自动化高压母线电压的控制与策略
自动电压控制(AVC)系统控制策略的研究与应用 苏勇
自动电压控制（A VC）系统控制策略的研究与应用苏勇发表时间：2017-11-17T10:22:38.720Z 来源：《电力设备》2017年第21期作者：苏勇韩梁许靖[导读] 摘要：A VC是一项先进的系统控制技术，是电网电压无功控制发展的最新成果。
本文在分析A VC基本原理以及A VC设计实现的基础上，分析探讨A VC控制策略。
（国网山东即墨供电公司山东即墨 266200）摘要：AVC是一项先进的系统控制技术，是电网电压无功控制发展的最新成果。
本文在分析AVC基本原理以及AVC设计实现的基础上，分析探讨AVC控制策略。
关键词：自动电压控制AVC；无功电压引言目前我国的无功电压自动控制主要有两种模式，一种是基于变电站的AVQC分散式控匍系统，另一种是基于调度中心自动化系统遥控、遥调的集中式控制系统。
不论是哪一种控制模式其基本控制策略都是一致的，当无功补偿不能满足上级或本级关口功率因数要求时，AVC系统进行计算，给出方案投切容量适当的无功电容器补偿装置，对功率因数进行校正以便功率因数达到基本考核指标。
随着无功负荷的变化，再次出现关口功率因数越限时计算再投切相应的电容器，一旦检查电容器容量不合适，就判定为系统无可投或可切容量。
1.AVC原理介绍发电机无功出力与机端电压受其励磁电流的影响，当励磁电压发生改变时，发电机的无功出力与机端电压也随之增减。
励磁电流的改变则是通过调整励磁调节器的给定值来实现的。
中调AVC主站每隔一段时间对网内具备条件的发电机组下发一个无功目标指令，发电厂侧通讯数据处理平台同时接收主站的无功指令和远动终端采集的实时数据，经过综合运算处理后，将数据通过现场通讯网络发送至YC-2008无功自动调控装置。
YC-2008装置经过计算，并综合考虑系统及设备故障以及AVR各种限制，闭锁条件后，给出当前运行方式下，在发电机能力范围内的调节方案，然后想励磁调节器发出控制信号，通过增减励磁调节器给定值来改变发电机励磁电流，进而调节发电机无功出力，使其机组无功和母线电压维持在中调下达的母线电压指令或（无功指令）附近。
高压电器设备自动化控制及调试要点
高压电器设备自动化控制及调试要点摘要：改革后，在我国社会快速发展下，电力行业得到进一步的提升。
近年来，为了保证高压电器设备自动化控制及调试的准确性，介绍了高压电器设备自动化控制的基本原理及高压电器设备的调试技术，分析了高压电器设备的自动化控制及调试要点:做好自动化控制及调试前的准备，科学调试继电保护装置，加强对安全距离的控制，保证材料质量，做好检修与保养及其他安全措施，以确保高压电器设备安全、稳定的运行。
关键词：高压电气设备;自动化控制;调试引言近年来，随着我国工业转型升级的加速进行，各行业中应用的高压电器设备迅速增多，对提高生产效率和质量有非常重要的作用，但在实际应用中，难免会出现一些问题。
规避这些问题，有效调试高压电器设备，并将自动化控制技术有效应用其中，对电气行业而言也有着非常重要的理论和现实意义。
1研究背景高压电气设备状态分析。
高压电器设备状态可以被划分为三种：正常状态、异常状态和故障状态。
正常状态代表设备无任何缺陷，异常状态缺陷会随着设备运转而发生运转，如果是故障状态，设备的相关指标和性能运转逐步下降，并且设备也不能维持正常运转。
因此为了保证高压电器正常运转需要保证设备处于正常状态下，并且还需杜绝故障状态。
2高压电器设备的调试要点2.1做好自动化控制及调试前的准备为了保证高压电器设备自动化控制及调试的准确性，需做好全面的准备工作。
通过会检图纸确定设计高压电器设备的主要目的，准确把握自动化控制与调试工作的特点，根据实际情况，针对设备运行过程中可能出现的问题，科学合理地制定具体的解决方案，以保障高压电器设备自动化控制及调试工作的有序进行。
要严格审查图件、机械工艺等内容，防止出现设备安装不顺利或系统接口不匹配等情况，保障高压电器设备的稳定运行。
做好高压电器设备自动控制与调试前的检查:①高压电器设备进入调试区后，检查该区域的显眼位置是否设有警示标志。
②检查高压电器设备的每一个组件，保证各个组件都正处于正常的工作状态，一旦出现操作不稳定或失败等情况，需立即停止试验，待问题解决后再继续试验。
高压电器设备的自动化控制原理及电气调试技术
高压电器设备的自动化控制原理及电气调试技术自动化控制是指通过一系列的自动化设备和控制系统，实现对高压电器设备的自动化操作和控制。
它可以提高生产效率，减少人工操作，降低劳动强度，提高工作环境的安全性。
下面将介绍高压电器设备的自动化控制原理及电气调试技术。
1. 自动化控制原理高压电器设备的自动化控制原理包括输入信号的采集、信号处理、逻辑运算和输出信号的控制四个步骤。
（1）输入信号的采集：通过传感器等设备采集高压电器设备的状态信号，如温度、湿度、电流等。
（2）信号处理：将采集到的信号进行处理，主要包括滤波、放大、放大、线性化等。
（3）逻辑运算：根据处理后的信号进行逻辑运算，判断设备的工作状态和条件是否满足要求。
（4）输出信号的控制：根据逻辑运算的结果，控制输出信号，通过执行元件控制设备的运行状态。
2. 电气调试技术电气调试技术是指在自动化控制系统中，通过检查和调整电气设备，使其达到预定的技术指标。
电气调试技术的主要内容包括以下几个方面：（1）电气设备的接线调试：包括对电源、控制元件、执行元件等进行接线调试，确保电气设备的正常连接和工作。
（2）信号的检测和调整：通过检测各种输入输出信号的大小和稳定性，调整信号的大小和灵敏度，确保信号的准确性和可靠性。
（3）控制回路的调试：调试控制回路的参数，如比例系数、积分时间、微分时间等，使其满足工作要求。
（4）故障排除：对于出现的故障进行分析和排除，找出故障的原因，修复和恢复设备的正常运行。
高压电器设备的自动化控制原理是通过采集、处理、运算和控制实现对设备的自动化操作；电气调试技术是通过调试接线、信号、控制回路和故障排除等步骤，使设备达到预定的技术指标。
高压电器设备的自动化控制原理及电气调试技术
高压电器设备的自动化控制原理及电气调试技术高压电器设备的自动化控制原理是指利用自动化技术和控制原理对高压电器设备进行自动化控制的方式。
其目的是提高高压电器设备的安全性、稳定性和智能化水平，减少人为操作的干预和错误带来的风险，提高生产效率和产品质量。
1. 信号采集和处理阶段：通过传感器、测量仪表等设备采集高压电器设备的各种工艺参数和运行状态信号，并将其转化为电信号，通过放大、滤波、调节等处理后，送至控制系统。
2. 控制策略和逻辑决策阶段：根据高压电器设备的工艺要求和控制目标，设计和编写相应的控制策略和逻辑决策程序，包括PID控制、模糊控制、遗传算法等。
3. 控制执行和操作阶段：将控制策略和逻辑决策的结果转化为控制信号，通过执行机构如电机、阀门等实现对高压电器设备的控制。
4. 监测和调整阶段：通过传感器和测量仪表对高压电器设备的工艺参数和运行状态进行实时监测，根据反馈信号对控制策略和逻辑决策进行调整和优化。
高压电器设备的电气调试技术是指在高压电器设备的自动化控制系统中，对电气部分进行调试和优化的技术。
其目的是保证高压电器设备的自动化控制系统能够正常工作，达到预期的控制效果。
电气调试技术主要包括以下几个方面：1. 硬件接线调试：对高压电器设备的各种传感器、执行机构和控制器进行正确的接线和连接，确保电气信号的传递和接收正常。
2. 控制逻辑编程和调试：根据控制策略和逻辑决策的要求，对控制系统进行编程和调试，确保控制策略和逻辑决策能够正常运行。
3. 仪表检测和校准：对高压电器设备的测量仪表进行检测和校准，确保其准确度和稳定性，提高控制系统的精度和可靠性。
4. 信号采集和处理调试：对高压电器设备的信号采集和处理系统进行调试，确保采集到的信号准确可靠，并进行合适的处理和转换。
5. 故障排除和维护：在电气调试过程中发现和解决各种电气故障和问题，确保高压电器设备的正常运行和长期稳定性。
发电厂自动电压控制系统(AVC)的应用分析
发电厂自动电压控制系统（AVC）的应用分析文摘:随着自动化技术的快速发展，电力部门也采用了自动化电力生产设备，能够满足人民的用电需求。
伴随着超高电压的产生，电压不仅是电网质量的标准之一，同时也是实现高质量用电安全的重要方面。
所以，自动电压控制系统就成为了电力部门控制电压的重要设备。
关键词:电厂；自动化实施；自动电压控制系统自动电压控制（Auto Voltage Control）是指利用计算机系统、通信网络和可调控设备，根据电网实时运行工况在线计算控制策略，自动闭环控制无功和电压调节设备，以实现合理的无功、电压分布。
1原有的电压管理模式及存在弊端传统发电厂的电压考核管理方式主要是调度中心按照用电高峰、低谷等不同时段来控制电压范围，按照不同季度下达电压指标，电厂则根据曲线的需求实行二十四小时监控，实现电压输出，进而维持电压在规定的范围内，这种管理方式在当初获得了很好的效果，但是随着社会经济的变化，电网结构也发生了很大变化，这种电压管理方式的很多问题也被暴露出来，影响了电力企业的发展。
具体的问题如下：一是供电参考的电压曲线是在离线的情况下确定的，不能够真实地反映出电网实时状态，那么根据离线曲线来调整电压则会造成很多问题，甚至出现安全隐患。
二是电压设备运行人员并不能够实时地监控电压情况，而且调整是由人工完成的，强度比较大，而且人的主观判断和实际需要还存在着差异，调整的时候也不能够做到准确无误。
三是电厂之间无功调节对电压的影响很大，调节的时候容易造成结果出入，导致电网输出不经济。
这些问题的存在都会对电网的安全运行造成威胁，甚至对电网造成损害。
2 发电厂自动电压调控的实现原理电压自动控制系统主要就是从全局的角度出发，对电网无功电压以及无功功率进行控制，进而实现电厂的电压和功率的自动化调节。
该系统每隔五分钟就会对电网内部的机组下发调整命令，电厂的中控单元则会根据电压的调整量计算出无功功率的目标值，进而实现合理化分配电机组的目标，通过对各种约束条件的分析，计算出脉冲的控制区域并把指令发到该系统的终端上，执行终端输出的信号，进而实现自动调节电网的无功功率以及电压，能够保证电压满足电网供电输出的需要。
《中国南方电网自动电压控制(AVC)技术规范(2010年版)》等三项标准
5.5.4
a)能够实现全网分层分区的有效协调，实现网调、省调、直调电厂、枢纽变电站和地区AVC等各级电压控制之间的协调控制；
b)能够实现发电机无功出力调整和电容器/电抗器投切之间的协调控制；
c)能对全网及根据自动分区结果按区域进行无功电压优化计算，且单个区域的优化失败不影响其它区域优化计算的进行；
c)可依据电压曲线进行无功电压控制决策，使得母线电压运行在曲线带宽范围内。
5.5
能根据电网的实时状态进行控制策略计算，并实现控制策略的闭环控制，所给出的控制策略符合无功分层分区就地平衡的原则，并能支持分时段控制策略。
5.5.1
网省AVC应满足枢纽母线电压合格、控制设备满足安全限值等约束条件，尽可能实现无功分层分区平衡，减少全系统网损：
2.
下列文件中的条款通过本规范的引用而构成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。
SD 325-89电力系统电压和无功电力技术导则
c)具备自动生成具有抽象共性的模型、数据以及画面的建模功能；
d)能够按照规则自动生成电压考核点和功率因数考核点，并可人工修改；
e)支持定义分时段主变无功（功率因数）、母线电压的运行限值；
f)具备离线建立AVC控制模型的功能，建模过程不影响AVC的实时控制，具备控制模型、控制参数的校核功能，确保模型和参数的逻辑正确性，禁止将校核不通过的模型与参数发布到AVC实时控制应用中；
e)对于所有监视信息可以按控制区域进行分区显示；
变电站综合自动化与智能变电站应用技术章节习题及答案
第1章变电站综合自动化系统的基础知识习题答案1.什么是变电站综合自动化？答：变电站综合自动化是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。
变电站综合自动化系统具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。
2.变电站综合自动化系统有哪些基本功能？答：变电站综合自动化系统的基本功能主要有微机保护、安全自动控制、远动监控、通信管理。
3.简述变电站层的组成。
答：变电站层一般主要由操作员工作站（监控主机）、五防主机、远动主站及工程师工作站组成。
4.RCS-9600综合自动化系统有哪几部份组成？答：RCS-9600综合自动化系统从整体上分为三层，即变电站层、通信层和间隔层，硬件主要由保护测控单元、通信控制单元及后台监控系统组成。
5.RCS-9600后台监控系统具有哪些特点？答：RCS-9600后台监控系统用于综合自动化变电站的计算机监视、管理和控制或用于集控中心对无人值班变电站进行远方监控。
RCS-9600后台监控系统通过测控装置、微机保护以及变电站内其他微机化设备（IED）采集和处理变电站运行的各种数据，对变电站运行参数自动监视，按照运行人员的控制命令和预先设定的控制条件对变电站进行控制，为变电站运行维护人员提供变电站运行监视所需要的各种功能，减轻运行维护人员的劳动强度，提高变电站运行的稳定性和可靠性。
6.RCS-9600系列保护测控单元完成的主要功能有哪些？答：RCS-9600系列保护测控单元作为变电站综合自动化系统一个基本部分，以变电站基本元件为对象，完成数据采集、保护和控制等功能。
概括地说，其完成的主要功能有：模拟量数据采集、转换与计算，开关量数据采集、滤波，继电保护，自动控制功能，事件顺序记录，控制输出，对时，数据通信。
7.RCS-9600综合自动化系统中实时采集的数据包括哪些类型？答：实时数据采集包括：1遥测。
地区电网变电站10kV母线电压越限问题及治理
CAIXUN 财讯－135－地区电网变电站10kV 母线电压越限问题及治理□ 国网保定供电公司调度控制中心 赵 凯 周锦哲 / 文地区电网变电站电压越限问题普遍存在，电压质量问题直接关系到变电站设备运行及对用户的正常供电。
本文针对变电站出现的10kV 母线电压越限问题，深入挖据自动电压控制（AVC ）系统历史运行数据，不断优化AVC 控制策略，与设备运维部门建立无功电压设备缺陷闭环管控机制，从技术措施和管理手段两方面入手，最大限度了提升10kV 母线电压质量，取得了显著成效。
变电站 母线原因分析（1）A VC 策略原因，急需优化调整。
D5000的A VC 系统控制策略基于限值调整，存在部分情况下的调节不及时和个别设备的超调问题。
由于控制策略原因，可能出现电压瞬时越限、设备闭锁调压、存在调压矛盾等情况，如人工监控不到位，很难满足电压质量要求。
（2）设备质量原因。
因变电站设备质量参次不齐，有载调压装置、无功补偿设备等遗留缺陷过多，A VC 无法自动调压，靠人工监视手动调整无法满足要求，只能通过运维人员现场调压，电压质量很难保证。
（3）改造资金紧缺。
提升电压合格率的根本解决办法是提升设备运行水平，但由于农网、主网设备缺陷过多，部分设备厂家已倒闭，集中整治带来的资金问题制约着指标的提升空间。
解决对策（1）优化A VC 系统控制策略 第一，电压瞬时越限问题。
因负荷变化过快、A VC 动过滞后等原因，现实中常出现某时段电压瞬时越限的现象。
针对以上情况，可详细划分控制时段，对某重点时段设定特殊控制限值。
可在负荷快速增长前调高前一特定时段电压最低限值，在负荷快速下降前降低前一特定时段电压最高限值，有效避免负荷增长过快而导致的设备闭锁调压，确保A VC 提前动作，满足电压正常范围运行水平。
第二，动作次数达到设定限值而导致设备闭锁问题。
通过日分析，及时掌握变电站的主变分接头、电容器动作情况，对于日动作次数达到或接近限值的主变、电容器逐个分析原因，及时优化放宽电压限值，减少动作次数。
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0引言
目前如何实现电力系统中的无功功率及电压自动控制成
为一项意义重大的研究课题。
站在电网系统无功优化运作的层面来说，将全网电压控制在规定的范围内，实现全网最低线损，是一种最理想的状态。
现今关于发电机无功对高压母线电压实施的控制，一般都是值班人员按照系统调度的要求进行人工调节。
本文研究的是如何促使发电机电压无功调度尽快实现自动化，而对高压母线电压进行控制就属于此研究范围。
1控制原理
按照系统提供的高压母线电压大小以及机组的实际运作
情况，计算获取高压母线内的总无功量，接着参考相关分配方案，科学配置到各个机组，并将机端电压相关设定值计算出来，对机端电压以及机组无功出力进行有效调节，以维持母线电压在合格范围内，在进行计算时要综合分析机组的各种荷载限制。
2控制过程中应考虑的各种因素
在控制过程中，要结合发电机相应极限指标进行考虑，以
使发电机在规定标准内正常工作运行。
根据本地区相应母线电压或者是别的地区传输来的电压目标值，要对各台机组的电压调整量以及无功进行控制，以确保高压母线电压处在控制目标死区中。
2.1
自动励磁调节器电压调差
关于发电机，对其自动励磁调节器进行测试，调整各模块的外特性斜率趋于一致，以使并列工作的所有发电机组根据其自身容量提供无功功率给系统，确保无功功率科学配置于各机组内，与此同时，关于发电机不管其在投入还是在退出运行的过程中，都可以将无功负荷稳定转移出去，而避免出现冲击。
因为发电机外特性调差系数上存在区别，可将其特性曲线分为3种，图1是其示意图，其中δ＞0表示正调差系数，它的外特性呈现下倾趋势，也就是说，端电压会由于无功电流量上升反而会下降；而δ＝0表示无差特性，意味着无功电流对端电压没有任何影响，电压保持不变；δ＜0表示负调差系数，它的特性呈现上翘趋势，意味着发电机端电压会由于无功电流量上升而随之上升。
各种调差特性应该在相应的电网运行环境中使用。
通过调节调差特性，可以获取各种调差系数。
关于大规模发电机的变压器单元接线，通过对发电机升压后与高压母线上的变压器结合起来同时运作，就高压母线电压来说，发电机的调差系数依然是正，以使无功功率合理配置于各单元内。
由于变压器漏抗上的发电机无功电流出现压降情况后，发电机关于其端电压呈现出向上倾斜的调节特性，也就是δ＜0。
这个部位的负调差系数基本功能是对升压变压器发生压降后给予及时补充，以确保发电机对高压母线电压方面的调节特性不会出现大幅度下倾。
比如某发电机机组，对其2#机组实施了动态实验。
将调差系数设计为－2.5%。
如果发电机以U 0为其电压设定值，可以通过AVR 系统调节，
由于机组要进行一个调差环节，其具体电压变化就是ΔU 0／U 0、
U 0以及U 之间的范围，也就是ΔU 。
所以，在对机端电压处的设定值进行计算时，要结合该因素进行考虑。
2.2
主要的限制条件
由于机端电压存在一定的制约，其制约条件同样影响着无功输出。
结合设备绝缘要求进行考虑，要确保机端电压合理，既不可以超出最大允许值，也不可以在最小允许值之下。
若机端电压低于允许值，也许会导致部分异步电动机停止运作，进而阻碍机组正常运行；如果机端电压低于允许值，有可能会导致发电机出现静态失稳现象。
要对机组最小以及最大无功功率进行同步考虑，明确厂用电以及定子电流方面的限制等。
比如某发电机，其2#机组具有1000kW 大小的额定容量，机端电压控制在（0.96～1.04）U e 范围内；若有功达到1000kW 时，其相应的无功限值就是－40～190Mvar ；此外，定子电流不能超过11327A 。
2.3
明确偏差值
控制过程开展的所有测量工作，都有可能导致量测偏差，进而对控制精度带来不利影响。
如果量测偏差过大，可能无法达到控制效果，严重时可能引起机端电压越限。
3控制策略
无功功率输出会直接影响到母线电压值的大小，相同的发
电机母线上有时候会有多台机组，通常通过升压变压器与相同母线进行连接的发电机，可以通过机端电压体现出其无功功率输出的裕度以及大小。
各发电机组内的配置基本上可以根据功率因数进行分配，与此同时还要判断机端电压的合理性，此外还应结合发电机功角的裕度进行考虑。
从实践运行经验可以得
出，对发电机无功进行自动控制的过程中，要使每台机组都维持一个合理的机端电压值，并确保大体一致的调整裕度，这是
自动化高压母线电压的控制研究与策略
张炜炜
（巴里坤同和矿业有限公司，新疆哈密839200）
摘要：详细介绍了自动电压控制系统的基本原理，并从实用的角度分析了运用该系统实现电压自动化控制所采取的主要控制策
略，同时对影响电压自动化控制过程的各种因素进行了探讨，并以某机组动态实验为例对其结果展开分析，该控制系统对实现电压的自动化控制具有重要的实际意义。
关键词：高压母线电压；基本原理；控制研究；策略
图1发电机的调差特性
U r
δ＜0δ＝0δ＞0
I r
I r －n
20
很关键的。
本文建议选择下面策略：高压母线的电压如果没有超出系统提供的目标值，则所有机组发电机应该提升其无功功率。
关于无功功率的调节，其大小要按照机组发电机的具体无功裕量实施分配。
若高压母线的电压超出了系统提供的目标值，则各机组发电机应该降低其无功功率，其具体降低值也要按照机组发电机的实际无功裕量实施分配。
同时要调整这一机组发电机的具体无功出力，这样的话，已经达到无功功率上下
限的那些发电机在接到限制无功出力的相关信号后，可对其无功功率进行有效控制，以确保其在规定的范围内。
4对动态实验进行分析
某发电机共有2台1000kW机组，下面对2#机组实施动态实验并对其结果展开分析。
图2是其具体示意图，高压母线具有220kV大小的额定电压，现今的电压值大小是228.8kV，而系统提供的电压大小为230kV，此外控制死区设计为±0.5kV。
调节其中1台机组，剩下的1台机组要在AQR方式下进行运作。
通过对2#机组实施调整，高压母线的电压可以快速接近目标电压，达到控制死区范围内停止。
由实验可以看出，2#机组可以动态响应系统给出的指令。
动态实验全面分析了测量偏差以及机组调差系数等各方面的因素。
5结语
目前超高压电网以及大机组日益增多，电压作为一项衡量电网电能质量的指标，其同时也是促使大电网经济以及安全运
行的关键因素。
对于自动电压无功调控系统也就是AVC系统，其使母线电压的人工调整成功转变为自动调控，这样既能通过科学配置无功确保无功储备以及系统电压处于一个较高水平上，促使电网以及机组的运行过程更加安全可靠，又能大大增加电压的合格率。
［参考文献］
［１］刘志成，尹项根，张哲，等．并联运行电动机短路故障仿真及保护对策［Ｊ］．电力自动化设备，２００７（４）
［２］滕晓辉，冯尚庆，朱建胜．地区电网ＡＶＣ系统应用分析及改进建议［Ｊ］．电缆电容器与无功补偿，２０１１（３２）
收稿日期：2012－08－17
作者简介：张炜炜（1986—），女，山东德州人，助理工程师，研究方向：煤矿机电。
图2220kV电压变化曲线示意图
230.50
230.00
229.50
229.00
228.50
228.00
12345678
实时电压
目标电压
时间／10s
电
压
／
k
V
Dianqigongcheng yu Zidonghua◆电气工程与自动化
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机电信息2012年第33期总第351期。