现有装置会使得电厂实施接入成本较高。
6.2实施运行问题(1)不同电压等级、不同电厂、不同机组容量、陆玉军等:江苏电网电厂侧AVC系统应用图4电厂侧AVC子站控制流程模拟量输入开关量输入一次信号、运行边界计算历史记录开关量输出节点总目标无功计算机组间可调无功的分配PID调节综合投退条件图3电厂侧AVC子站功能系统AVC装置自检正常数据库配置正确本地目标输入信号正确、在可调节范围内各运行限制条件均不存在获取新目标电压计算系统阻抗X计算母线目标无功Qt确定可调机组、不可调机组可调机组总目标(母线侧)Qt1=Qt,不可调机组无功部分可调机组总目标(机组侧)Qg=Qt1+∑Qxf+∑QΔ可配生成可调机组目标无功Qg1发送下位机控制指令、目标无功远方目标控制模式选择不满足无目标无可调图5华能南通电厂侧AVC子站控制跟踪29不同励磁接口均增加了实施难度;(2)通信接入信号的可靠性、精度均使调控效果打折扣;(3)与调度主站交换的信号通过RTU,且信号较少,主站控制时仍以电话通知为主,由于子站可自动退出远方控制,而退出原因子站仅记录主站信号中断,较难查找信号中断原因;(4)同一母线上运行机组如同时存在可调机组、不可调机组,则由于可调机组无功受AVC调节后,而使不可调机组机端电压变化,导致励磁反向调节不可调机组无功,会对母线电压/无功的控制产生一定影响;(5)运行管理人员对新设备的不熟悉导致设备投运率不高,控制效果不理想。