基于dcs系统硬件平台的avc功能设计

《基于dcs系统硬件平台的avc功能设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于DCS系统硬件平台的AVC功能设计狄振锋1马伯乐2王文卓2（1.北车风电有限公司济南250101；2.国电南瑞科技股份有限公司南京211106）摘要：自动电压控制（AVC）的基木原则是控制无功的“分层分区，就地平衡”。针对国网公司在换流站中加装大功率调相机参与换流失败时对电网无功的补偿，AVC功能需基于分散控制系统（DCS＞釆集的电网实时运行数据，根据电力系统人工智能的发展趋势，全面深入细化的定义和设计AVC功能块，在确保安全稳定运行的前提下，对调相机无功输出、换流站可投切无功补偿装置（SVC/S

2、VG）等无功电源设备进行在线优化闭环控制，从而保证电网电压质量合格，实现无功分层分区平衡。关键词：自动电压控制；无功补偿；大功率调相机0引言调相机是运行于不带机械负载的电动机状态，只向电力系统提供无功功率的同步电机，乂称同步补偿机。换流站加装大功率调相机的主要用途是在系统大扰动时为系统提供动态无功支撑，规划设计时不纳入静态无功平衡系统下。系统稳定情况下，调相机运行应保证有较大的无功调节裕度，当系统发生故障时，调相机应能根据升压变高压侧母线电压变化情况快速调节其无功输出。这一功能的实现，应建立在DCS系

3、统的硬件平台上，DCS系统通过内部交流采样模件采集实时电压电流数据，一旦静态无功补偿装置故障切出，DCS系统则立即发出增减磁信号给励磁设备，从而调节调相机无功输出，形成闭环控制。1控制模式基于DCS系统硬件平台的AVC功能采用协调控制模式，需满足两点要求：第一，站内电压控制由DCS系统中的AVC功能实现，即由DCS系统中相应的采样模件采集交流电压和电流数据，根据控制闭环从而实现电压调节和控制的功能；第二，电压控制要具备决策功能，通过协调控制换流站内的无功补偿设备（例如SVC、SVG等），给出各无功设备

4、的控制指令，其S标是将中枢母线电压控制在设定值上，保证分区内母线电压合格和无功储备充足，控制周期可由用户根据需要自行设置。2控制建模自动电压控制（AVC）的模型首先应允许用户自行设定一定周期内中枢母线电压的默认目标曲线，然后对于参与控制的母线电压，用户可设定多条默认的电压0标曲线，一旦第一S标曲线的电压控制失败，DCS系统中的AVC功能模件将自动顺次采用设定的默认曲线值给励磁系统发增减磁的脉冲信号，从而进行机端电压控制。此外，AVC功能的建模应具备采用和修改所奋参与控制的母线电压上下限的功能，所有限值

5、以曲线方式描述，可满足全天高峰、低谷、平峰不同吋段的电压控制，以及不同季节不同负荷水平的电压控制等要求；同时AVC功能的建模还应具有采用和修改所有无功电源设备的调节范围、动作次数、动作吋间间隔、无功上下限等参数、无功储备和关U功率因数等约束数据的功能。3数据监视与控制3.1实吋数据处理基于DCS系统硬件平台的AVC功能应具备对AVC控制相关的实时数据进行处理的功能，首先能准确判别和屏蔽明显的故障遥测和遥信数据，其次能综合考虑采集的多个周期的数据，滤除数据突变和高频的电压和无功波动，并对冲击负荷进行滤波

6、和处理。除主测点外，AVC功能模件还应从其它冗余量测点获得一个或多个后备量测值，一旦主测点无效吋，程序自动选用后备量测值。最后，AVC功能模件应可以对明显不合理的无功电压数据进行报警。3.2运行监视在运行过程中，AVC功能应能实时统计和监视无功补偿设备的无功备用，并根据需求调整备用，必要吋可以按照无功补偿设备的投入或切出情况分别统计。当各分区的无功备用无法满足无功补偿需求是，AVC功能模件要及吋发出告警。3.3控制决策在运行监视之后，AVC功能则进入控制决策步骤，0标是将中枢母线电压和重要支线的无功数

7、值控制在设定区域内，保证分区内电压合格，满足分区内无功裕度约束，减小电网传输损耗，满足全天高峰、低谷等不冋吋段的无功电压控制要求，满足不同季节不同负荷水平的无功电压控制要求。AVC功能块应支持分散控制和集中控制两种模式，在分散控制模式下，AVC功能块通过接U传输给换流站AVC子站的控制策略为变电站母线电压或主变关口无功的设定目标值或调整量；在集中控制模式下，AVC功能块可根据电厂或电站当前的电压和无功信息，直接生成遥控遥调指令，控制手段包括无功补偿设备的投切、调相机的无功输出控制等，同时保证现场设备安

8、全，实行站内无功补偿设备的循环投切，从而避免无功补偿设备投切振荡。当电网电压超出设定限值吋，AVC功能应优先对调整代价最小的电压进行校正控制，并可在线修改中枢母线电压和支线无功的设定值曲线，对控制决策进行人工干预。另外，基于超短期负荷预测功能，AVC功能应实现无功电压的预先调节，以满足负荷陡增或陡降阶段的调压需要。在控制策略计算失败的情况下，AVC功能块位提供相应的后备措施（简化的启发式算法或人工经验策略），保证控制指令不间断下发。在电网出现事故或异常，