关于某电厂AVC指标异常分析与无功分配策略的优化调整_任虎.pdf

关于某电厂 指标异常分析与无功分配策略的优化调整任虎，卫蒲龙（晋能孝义煤电有限公司，山西 孝义 ）摘要：针对机组 指标异常下降情况进行分析，仿真验证其为无功分配方式不合理引起，在机组低负荷运行工况 调节闭锁，装置采用等功率因数无功分配策略，导致机组正常调节的分配无功偏少，出现指标不合格情况，需通过优化无功分配策略实现更好的适应性。当前火电机组承担电网负荷调谷角色已成常态，机组运行工况越来越复杂，通过 无功分配策略的及时调整，可以更好地应对电网对机组的运行调整要求，避免 指标考核。关键词：；调节合格率；无功分配策略中图分类号：，（，）：，：；收稿日期：作者简介：任虎（），硕士研究生，研究方向为继电保护设备检修工作；卫蒲龙（），研究方向为电厂热控及自动化设备检修工作。基本情况自动电压控制（）系统可实现电力系统无功功率的优化和补偿，是电力系统安全经济运行的一个重要支撑。系统根据电网调度下发的全厂母线电压目标值，实时监视电网无功电压，根据现场实际设定的无功功率分配原则，通过在线优化计算实现最优闭环控制，最终使全厂母线电压达到电网调度下发的目标值。某电厂、机组在某年月并网运行。查询国网调度计划平台（）发现机组月的 调节合格率为 ，低于电网“两个细则”的要求值。进一步查询 平台数据，当年月日月 日，除 闭锁调节时段外，该机组参与调节的 小时调节合格率均达到 ，而在当年月 日月 日，该机组 小时调节合格率出现不同程度的下降，在参与调节过程中有 合格率下降，最低值仅为 ，如图所示。图 月 日 日机组 小时调节合格率电工技术系统解决方案指标异常排查及分析该、机组由上海电气集团股份有限公司生产，为 型汽轮发电机，采用自并励静止励磁系统。励磁调节器为国电南瑞 型数字式自动励磁调节器。系统为南瑞科技 型 系统。该电厂 控制方式为调度远方电压定值下达方式，发电厂侧通信数据处理平台同时接收主站的母线电压指令（或无功指令）和远动终端采集的实时数据，然后通过现场通信网络发送至 自动电压控制装置，后台对机组的各种参数和约束条件进行分析，得出该厂站所需增减的无功值后，按预设的分配策略计算分配，下达至参与调节运行 机 组，所 对 应 机 组 进 行 无 功 功 率 的 闭 环 自 动调节。系统电压取自 母和 母。调度中心 主站每隔规定时间间隔对该电厂机组下发母线电压指令，同时发送电压参考值、电压目标值两个量值作为目标值，两个值必须同时满足均小于或者均大于当前电压值的前提下才能作为有效调节目标值，其余指令均为无效调节指令。主站认为当前电压为合格电压时，一般会发送一个平调指令，即参考值和目标值为同一个数值，则电压保持当前值，不需要调节。在调节过程中，在规定时间内，若目标电压与实际电压差值大于调节死区，则视为不合格。系统原理框图如图所示。图无功控制系统构成针对机组 小时调节合格率异常情况，调取厂级 监控后台历史数据，选取该年月 日时分时分时间段数据（采集频率为次 ，共计 个数据点）进行初步分析。根据机组所在电网 主站设定要求，主站每 下发次母线电压目标值，下发目标值 后每 （、）采集个母线电压实测值，若个测值中有个与下发的目标值偏差大于 ，则判断为不合格。比对 主站目标电压指令值与 母线实际电压值，按照所在电网 电压调节合格规则要求，发现该年月 日时分时 分、时 分时 分共计 个点调节偏差大于 ，目标电压与实际电压最大差值达到 ，计算合格率为，与 平台数据相符，排除了 设备问题造成指标异常的可能。进一步比对现场机组工况，发现该年月 日月 日机组由于所在区域电网负荷调谷所需，持续天维持 （达到 调节闭锁值）低负荷运行，不参与 调节。而在该年月日 时，机组应电网要求停机后，机组单机正常运行，参与调节的 小时调节合格率重新达到 。结合现场实际情况，初步得出结论：该厂站 控制方式为电力调度远方下发 上母线电压值，、机组均将该值作为调节目标，但机组长期处于低负荷特殊工况，现场 装置的无功分配策略无法满足特殊工况所需，未能对目标总无功进行合理有效分配，机组因 闭锁不计入指标统计，反而造成该时段机组无功调节不到位，母线电压调节合格率异常的情况出现。闭锁调节及全厂 无功分配策略 闭锁调节安全约束 系统独 立 采 集 现 场台 机 组 的 机 端 电 压、定子电流、厂用电母线电压、机组的有功和无功等重要遥测量作为闭 锁 条 件，保 证 数 据 准 确、系 统 安 全。上位机在电压跟踪调节过程中实时判断当前无功目标是否越限，若越限则闭锁调节，否则向励磁发出增减磁脉冲。结合机组所在区域电网电压水平、曲线、机组进相运行试验数据设定。该厂、机组 整定值见表。表、机组 整定值序号项目整定值上位机最大步长，母线电压死区，判断与主站通信中断时间 无功分配方式等功率因数越闭锁限值及励磁保护定值后动作方式闭锁母线调节速率 下位机死区，下位机调节步长，下位机每轮控制间隔时间，允许信号消失，下位机退出是 发电机出口断开，子站自动退出是 母线电压高限闭锁 母线电压低限闭锁 机组定子电压高限闭锁 机组定子电压低限闭锁 机组定子电流高限闭锁 机组转子电流高限闭锁 机组转子电流低限闭锁 机组有功功率高限闭锁无 机组有功功率低限闭锁 机组无功功率高限闭锁 机组无功功率低限闭锁 机组厂用电压高限闭锁 机组厂用电压低限闭锁 系统解决方案电工技术 等功率因数法为实现电力系统无功功率优化和补偿过程中的最优闭环控制，上位机可根据母线电压目标计算全厂无功增量，再结合当前的全厂无功量得到全厂目标无功量，最后将全厂目标无功量按装置所设分配原则分配给电站所有参与 调节机组的下位机。等功率因数法多适用于无功调节能力强、安全裕度高的电 厂 机 组，可 实 现 机 组 稳 定 经 济 运 行，目 前 已 成 为 无功分配的常用方法，调节目标是保证各机组的功率因数相同。其基本算式为：（）具体计算方法如下。（）判断是否越全厂总无功上下限，若越限则取限值，再结合当前总有功，计算全厂目标功率因数 。（）（）（）对于具体机组，结合机组有功和算出的功率因数，计算指定机组的无功目标值，。，（）根据“目标总无功当前无功增量上一时刻总无功”计算方式，调取厂级 监控后台历史数据，以该年月 日时分数据为基础数据计算可得该年月 日时分的全厂目标总无功 （）。按照等功率因数算法，、机组无功分配计算值（）与厂用 监控后台、机 组 无 功 目 标 值（）接近，可以确定现场机组 调节闭锁后，上位机仍按照等功率因数算法对全厂总无功进行分配。进一步比对，机组实际无功值与目标无功值差距较大（），机组实际无功值与目标无功值差距很小（），在调节误差允许范围内，具体数据见表。表 月 日时机组指标计算表月 日数据 主站目标电压指令 母线上母电压 电压差值 机组有功功率机组有功功率现场台机组实际总无功 无功目标增量 ：月 日数据 目标总无功 机组无功分配计算值（等功率因素方式）机组 装置无功目标值 机组实际的无功功率 机组无功分配计算值（等功率因素方式）机组 装置无功目标值 机组实际无功功率 ：进一步对该年月 日时分时分时间段数据（共 个数据点）进行仿真分析，电压指标、全厂无功指标对比如图所示，机组无功指标对比如图所示。图电压指标、全厂无功指标对比该年月 日时分时分，实际母线电压值与目标电压值在前 内差距大，相应的目标总无功与实际总无功差距较大，最大差距达到 。机组因低负荷 调节脉冲被闭锁，无调节作用，现场 设备按照等功率因数仍对机组进行无功分配，而实际过程中机组所发无功未能按照目标无功值进行调整，图、机组无功指标对比机组除了无功达到 闭锁值外，其余部分均能按照所分配无功进行调整，从而进一步确定由于机组特殊工况，设备未能调整无功分配方式，造成机组分配无功偏少，出现无功调节不到位、母线电压考核不达标情况。调节无功分配策略的优化针对该厂 出现的异常情况进行研究。调节（下转第 页）电工技术系统解决方案其安装工程量和调试工作量，使后期系统的扩展也更为便利。其中，调光方案在灯具调光驱动故障需要更换时，可直接更换调光驱动，采用“一碰联网”的机制进行系统配置即可正常工作，减少了更换、调试、维护的工作量。可见，采用融合 和 两种通信技术的照明调光系统，其性能和效益还是非常可观的。结语 照明调光系统解决了地铁车站照明调光的功能需求，但在综合成本、实施便利性、运维效率等方面的考虑较少。本文针对地铁车站照明调光场景存在的主要问题，对比分析了主要调光通信技术的优缺点，提出了融合电力载波 与无线 两种通信技术的照明调光方案，并给出了具体的组网方案。基于 组合的照明调光控制系统不但简化了现有地铁车站内照明调光系统的网络架构，还解决了车站内信号穿墙和信号干扰的问题。同时经过分析，该方案的工程实施的技术性能及经济效益都较优，具有一定的推广应用价值，是地铁车站照明调光系统的又一种参考方案。参考文献 马超城市隧道智能照明控制系统应用研讨建筑电气，（）：白永生灯光控制系统介绍及设计思路建筑电气，（）：王月华城市轨道交通智能照明系统设计城市轨道交通研究，（）：詹占岚深圳城市轨道交通照明系统的标准化照明工程学报，（）：刘雨微 基于地铁车站的智能照明系统研究与设计优化北京：北京建筑大学，彭俊杰基于 总线的照明控制系统的应用 以国内某科技公司的智能照明系统产品为例 光源与照明，（）：李小娣 基于电力线载波通信的调光控制系统研究 能源与环保，（）：倪晴 系统中交直流谐波分析长沙：湖南大学，商洪亮 载波调光技术及其在照明工程中的应用 现代建筑电气，（）：，周华妹 基于 的隧道照明智能控制系统研究与实现测控技术，（）：曾思胜 基于无线传输技术的智能校园照明控制系统的设计 广州：华南理工大学，夏吉基于 组网技术的智能照明控制系统的研究与优化 合肥：合肥工业大学，张莉 和 通信干扰问题的研究电子测试，（）：，田国瑞基于 技术的智能路灯控制系统的设计北京：北京石油化工学院，袁孟林基于蓝牙 无线组网技术的智能照明系统的设计与实现济南：山东大学，王晓晖基于 的社区照明系统的设计与实现青岛：青岛大学，张乐基于 技术的物联网智能路灯管理系统福州：福州大学，杜旭东直流配电网电能质量扰动检测与识别长沙：湖南大学，（上接第 页）过程中的无功分配策略除了等功率因数法外，还有无功容量比例法、相似裕度法等算法。为此，结合台机组 满负荷运行前所做的涉网试验，台机组无功功率高限闭锁均为 ，以该年月 日时分数据为基础数据，计算得该年月 日时分的全厂目标总无功 （）。针对全厂目标无功值，按照以上无功分配算法进行分配比对，具体见表。表不同无功分配算法对比无功分配策略机组无功分配计算值 机组无功分配计算值 等功率因数法 无功容量比例法 相似裕度法 经过数据比对可知，相似裕度法无功分配策略会分配更多的无功给机组，优于等功率因数无功分配策略，而无功容量比例法则会分配更少的无功功率给机组，会造成调节效果更差。为此，针对台运行机组，单台机组出现长期低负荷特殊工况使 长期闭锁时，需及时手动调整无功分配方式。结语本文对机组的 调节合格率异常下降情况进行了分析，仿真验证台机组 指标调节合格率存在相互影响关系。在电站 电压目标调节的同一性条件下，单台机组长期极端工况暴露出现场 后台装置内部所设无功分配策略难以满足现场母线电压调节所需。若电站部分机组长期出现 闭锁，则可申请退出，并将无功分配算法由等功率因数算法切换为相似裕度法，以保证所有无功调节量都在其他正常机组上。当 闭锁机组恢复正常时，可申请投入 ，重新将无功功率分配方式更换为等功率因数分配算法。参考文献 单鹏珠，俞鸿飞，朱辰，等 浙江电网水电厂 功能设计及其应用 水电自动化与大坝监测，（）：，翟玥 电厂 调节合格率低原因分析及对策 电工技术，（）：系统解决方案电工技术