CN104426149A - 一种用于发电厂的自动电压控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于两个不同电压电网中一个电网电压需要自动调节，另外一个电网电压不需要自动调节的发电厂自动电压控制方法及系统，涉及自动电压控制技术领域。本发明通过设置第一机组的有功功率闭锁约束门槛值和闭锁约束软开关，将第一机组的机组参数纳入调控第二机组电压的限制条件，能够避免第二机组进行无功调节时，对第一机组造成无功波动，保证第一机组稳定运行。

Description

一种用于发电厂的自动电压控制方法及系统

技术领域

本发明涉及自动电压控制技术领域，更具体地说，涉及一种用于发电厂自动电压控制（Automatic voltage control，AVC）方法及系统。

背景技术

大型电站通常包括至少两个发电机组，以下称为第一机组和第二机组，可能存在分别接入两个不同电压等级的电网，同时给两个电网提供电力。第一机组的母线和第二机组的母线之间通常通过联络变压器相连，根据一般城市的电网自动电压控制系统技术规范，大型核电站的自动电压控制应通过装设自动电压控制装置来实现。

由于电网系统结构问题，可能存在两个电网之间电压调控方式不同，一个电网电压需要自动电压调节，另外一个电网电压不需要自动电压调节。以下以第二机组接入的电网需要自动电压调节，第一机组接入的电网不需要自动电压调节为例说明此类电站自动电压控制的方法和配置系统。此类电站的自动电压控制系统仅给第二机组加装下位机，对第二机组进行调控达到控制第二机组的母线电压的目的，而没有对第一机组的母线进行自动电压控制。这种方案存在问题较多，在调控的过程中，由于第一机组的母线与第二机组的母线之间是通过联络变压器相连的，调节第二机组的母线电压时很可能通过联络变压器影响到第一机组的母线电压。在实践经验中，由于第一机组和第二机组之间的电源距离一般较近，这种影响会非常明显。虽然第一机组的母线周围一般也设有变电站对其输出电压进行调节，但是最近的变电站通常也与母线相隔十公里以上的距离，与第二机组和第一机组之间的距离相比较，变电站所起到的对第一机组母线电压的调节作用很小，不足以抵消第二机组的母线电压变化对第一机组的母线电压的影响，从而可能造成第一机组的无功波动，影响第一机组稳定运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于发电厂的自动电压控制方法及系统，解决电站自动电压控制系统在调节第二机组时会对第一机组产生影响，造成第一机组的无功波动，影响第一机组稳定运行的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种用于发电厂的自动电压控制方法，所述发电厂包括第一机组和第二机组，所述第一机组和所述第二机组分别通过第一母线和第二母线接入不同电压等级的电网，所述第一母线和第二母线之间通过联络变压器相连，其中第一电网不需要自动电压控制，第二电网需要自动电压控制；所述发电厂还包括自动电压控制系统，所述自动电压控制系统包括上位机、与所述上位机建立光纤通信的第二机组下位机和与所述第二机组下位机建立有调节控制回路的励磁调节器，所述自动电压控制系统内部还设置有AVC软件装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、设置所述第一机组的机组有功功率的闭锁约束门槛值，并在所述AVC软件装置的操作界面中设置用于开启或关闭第一机组闭锁约束的软开关；

S2、将所述自动电压控制系统投入运行，并判断所述联络变压器的开关状态；当所述联络变压器的开关均联通时，将所述软开关置于投入状态，启动第一机组闭锁约束，然后执行步骤S3；当所述联络变压器的开关均断开时，将所述软开关置于断开状态，关闭第一机组闭锁约束，并将所述第一机组的机组参数从用于调控第二机组电压的限制条件中解除；

S3、判断第一机组的机组有功功率是否大于或等于所述机组有功功率的闭锁约束门槛值；当所述机组有功功率大于或等于所述机组有功功率的闭锁约束门槛值时，将第一机组的机组参数纳入用于调控第二机组电压的限制条件，并执行步骤S4；当所述机组有功功率小于闭锁约束门槛值时，将所述第一机组的机组参数从用于调控第二机组电压的限制条件中解除；

S4、判断所述第一机组的机组参数是否超过预定的闭锁限制值，若所述第一机组的机组参数超过所述闭锁限制值，则所述自动电压控制系统将第一机组的母线与第二机组的母线隔离，闭锁调控第二机组的母线电压；若所述第一机组的机组参数没有超过所述闭锁限制值，则所述自动电压控制系统按照常规方式调控第二机组的母线电压。

在本发明所述的一种用于发电厂的自动电压控制的方法中，所述机组有功功率的闭锁约束门槛值为第一机组额定功率的70％～80％。

在本发明所述的一种用于发电厂的自动电压控制方法中，所述第一机组的机组参数包括机组有功功率、机组无功功率、机端电压、机端电流和厂用电压。

在本发明所述的一种用于发电厂的自动电压控制方法中，所述步骤S4中的闭锁限制值包括为所述机组参数设置的，用于触发自动电压控制系统进入不同闭锁状态的高闭锁值和低闭锁值。

在本发明所述的一种用于发电厂的自动电压控制方法中，所述步骤S4中，当第一机组的机组参数中至少有一个参数高于其高闭锁值或低于其低闭锁值时，判断第一机组的机组参数超过所述闭锁限制值。

在本发明所述的一种用于发电厂的自动电压控制方法中，步骤S4具体包括：

当第一机组的任一机组参数超过高闭锁值时，所述上位机报増磁闭锁，闭锁所述AVC系统，并向所述第二机组下位机发送控制信息，控制励磁调节器向上调节；

当第一机组的任一机组参数超过低闭锁值时，所述上位机报减磁闭锁，闭锁所述AVC系统，并向所述第二机组下位机发送控制信息，控制励磁调节器向下调节；

当第一机组的机组参数同时超过高闭锁值和低闭锁值时，所述上位机同时报增、减磁闭锁，闭锁所述AVC系统，并向所述第二机组下位机发送控制信息，控制励磁调节器双向调节。

本发明还提供一种用于发电厂的自动电压控制系统，包括一个上位机、与所述上位机建立光纤通信的第二机组下位机和与所述第二机组下位机建立有调节控制回路的励磁调节器，所述系统内部还设置有AVC软件装置，所述AVC软件装置的操作界面中设置有一个闭锁约束的软开关，用于开启或关闭第一机组闭锁约束；所述AVC软件装置的内部包括：

存储模块，用于存储设置的发电厂的第一机组的机组有功功率的闭锁约束门槛值；

第一判断单元，用于判断第一机组的机组有功功率是否大于或等于所述机组有功功率的闭锁约束门槛值；当所述机组有功功率大于或等于所述机组有功功率的闭锁约束门槛值时，将第一机组的机组参数纳入用于调控第二机组电压的限制条件；当所述机组有功功率小于闭锁约束门槛值时，将所述第一机组的机组参数从用于调控第二机组电压的限制条件中解除；

第二判断单元，用于判断所述第一机组的机组参数是否超过预定的闭锁限制值，若所述第一机组的机组参数超过所述闭锁限制值，则所述自动电压控制系统将第一机组的母线与第二机组的母线隔离，闭锁调控第二机组的母线电压；若所述第一机组的机组参数没有超过所述闭锁限制值，则所述自动电压控制系统按照常规方式调控第二机组的母线电压。

实施本发明的一种用于发电厂的自动电压控制方法及系统，具有以下有益效果：本发明中，通过设置第一机组的有功功率闭锁约束门槛值和闭锁约束软开关，将第一机组的机组参数纳入调控第二机组电压的限制条件，能够避免第二机组进行无功调节时，对第一机组造成无功波动，保证第一机组稳定运行。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有的电站机组一次接线拓扑图；

图2是本发明较佳实施例的用于发电厂的自动电压控制系统的结构图；

图3是本发明中AVC软件装置内部结构框图；

图4是本发明较佳实施例的用于发电厂的自动电压控制方法的流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1是某电站机组一次接线拓扑图。参见图1所示，一现有的大型电站包括两个2×1000MW的发电机组，第一机组通过400KV母线接入一个城市的电网，第二机组通过500KV母线接入另一个城市的电网，且400KV母线和500KV母线之间通过两个联络变压器相连。由于该电站的电网系统结构特殊，第二机组接入的电网需要自动电压调节，第一机组接入的电网不需要自动电压调节，该电站的AVC系统仅给第二机组加装下位机，对第二机组进行调控达到控制500KV母线电压的目的，而没有对400KV母线进行自动电压控制，这种方案存在的问题是第二机组调节500KV母线电压时势必通过联络变压器影响到第一机组，造成第一机组的无功波动，从而影响第一机组稳定运行。

图2是本发明用于发电厂的自动电压控制系统。如图2所示，该系统包括一个上位机、与上位机建立光纤通信的第二机组下位机和与第二机组下位机建立有调节控制回路的励磁调节器，该系统内还设置有一个AVC软件装置，AVC软件装置的操作界面中设置有一个闭锁约束的软开关，用于开启或关闭第一机组闭锁约束。如图3所示，AVC软件装置内部包括：存储模块，用于存储设置的发电厂的第一机组的机组有功功率的闭锁约束门槛值；第一判断单元，用于判断第一机组的机组有功功率是否大于或等于机组有功功率的闭锁约束门槛值；当机组有功功率大于或等于机组有功功率的闭锁约束门槛值时，将第一机组的机组参数纳入用于调控第二机组电压的限制条件，并执行步骤S4；当机组有功功率小于闭锁约束门槛值时，将第一机组的机组参数从用于调控第二机组电压的限制条件中解除；第二判断单元，用于判断所述第一机组的机组参数是否超过预定的闭锁限制值，若所述第一机组的机组参数超过所述闭锁限制值，则所述自动电压控制系统将第一机组的母线与第二机组的母线隔离，闭锁调控第二机组的母线电压；若所述第一机组的机组参数没有超过所述闭锁限制值，则所述自动电压控制系统按照常规方式调控第二机组的母线电压。

图4是本发明用于发电厂的自动电压控制的方法的流程图。本发明中提供的一种用于发电厂的自动电压控制方法，该方法适用于上述图1所示机组接线结构的发电场发电厂，该方法通过设置第一机组的有功功率闭锁约束门槛值和闭锁约束软开关，将第一机组的机组参数纳入调控第二机组电压的限制条件，能够避免第二机组进行无功调节时，对第一机组造成无功波动，保证第一机组稳定运行，参见图4所示，具体包括以下步骤：

S1：AVC系统投入运行前，预先设置第一机组的机组有功功率的闭锁约束门槛值，并在AVC软件装置的操作界面中设置一个用于开启或关闭第一机组闭锁约束的软开关。

这里需要说明的是，本发明中第一机组的机组有功功率的闭锁约束门槛值是第一机组额定功率的70％～80％。

S2：将AVC系统投入运行，并判断所述联络变压器的开关状态；当所述联络变压器的开关均联通时，将所述软开关置于投入状态，启动第一机组闭锁约束，然后执行步骤S3；当所述联络变压器的开关均断开时，将所述软开关置于断开状态，关闭第一机组闭锁约束，并将所述第一机组的机组参数从用于调控第二机组电压的限制条件中解除。

这里需要说明的是，在本发明中判断联络变压器的开关状态和闭锁约束软开关处于导通或断开状态都是需要在工作人员的操作下来完成的。

S3：判断第一机组的机组有功功率是否大于或等于所述机组有功功率的闭锁约束门槛值；当所述机组有功功率大于或等于所述机组有功功率的闭锁约束门槛值时，将第一机组的机组参数纳入用于调控第二机组电压的限制条件，并执行步骤S4；当所述机组有功功率小于闭锁约束门槛值时，将所述第一机组的机组参数从用于调控第二机组电压的限制条件中解除。

这里需要说明的是，在本发明中第一机组的机组参数包括机组有功功率、机组无功功率、机端电压、机端电流和厂用电压。

S4：判断所述第一机组的机组参数是否超过预定的闭锁限制值，若所述第一机组的机组参数超过所述闭锁限制值，则所述自动电压控制系统将第一机组的母线与第二机组的母线隔离，闭锁调控第二机组的母线电压；若所述第一机组的机组参数没有超过所述闭锁限制值，则所述自动电压控制系统按照常规方式调控第二机组的母线电压。

这里需要说明的是，在本发明中闭锁限制值包括为机组参数设置的，用于触发自动电压控制系统进入不同闭锁状态的高闭锁值和低闭锁值，当第一机组中至少有一个机组参数高于其高闭锁值或低于其低闭锁值时，判断为第一机组参数超过闭锁限制值。当第一机组的任一机组参数超过高闭锁值时，AVC系统的上位机报増磁闭锁，闭锁AVC系统，并向第二机组下位机发送控制信息，控制励磁调节器向上调节；当第一机组的任一机组参数超过低闭锁值时，AVC系统的上位机报减磁闭锁，闭锁AVC系统，并向第二机组下位机发送控制信息，控制励磁调节器向下调节；当第一机组的机组参数同时超过高闭锁值和低闭锁值时，AVC系统的上位机同时报增、减磁闭锁，闭锁AVC系统，并向第二机组下位机发送控制信息，控制励磁调节器双向调节。

由此，本发明提供的一种发电厂自动电压控制的方法及系统，通过设置第一机组的有功功率闭锁约束门槛值和闭锁约束软开关，将第一机组的机组参数纳入调控第二机组电压的限制条件，避免了第二机组进行无功调节时，对第一机组造成无功波动，保证了第一机组的稳定运行。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种用于发电厂的自动电压控制方法，所述发电厂包括第一机组和第二机组，所述第一机组和所述第二机组分别通过第一母线和第二母线接入不同电压等级的电网，所述第一母线和第二母线之间通过联络变压器相连，其中第一电网不需要自动电压控制，第二电网需要自动电压控制；所述发电厂还包括自动电压控制系统，所述自动电压控制系统包括上位机、与所述上位机建立光纤通信的第二机组下位机和与所述第二机组下位机建立有调节控制回路的励磁调节器，所述自动电压控制系统内部还设置有AVC软件装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、设置所述第一机组的机组有功功率的闭锁约束门槛值，并在所述AVC软件装置的操作界面中设置用于开启或关闭第一机组闭锁约束的软开关；

S2、将所述自动电压控制系统投入运行，并判断所述联络变压器的开关状态；当所述联络变压器的开关均联通时，将所述软开关置于投入状态，启动第一机组闭锁约束，然后执行步骤S3；当所述联络变压器的开关均断开时，将所述软开关置于断开状态，关闭第一机组闭锁约束，并将所述第一机组的机组参数从用于调控第二机组电压的限制条件中解除；

S3、判断第一机组的机组有功功率是否大于或等于所述机组有功功率的闭锁约束门槛值；当所述机组有功功率大于或等于所述机组有功功率的闭锁约束门槛值时，将第一机组的机组参数纳入用于调控第二机组电压的限制条件，并执行步骤S4；当所述机组有功功率小于闭锁约束门槛值时，将所述第一机组的机组参数从用于调控第二机组电压的限制条件中解除；

S4、判断所述第一机组的机组参数是否超过预定的闭锁限制值，若所述第一机组的机组参数超过所述闭锁限制值，则所述自动电压控制系统将第一机组的母线与第二机组的母线隔离，闭锁调控第二机组的母线电压；若所述第一机组的机组参数没有超过所述闭锁限制值，则所述自动电压控制系统按照常规方式调控第二机组的母线电压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机组有功功率的闭锁约束门槛值为第一机组额定功率的70％～80％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中第一机组的机组参数包括机组有功功率、机组无功功率、机端电压、机端电流和厂用电压。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中的闭锁限制值包括为所述机组参数设置的，用于触发自动电压控制系统进入不同闭锁状态的高闭锁值和低闭锁值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，当第一机组的机组参数中至少有一个参数高于其高闭锁值或低于其低闭锁值时，判断第一机组的机组参数超过所述闭锁限制值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下子步骤：

当第一机组的任一机组参数超过高闭锁值时，所述自动电压控制系统的上位机报増磁闭锁，闭锁所述AVC系统，并向所述第二机组下位机发送控制信息，控制励磁调节器向上调节；

当第一机组的任一机组参数超过低闭锁值时，所述自动电压控制系统上位机报减磁闭锁，闭锁所述AVC系统，并向所述第二机组下位机发送控制信息，控制励磁调节器向下调节；

当第一机组的机组参数同时超过高闭锁值和低闭锁值时，所述自动电压控制系统上位机同时报增、减磁闭锁，闭锁所述AVC系统，并向所述第二机组下位机发送控制信息，控制励磁调节器双向调节。

7.一种用于发电厂的自动电压控制系统，所述发电厂包括第一机组和第二机组，所述第一机组和所述第二机组分别通过第一母线和第二母线接入不同电压等级的电网，所述第一母线和第二母线之间通过联络变压器相连，其中第一电网不需要自动电压控制，第二电网需要自动电压控制，所述发电厂包括所述自动电压控制系统，所述自动电压控制系统包括一个上位机、与所述上位机建立光纤通信的第二机组下位机和与所述第二机组下位机建立有调节控制回路的励磁调节器，所述系统内部还设置有AVC软件装置，其特征在于，所述AVC软件装置的操作界面中设置有用于开启或关闭第一机组闭锁约束的软开关；

所述AVC软件装置内部包括：

存储模块，用于存储设置的发电厂的第一机组的机组有功功率的闭锁约束门槛值；

第一判断单元，判断第一机组的机组有功功率是否大于或等于所述机组有功功率的闭锁约束门槛值；当所述机组有功功率大于或等于所述机组有功功率的闭锁约束门槛值时，将第一机组的机组参数纳入用于调控第二机组电压的限制条件，并执行步骤S4；当所述机组有功功率小于闭锁约束门槛值时，将所述第一机组的机组参数从用于调控第二机组电压的限制条件中解除；

第二判断单元，用于判断所述第一机组的机组参数是否超过预定的闭锁限制值，若所述第一机组的机组参数超过所述闭锁限制值，则所述自动电压控制系统将第一机组的母线与第二机组的母线隔离，闭锁调控第二机组的母线电压；若所述第一机组的机组参数没有超过所述闭锁限制值，则所述自动电压控制系统按照常规方式调控第二机组的母线电压。