关于1000MW机组AVC调整异常的分析

关于1000MW机组AVC调整异常的分析

顾玉田赵强

（铜山华润电力有限公司江苏徐州221000）

摘要：自动电压控制（AVC）是指对全网无功电压状态进行集中监视和分析计算，从全局的角度对广域分散的电网无功装置进行协调优化控制，它不仅可以实现对无功电压的自动调节，而且具有一定的优化功能，是保持系统电压稳定、提升电网电压品质和整个系统经济运行水平、提高无功电压管理水平的重要技术手段。本文对1000MW发电机组一次较为隐蔽的AVC调整异常问题进行了分析探讨解决，希望能给发电机组的AVC监视调整提供参考。

关键词：1000MW；自动电压控制；AVC；异常；无功

1.系统概述

自动电压控制（AutomaticVoltageControl，简称AVC）是指对全网无功电压状态进行集中监视和分析计算，从全局的角度对广域分散的电网无功装置进行协调优化控制，它不仅可以实现对无功电压的自动调节，而且具有一定的优化功能，是保持系统电压稳定、提升电网电压品质和整个系统经济运行水平、提高无功电压管理水平的重要技术手段。所以AVC调节的精确性对发电机、电网的安全、优质和经济运行有着重要的意义。

我厂#5、#6机组为1000MW燃煤发电机组，机组AVC装置采用上海惠安系统控制有限公司生产的PowerAVC3000自动电压控制系统。该系统为RTU一套装置，上位机安装在网控RTU柜内，下位机分别安装在#5、6机继电保护小室内RTU柜内。PowerAVC3000自动电压控制系统采用GR90RTU同步测控装置加载AVC程序，根据各种运行方式，自适应跟踪调整，协调控制各台发电机的无功功率进而实现对变压器出口母线电压的控制。配合华东网调EMS主站D5000实现对电网的无功优化，减少线损，提高电能质量。

1.AVC装置的运行监视

AVC装置是发电机电压的自动调节装置，其输出控制动作于发电机的无功调节装置即发电机的励磁系统，在机组启动后，机组负荷大于500MW即向调度申请投入AVC的运行。AVC在投入后，主要监视手段有三个方面：

1）AVC的投退状态监视。

在DCS的发变组画面中，设置有AVC的投退状态，通过AVC的投退状态监视确认AVC装置是否已经正常投入运行，同时画面中有AVC异常状态报警，如果系统发生异常报警灯会显示红色并发出声光报警。

2）机组的无功与发电机出口电压的参数监视。

正常在DCS的发变组系统画面中，监视发电机出口的系统电压在515KV~525KV范围，低于515KV或者高于525KV则属于系统电压超限，会受到电网对系统电压参数的考核。而通过监视无功的参数变化，可以观察出AVC投入情况下无功的调节情况，通常情况下，AVC装置会控制系统的电压在合格的范围，如果接近515KV，则会自动增加发电机无功，提高发电机出口系统电压，反之则会减少发电机无功以降低发电机出口系统电压。励磁系统增减无功动作时，机组SOE报警中会发“AVC增励磁”或“AVC减励磁”动作报警信号。

3）SCADA系统的AVC运行状态图。

如图2-1所示，在SCADA系统中，可以查询到机组AVC的投退状态、电压调整状态、异常报警状态、增减磁闭锁状态等情况。由于SCADA系统未接入DCS系统，所以正常监盘无法实时监视此画面，只在系统参数出现一些异常现象时才会进行SCADA系统的AVC状态检查确认。

图2-1AVC运行状态

2.机组AVC调整异常问题

根据我们日常对#5、#6机组系统电压及无功的正常监视，在一段时期内发现了#5、#6机组的无功电压存在一定的差异性，两台机组的出线均是500KV，接入电网后两台机组的电压与无功情况在机组工况接近的情况下调整状态应该也是比较接近的，而实际上在运行中出现了以下三个方面的差异。

1）如图3-1，#6机组的AVC调整幅度、范围与#5机存在较大差异，#6机组的无功全天波动范围幅度较小。#5机组无功全天可在30~280MVar范围波动，波动幅度达250MVar左右；而#6机组无功全天波动范围只有162~190MVar，波动幅度只有28MVar左右。

图3-1#5、#6机组无功曲线

2）#6机组进相运行次数偏多，多次出现在同工况下，#5机组无功220MVar左右，而#6机组无功却降低到了-30MVar左右，即发电机进入了进相运行的方式，而发电机进相运行一般是电网无功比较充裕、系统电压偏高的情况下才会出现的特殊运行方式，此运行方式需要向调度汇报运行情况，并且机组需要进行特殊监视及参数记录。

3）#6机组SOE报警中发“AVC增励磁”或“AVC减励磁”动作报警的次数偏少。正常在运行监视中，增减励磁的报警信号是经常触发的报警，因为系统的电压调节是比较频繁的，但据#6机组监盘人员反映几乎很少见到这两个报警，查报警历史确认#6机的增减励磁报警已很久未触发。

3.机组AVC调整异常问题的原因排查

根据以上的发电的#6机组AVC的异常现象，我们对两台机组的AVC差异问题进行了排查。

首先，确认两台机组DCS中的AVC投退状态均为“投入”。然后查SCADA系统中，两台机组的AVC状态图，发现两台机组的AVC状态均投入正常，无异常报警。

而在SCADA系统中，通过查AVC的系统曲线图，发现了异常的现象，如图4-1、图4-2。

图4-1#5机组AVC系统曲线

图4-2#6机组AVC系统曲线

在图4-1中可以看到，#5机组AVC调节中，#5机组实际无功与目标无功是匹配的，实际无功跟随目标无功动作，全天不同时间段的无功调整范围有明显不同。

而在图4-2中，#6机组AVC调节中，#6机组的目标无功有锯齿状的图形，在目标无功变动后，机组的实际无功并没有跟踪到目标无功的值，而是保持了原状。所以通过两图的比较，初步判断#6机组的无功跟踪上可能出现了问题。随后我们进行了试验，申请解除#6机组AVC后，进行手动的无功调整，发现机组无功在手动调节方式下，发电机的无功可以正常的增减，无异常问题。

联系公司通信专业人员对AVC装置进行了检查，结合现象的分析，检查推断AVC下位机的RTU辅助电源可能故障，引起AVC装置增减励磁动作无法执行，遂对#6机组的下位机RTU电源进行了更换。在RTU电源更换后，#6机组的AVC调整情况恢复到了正常状态，机组无功可以实现对无功指令的正常跟踪调节。

4.机组AVC调整异常的影响分析

AVC的调整异常，对机组最直接的影响就是造成发电机的出口系统电压由于得不到及时有效的调整，引起机组电压的超限，造成电网对公司的考核。现在机组的电压不合格考核细则如下：

1）99.5%≤月电压合格率（或AVC装置运行投入率）＜100%，每月考核2万元；

2）99.0%≤月电压合格率（或AVC装置运行投入率）＜99.5%，每月考核6万元；

3）98.5%≤月电压合格率（或AVC装置运行投入率）＜99.0%，每月考核10万元；

4）月电压合格率（或AVC装置运行投入率）＜98.5%，每月考核15万元；

5）未经调度许可擅自退出AVC运行，每次考核1万元。

根据查AVC系统曲线，发现#6机组的AVC保持这样的故障状态持续有较长的时间，统计这段时间内机组电压考核的情况：#5机组发生电压不合格考核点数：3个；#6机组发生电压不合格考核点数：16个。根据考核细则估算，#6机组的电压考核费用会比#5机组多出十多万元，对机组的经济效益会产生明显的影响。

结束语

AVC装置是发电机电压实现自动化调节的重要设备，对机组、电网的电压控制有着重要的作用，而通过此次机组AVC调整异常的分析，发现机组的AVC的监视不能只停留在状态与报警上，对AVC的参数跟踪情况也需要进行关注与监视。同时，通过机组参数比对发现问题的方法对此次问题的解决起到了重要作用，这也契合了现在机组开展对标管理的意义。希望通过此文，能对发电机组的安全生产、性能提升提供帮助。

参考文献：

[1]曹树宇《AVC系统电压调节异常的分析与防范》，《化工管理》，2017（14）：228-229

[2]张宪宝《500kV线路AVC系统电压调节异常的分析与防范》，《电力安全技术》，2014，16（12）：18-20

作者简介：

顾玉田铜山华润电力有限公司发电部值长助理

赵强铜山华润电力有限公司发电部集控巡检