UC635 AVC 电厂自动化电压控制系统

发布日期：2007-3

    在电力系统中，电压、频率和波形是表征电能质量的三个主要指标。电压是否合格，直接影响到电网运行的经济性和安全性。电压偏差大，不仅会对用电设备造成威胁和损害，而且直接危害到电网运行，严重时由于电压不稳定现象，甚至可能引起电网崩溃。因此电压是否能维持在合理的范围内运行，一直是电力行业特别重视的问题之一。
    UC635 AVC是Wescon公司自行开发的AVC电厂自动电压控制系统。它采用GR90®RTU或UC630全同步测控装置通过加载AVC程序，根据各种运行方式，自适应跟踪调整，协调控制每台发电机的无功进而实现对高压母线的控制。配合EMS主站或区域无功系统设备实现对电网的无功优化，显著减少线损，提高电能质量。UC635 AVC电厂自动电压控制系统通过接收中调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软件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，使电厂母线电压达到目标控制电压值。同时在控制过程中保证发电机在规定的参数范围内安全、稳定运行。

AVC系统控制原理

    电网在运行时，根据负荷的需要输送由发电机送出的有功功率，以供用户的负荷使用。在交流电网中，大部分负荷和电网设备（如线路、变压器等）都需要存储交变的电磁场能量，因此，交流电网在传输有功潮流的同时，还输送无功功率潮流。电网在传输有功功率潮流和无功功率潮流时，都将在电网的电阻元件上产生有功功率损耗（网损）。一般来说，有功功率潮流分配是根据负荷的需要和电价的高低来决策的，而无功功率潮流的分配原则通常保证电网各节点电压合格，如果在此基础上选择网损最小的无功功率潮流分配方案，则叫无功优化控制方案。
    UC635 AVC电厂自动电压控制系统以发电厂高压母线电压或总无功功率为控制目标，通过调节各发电机无功功率来实现电压控制。在调节过程中，充分考虑了发电机的各种极限指标，使控制过程中保证发电机在合格的参数下安全、稳定运行。例如根据当地设置的电压曲线或远方发来的电压目标值，将使机端电压调到比厂用电电压低，则用这种方法制成的装置会自动限制调整到保证厂用电正常的状态。又如当电压目标值使功率因数进相而引起功角过大，有可能影响机组稳定运行时，用这种方法制成的装置也会自动限制调整在允许的功角限制内，其它如定子电流、转子电流等都不会越限。因此，不论是当地设置的电压或无功曲线，或远方发来的电压或无功值，用这种方法制作的装置不但能实际执行，而且能充分考虑发电机安全稳定运行要求。

UC635 AVC系统结构特点
    UC635 AVC电厂自动电压控制系统通过GR90®RTU实现电厂AVC自动电压控制功能。根据电网AVC系统或区域无功系统的不同要求，可以实现电压/无功的当地、遥调和人工优化三种控制模式控制。根据发电机组的不同情况现场的运行方式自动判断分配调整目标的方式，可按平均、比例和等功率因数方式为参与调压的不同机组分配无功目标。在当地方式下可分时段设定电压目标，以模糊控制技术确定动作上下限，达到调压的目的。当系统出现异常时，自动闭锁控制输出，AVC控制退出运行。
    UC635 AVC由AVC当地功能、AVC主控模块(D200主控模块)、和AVC相关的GR90 I/O模块和AVC控制装置(GR90 C模块) 4部分组成。
    GR90®RTU采用新的分布式概念，各I/O模板都自带8位微处理器，和RTU主体可进行远程通信。GR90®RTU本身可构成独立的分布式SCADA系统分站控制器。GR90主要功能为：状态输入、报警输入、脉冲累积输入、事件顺序记录(SOE)、模拟量输入/输出、开关控制输出和可编程控制(PLC)，可以完成诸如自动发电控制(AGC)、自动电压控制(AVC)、变压器分接头调整等特殊应用功能。
    GR90®RTU具有如下特点：

  • 超过70种规约，支持多种主站及IED和RTU之间的信息交换； 多主站通信的多数据库管理；完整的可编程控制，出色的就地自动控制功能； 具有故障切换的双CPU冗余结构；软件I/O点组态和设置； 每块主板支持多达7个通讯口，可作为主站、当地SCADA及IED设备通信用； 支持用户C语言编程自己的运用程序，修改方便； 可作数据集中器，并能同其它相邻的RTU及IED设备通讯； 支持交流采样I/O模板。

    基于GR90®RTU的AVC控制系统直接共享RTU的实时数据和其强大的内部处理能力，从而保证AVC调节过程中数据的同步性和一致性。调整过程中直接使用RTU数据，数据没有时间延迟，没有转换过程中的精度损失，能够准确判断系统扰动、振荡等情况，不存在因RTU通信中断导致AVC失效的可能性。通过使用GR90-ACU智能交流采样模块，提高了采样值的精确度和可靠性，还可以直接判断系统内的电压振荡。