發(fā)電廠AVC與勵(lì)磁配合關(guān)系探討摘要】隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、對(duì)電網(wǎng)電壓質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。電網(wǎng)統(tǒng)一要求安裝自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)，而發(fā)電廠AVC功能的實(shí)現(xiàn)最終由勵(lì)磁系統(tǒng)完成。AVC與勵(lì)磁系統(tǒng)均是電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)的重要組成部分，在實(shí)際應(yīng)用中有各自的調(diào)節(jié)范圍及限制條件。本文根據(jù)AVC及勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行狀況對(duì)其限制條件逐一比較分析，并對(duì)其配合關(guān)系提出了一些建議，希望在確保電壓質(zhì)量穩(wěn)定的同時(shí)確保機(jī)組的安全運(yùn)行。【關(guān)鍵詞】AVC勵(lì)磁配合中圖分類號(hào)： TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)：ISSN1004-1621（2018）05-051-02一、 引言近年來(lái)，超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)功功率增多。加上為彌補(bǔ)系統(tǒng)高峰負(fù)荷時(shí)的無(wú)功不足，在電網(wǎng)中還裝設(shè)了一定數(shù)量的電容器，這些電容器有時(shí)難以適應(yīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)電壓的需要而及時(shí)投切。因此，就需要發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行來(lái)吸收網(wǎng)絡(luò)中過(guò)剩的無(wú)功功率，以降低系統(tǒng)電壓。為了達(dá)到這一目的，電網(wǎng)統(tǒng)一要求安裝自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)（AVC），而發(fā)電廠AVC功能的實(shí)現(xiàn)最終由勵(lì)磁系統(tǒng)完成。二、 AVC與勵(lì)磁的工作流程及原理2.1AVC的控制流程電網(wǎng)AVC主站實(shí)時(shí)下發(fā)高壓母線電壓控制命令給電廠的監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)獲取目標(biāo)控制電壓值，經(jīng)過(guò)計(jì)算，得出電廠承擔(dān)的總無(wú)功出力。通過(guò)給勵(lì)磁系統(tǒng)下發(fā)增、減磁命令，調(diào)節(jié)機(jī)端電壓參考值來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電站母線的控制。2.2勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要任務(wù)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作的目標(biāo)是保證被調(diào)節(jié)量實(shí)時(shí)跟蹤對(duì)應(yīng)的參考量，也就是說(shuō)，通過(guò)閉環(huán)控制使被調(diào)節(jié)量隨其參考值增大而增大，減小而減小，從而達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)工況的目的。其中，電壓閉環(huán)調(diào)節(jié)方式是最基本、最常用的勵(lì)磁控制方式，也是勵(lì)磁運(yùn)行的主要運(yùn)行方式。電壓閉環(huán)調(diào)節(jié)方式是以發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓作為調(diào)節(jié)變量，調(diào)節(jié)目的是維持發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓與電壓參考值一致，而電壓參考值則主要由增磁命令或減磁命令進(jìn)行增加或減小。2.3AVC與勵(lì)磁的聯(lián)系勵(lì)磁調(diào)節(jié)信號(hào)可直接或通過(guò)DCS輸出至發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（AVR）。但為保證機(jī)組安全運(yùn)行，AVC投運(yùn)后不應(yīng)將運(yùn)行人員對(duì)于機(jī)組無(wú)功的調(diào)節(jié)控制權(quán)限全部取消，而是應(yīng)當(dāng)允許其在一定的前提條件下可以根據(jù)機(jī)組運(yùn)行情況直接進(jìn)行主動(dòng)干預(yù)，通過(guò)切換手把來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)和手動(dòng)調(diào)節(jié)之間的切換。AVC增減磁輸出信號(hào)也要求使用無(wú)源節(jié)點(diǎn)，以脈寬、脈沖信號(hào)輸出，以適應(yīng)AVR的接口特性。三、 AVC的閉鎖條件及與勵(lì)磁的配合在機(jī)組投入AVC運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保證發(fā)電機(jī)的的電壓、電流、功率等參數(shù)在正常范圍之內(nèi)，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)異常情況時(shí)應(yīng)閉鎖AVC調(diào)節(jié)，以保證機(jī)組安全可靠運(yùn)行。AVC閉鎖條件如下：系統(tǒng)及自身閉鎖：與主站通訊中斷、系統(tǒng)振蕩、增減磁同時(shí)出現(xiàn)、控制超時(shí)等，無(wú)需與勵(lì)磁系統(tǒng)配合。模擬量閉鎖：發(fā)電機(jī)組定子電壓、定子電流、有功功率、無(wú)功功率，設(shè)定值可按照與勵(lì)磁設(shè)定值有5%-10%的極差配合。1） 發(fā)電機(jī)定子電壓高限應(yīng)小于勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓限制值，可設(shè)為105%，低限應(yīng)大于勵(lì)磁系統(tǒng)低電壓限制值，可設(shè)為95%。當(dāng)超過(guò)104%的高閉鎖和低于96%的低閉鎖值時(shí)發(fā)閉鎖信號(hào)，自動(dòng)退出調(diào)節(jié)。2） 發(fā)電機(jī)定子電流高限應(yīng)小于勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電流限制值，設(shè)為105%，低限應(yīng)大于勵(lì)磁系統(tǒng)低電流限制值，設(shè)為95%。當(dāng)超過(guò)104%的高閉鎖和低于96%的低閉鎖值時(shí)發(fā)閉鎖信號(hào)，自動(dòng)退出調(diào)節(jié)。3） 發(fā)電機(jī)組無(wú)功高限可按照不超過(guò)發(fā)電機(jī)額定無(wú)功功率設(shè)定，無(wú)功低限建議采用幾段折線（曲線）的形式，曲線在發(fā)電機(jī)運(yùn)行P/Q平面上應(yīng)高于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器P/Q限制曲線，對(duì)應(yīng)同一有功功率下的無(wú)功設(shè)定值可按照勵(lì)磁無(wú)功設(shè)定值的90%-95%設(shè)定。四、運(yùn)行調(diào)節(jié)與限制從電力監(jiān)控系統(tǒng)中調(diào)取AVC投入前和投入后母線電壓實(shí)際值的趨勢(shì)圖可以看出，（其中，圖2-1和圖2-2中，紅色曲線表示母線電壓實(shí)際值，黃色陰影部分為調(diào)度下發(fā)的電壓區(qū)間。圖2-1為AVC投入前，圖2-2為AVC投入后。）AVC系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行階段，雖然對(duì)于系統(tǒng)電壓具有比較明顯的調(diào)節(jié)效果，但仍不能完全滿足系統(tǒng)調(diào)壓的要求。而與此同時(shí)，發(fā)電機(jī)則由發(fā)出無(wú)功到吸收無(wú)功，且已達(dá)到AVC裝置P-Q曲線的最大值，由于超過(guò)下限而發(fā)出減磁閉鎖命令。圖2-1AVC投入前母線電壓實(shí)際值與目標(biāo)值 圖2-2AVC投入后母線電壓實(shí)際值與目標(biāo)值圖3-1AVC投入前發(fā)電機(jī)出口無(wú)功 圖3-2AVC投入前發(fā)電機(jī)出口無(wú)功產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因分析如下：4.1無(wú)功功率下限偏高機(jī)組投運(yùn)前均需進(jìn)行進(jìn)相試驗(yàn)，來(lái)確定在不同負(fù)荷下機(jī)組的進(jìn)相深度，設(shè)定勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的P-Q曲線。設(shè)定AVC定值時(shí)應(yīng)以進(jìn)相試驗(yàn)數(shù)據(jù)為參考，并留有一定裕度。考慮到機(jī)組自身的安全運(yùn)行，實(shí)際中通常會(huì)將電廠側(cè)機(jī)組無(wú)功功率下限定值設(shè)定較高，這就導(dǎo)致在系統(tǒng)母線電壓偏高的情況下，雖然AVC主站下發(fā)了減磁指令，但由于減磁閉鎖使機(jī)組不再參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)。4.2廠用段負(fù)荷過(guò)大由于本廠處于線路末端，升壓站母線電壓長(zhǎng)期偏高。當(dāng)電網(wǎng)電壓偏高時(shí)，AVC系統(tǒng)肯定要求發(fā)電機(jī)組吸收無(wú)功，發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期處于低勵(lì)狀態(tài)，廠用母線電壓運(yùn)行在低水平，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行存在很大風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)廠用母線電壓在AVC調(diào)整下已運(yùn)行在低限值附近時(shí)，如果機(jī)組啟動(dòng)大型輔機(jī)，其廠用母線電壓必然繼續(xù)下降，若廠用母線電壓下降過(guò)低，可能導(dǎo)致某些對(duì)電壓敏感的設(shè)備跳閘（如變頻器等），危及機(jī)組安全。所以為了保證機(jī)組的安全運(yùn)行，不可能把廠用電壓降至過(guò)低水平。4.3系統(tǒng)投切電容器的影響由于本廠所在電網(wǎng)對(duì)側(cè)場(chǎng)站每天定時(shí)投切電容器，當(dāng)投入電容器的瞬間，電網(wǎng)電壓瞬時(shí)升高，而母線目標(biāo)電壓仍維持在前一刻較低的水平上，從而使AVC因超過(guò)調(diào)節(jié)步長(zhǎng)而閉鎖，與此同時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)被動(dòng)進(jìn)相達(dá)到欠勵(lì)定值動(dòng)作。如果沒(méi)有欠勵(lì)限制，進(jìn)相就有可能超過(guò)穩(wěn)定極限深度，發(fā)電機(jī)將失去穩(wěn)態(tài)，與系統(tǒng)失步，從而危及整個(gè)電力系統(tǒng)的安全。五、結(jié)語(yǔ)AVC與勵(lì)磁系統(tǒng)均是電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)的重要組成部分，在實(shí)際應(yīng)用中有各自的調(diào)節(jié)范圍及限制條件。本文根據(jù)AVC及勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行狀況對(duì)其限制條件進(jìn)行分析，從電廠的運(yùn)行實(shí)際可以發(fā)現(xiàn)，電廠AVC合格率高低不光受AVC系統(tǒng)的限制，還受機(jī)組進(jìn)相能