C hinaX iv合作期刊 1 引言 定值、全厂有功功率设定值，遥控量有机组开机、 停机，增励磁、减励磁。 电压是电能质量的重要指标，电压偏差大会给 用电设备带来较大的危害甚至影响到电网的安全。 2.2AVC设定方式 电网规模越来越大，对电压的要求也越来越高，电 发电机无功功率、机端电压与励磁电流有关， 压的控制方式不再能满足电网安全、可靠的要求。 当励磁电流变化时，发电机的无功功率和机端电压 自动电压控制(Automatic Voltage Control,.AVC) 也相应变化，进而影响母线电压，通过励磁系统的 是以系统中各条母线电压合格为约束条件，以电网 励磁调节器可以增减励磁电流，最终调节和改变母 功率损耗最小为目标，进行无功-电压优化，并向 线电压，因此，AVC可以选择电厂母线电压或无功 设备下发控制命令的调节过程。 功率作为设定值来调节、控制，AVC的设定方式有 水电厂AVC是按照预定的条件和要求自动控制 无功功率设定和母线电压设定。 电厂母线电压或全厂无功功率，通过调节电厂的无 (1)无功功率方式。AVC调度端主站或子站电 功功率使得母线电压稳定在可靠的区间，根据母线 厂监控系统可直接将无功功率设定在电厂AVC系统 电压设定值及当前值得出电压偏差或无功功率偏差， 中，设定值为全厂无功功率减去未参加AVC的机组 按照调压系数计算出需要调节的无功功率值，在满 无功值，在其他参加AVC的机组间分配，即 足电厂及机组的安全条件下，以预定的控制策略调 CAVC =OSET -OAVC (1) 节机组的无功功率，使电厂母线电压符合电网的要 求，提高电力系统的稳定性。水电厂AVC控制策略 式中，QAvc为全厂无功分配值；Qsr为全厂无功设 有AVC设定方式、控制模式、无功分配策略、安全 定值；OAvC为不参加AVC机组无功值。 m 策略及注意事项，还包括系统状况、变压器运行方 (2)母线电压方式。AVC主站或电厂监控系统 式、机组振动区等多个策略，最后提出AVC在调节 可直接将母线电压设定在AVC系统中，设定值为电 d 滞后、调节容量、设定区间几方面的优化策略。 厂母线电压，母线电压根据调压系数（即电压与无 功功率的关系)设定电压值与当前实际母线电压值 2 AVC控制方式 的差值，差值按照调压系数转换为需要改变的无功 安 功率值，将此无功功率值与当前实际无功值及不参 2.1水电厂AVC系统结构 加AVC机组无功值计算后分配到参加AVC的机组， 图1为水电厂AVC系统结构图，包括调度端主 母线电压设定为大部分AVC电厂的设定方式，母线 站、厂站端子站监控系统、机组现地控制单元、机 电压设定还分为曲线方式和定值方式，当设定为曲 组励磁系统、发电机组等。调度端主站通过远动通 线方式时，设置AVC的运行区间，即母线电压的上 信与厂站端子站监控系统传输四遥数据，即遥测、 限、下限范围，AVC实时检测母线电压是否在设定 遥信、遥控、遥调，厂站端子站监控系统向调度端 值范围内，当母线电压超过设定的上限、下限时， 主站上传的遥测量有机组有功功率、无功功率、母 AVC即进行调节控制；当母线电压设定为定值方式 线电压等，遥信量有机组出口断路器状态、机组及 时，AVC根据设定值进行分配，AVC死区按照不同 全厂AVC状态、机组各刀开关状态等；调度端主站 电网或机组容量设置，当全厂母线电压实际值超过 向厂站端子站监控系统下发的遥调量为母线电压设 死区时，AVC按照设定值与实际值的差值分配，当 全厂母线电压实际值与设定值在死区内时，AVC不 机组现地控制单元 机组励磁系统 做分配。调压系数计算式为 调 远动 机组现地控制单元 →机组励磁系统 度端 通信 Qave=QAcT+AVKVNOR-OAvC (2) 站 控系 式中，QAvc为全厂无功分配值；QAcr为当前实发无 功值；△V为实际母线电压与设定电压值偏差；KOR 机组现地控制单元 机组励磁系统 为调压系数；OAvC为不参加AVC机组无功值。 图 水电厂AVC系统结构图 2.3控制模式 Fig.1 Structure of AVC system in hydropower station (1)调度端主站模式。电厂AVC调度端主站1 引言 电压是电能质量的重要指标，电压偏差大会给 用电设备带来较大的危害甚至影响到电网的安全。 电网规模越来越大，对电压的要求也越来越高，电 压的控制方式不再能满足电网安全、可靠的要求。 自 动 电 压 控 制（Automatic Voltage Control，AVC） 是以系统中各条母线电压合格为约束条件，以电网 功率损耗最小为目标，进行无功 - 电压优化，并向 设备下发控制命令的调节过程。 水电厂 AVC 是按照预定的条件和要求自动控制 电厂母线电压或全厂无功功率，通过调节电厂的无 功功率使得母线电压稳定在可靠的区间，根据母线 电压设定值及当前值得出电压偏差或无功功率偏差， 按照调压系数计算出需要调节的无功功率值，在满 足电厂及机组的安全条件下，以预定的控制策略调 节机组的无功功率，使电厂母线电压符合电网的要 求，提高电力系统的稳定性。水电厂 AVC 控制策略 有 AVC 设定方式、控制模式、无功分配策略、安全 策略及注意事项，还包括系统状况、变压器运行方 式、机组振动区等多个策略，最后提出 AVC 在调节 滞后、调节容量、设定区间几方面的优化策略。 2 AVC 控制方式 2.1 水电厂 AVC 系统结构 图 1 为水电厂 AVC 系统结构图，包括调度端主 站、厂站端子站监控系统、机组现地控制单元、机 组励磁系统、发电机组等。调度端主站通过远动通 信与厂站端子站监控系统传输四遥数据，即遥测、 遥信、遥控、遥调，厂站端子站监控系统向调度端 主站上传的遥测量有机组有功功率、无功功率、母 线电压等，遥信量有机组出口断路器状态、机组及 全厂 AVC 状态、机组各刀开关状态等；调度端主站 向厂站端子站监控系统下发的遥调量为母线电压设 定值、全厂有功功率设定值，遥控量有机组开机、 停机，增励磁、减励磁。 2.2 AVC 设定方式 发电机无功功率、机端电压与励磁电流有关， 当励磁电流变化时，发电机的无功功率和机端电压 也相应变化，进而影响母线电压，通过励磁系统的 励磁调节器可以增减励磁电流，最终调节和改变母 线电压，因此，AVC 可以选择电厂母线电压或无功 功率作为设定值来调节、控制，AVC 的设定方式有 无功功率设定和母线电压设定。 （1）无功功率方式。AVC 调度端主站或子站电 厂监控系统可直接将无功功率设定在电厂 AVC 系统 中，设定值为全厂无功功率减去未参加 AVC 的机组 无功值，在其他参加 AVC 的机组间分配，即 QAVC = QSET !QAVC （1） 式中，QAVC 为全厂无功分配值；QSET 为全厂无功设 定值； QAVC 为不参加 AVC 机组无功值。 （2）母线电压方式。AVC 主站或电厂监控系统 可直接将母线电压设定在 AVC 系统中，设定值为电 厂母线电压，母线电压根据调压系数（即电压与无 功功率的关系）设定电压值与当前实际母线电压值 的差值，差值按照调压系数转换为需要改变的无功 功率值，将此无功功率值与当前实际无功值及不参 加 AVC 机组无功值计算后分配到参加 AVC 的机组， 母线电压设定为大部分 AVC 电厂的设定方式，母线 电压设定还分为曲线方式和定值方式，当设定为曲 线方式时，设置 AVC 的运行区间，即母线电压的上 限、下限范围，AVC 实时检测母线电压是否在设定 值范围内，当母线电压超过设定的上限、下限时， AVC 即进行调节控制；当母线电压设定为定值方式 时，AVC 根据设定值进行分配，AVC 死区按照不同 电网或机组容量设置，当全厂母线电压实际值超过 死区时，AVC 按照设定值与实际值的差值分配，当 全厂母线电压实际值与设定值在死区内时，AVC 不 做分配。调压系数计算式为 QAVC = QACT + !VKVNOR "QAVC （2） 式中，QAVC 为全厂无功分配值；QACT 为当前实发无 功值；ΔV 为实际母线电压与设定电压值偏差；KVNOR 为调压系数；QAVC 为不参加 AVC 机组无功值。 2.3 控制模式 （1）调度端主站模式。电厂 AVC 调度端主站 图 水电厂 AVC 系统结构图 Fig.1 Structure of AVC system in hydropower station … … 机组现地控制单元 机组现地控制单元 机组现地控制单元 机组励磁系统 机组励磁系统 机组励磁系统 厂 站 端 子 站 监 控 系 统 调 度 端 主 站 远动 通信 chinaXiv:201903.00060v1 ChinaXiv合作期刊