CN104319788A - 一种发电厂无功控制系统及控制方法 - Google Patents

一种发电厂无功控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发电厂无功控制系统，包括自动无功电压控制系统AVC、与各发电机组对应的分散控制系统DCS、与各发电机组对应的励磁调节器AVR，励磁调节器AVR的增磁信号接入点通过分散控制系统DCS的增磁出口两端的第一开关装置与自动无功电压控制系统AVC的增磁出口相连，励磁调节器AVR的减磁信号接入点通过分散控制系统DCS的减磁出口两端的第二开关装置与自动无功电压控制系统AVC的减磁出口相连。本发明解决了因分散控制系统DCS巡检周期长引起的粗调控问题，提高了调控精度，减少了调节次数，保证了小脉冲指令的输出和接收。并且通过对分散控制系统DCS的增磁出口、减磁出口的第一开关装置、第二开关装置的控制，提高了调控安全可靠性。

Description

一种发电厂无功控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及发电厂无功控制技术领域，尤其涉及发电厂无功控制系统及控制方法。
背景技术
目前大部分火力发电、核电、水力发电的发电机组皆已安装自动无功电压控制系统(Automatic Voltage Control，AVC)，如图1所示，在有效保证发电机自身安全和稳定运行的前提下，自动无功电压控制系统AVC经对调度主站下发的电压或无功指令分析计算，按照预设分配策略将增磁或减磁指令脉冲下发至各发电机组即机组1、机组2、……、机组n分别对应的分散控制系统(Distributed Control System，DCS)DCS1、DCS2、……、DCSn，由DCS1、DCS2、……、DCSn将增磁或减磁指令转发至各发电机组的励磁调节器(Automatic Voltage Regulator，AVR)AVR1、AVR2、……、AVRn，通过动态调节各发电机组的励磁调节器的电压给定值改变发电机励磁电流，从而实现发电机组无功自动调控，进而使发电厂的母线电压或总无功出力满足调度的需求。无功调控电气示意图请参见如图2，自动无功电压控制系统AVC的增磁出口和减磁出口分别与各分散控制系统DCS的增磁进口和减磁进口相关联，各分散控制系统DCS的增磁出口和减磁出口分别和各励磁调节器AVR的增磁信号接入点和减磁信号接入点相关联。但是存在以下缺点：由于分散控制系统DCS巡检周期长，分散控制系统DCS无法捕捉自动无功电压控制系统AVC发出的较小的增磁或减磁指令脉冲，从而也不能转发较小的增磁或减磁指令脉冲，无法实现精确调节，因此，AVC调节精度无法满足调度指标要求。例如DCS输出最小巡检周期为480ms，所以AVC只有输出增磁或减磁指令脉冲宽度大于480ms才可被DCS捕捉到，而该发电机组的无功计算斜率为50ms/MVar，因此，DCS转发AVC每次增磁或减磁指令脉冲引起发电机组无功变化的最小量为9.6MVar左右，若无功调控精度设置为3MVar，则会引起AVC反复调节而永远达不到调节精度，如果将其调控精度设置为10Mvar，虽然可避免反复调节，但因调控精度低而无法满足调度指标要求。发电机组容量越大，无功计算斜率小，DCS巡检周期与调节精度的矛盾更加突出。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种自动无功控制方法及装置，可以有效提高调控精度，减少调节次数。
本发明提出的一种发电厂无功控制系统，用来调控发电厂中各发电机组输出的无功，该发电厂无功控制系统包括自动无功电压控制系统AVC、与各发电机组对应的分散控制系统DCS、与各发电机组对应的励磁调节器AVR，所述自动无功电压控制系统AVC输出的增磁或减磁指令脉冲经与各发电机组对应的分散控制系统DCS和励磁调节器AVR后分配至各发电机组；所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的两端分别连接所述分散控制系统DCS的增磁进口的两端，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的两端分别连接所述分散控制系统DCS的减磁进口的两端，所述分散控制系统DCS的增磁出口的两端之间连接有第一开关装置，所述分散控制系统DCS的减磁出口的两端之间连接有第二开关装置，其特征在于，所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点通过所述第一开关装置与所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口相连，所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点通过所述第二开关装置与所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口相连。
具体地，所述第一开关装置、第二开关装置为继电器。
具体地，所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点通过所述第一开关装置与所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口相连包括两种连接方式：所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第一端经所述第一开关装置与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第二端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第二端与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第一端相连；或者，所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第一端与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第一端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第二端经所述第一开关装置与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第二端相连。
具体地，所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点通过所述第二开关装置与所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口相连包括两种连接方式：所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第一端与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第二端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第二端经所述第二开关装置与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第一端相连；或者，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第一端经所述第二开关装置与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第一端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第二端与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第二端相连。
本发明还提供了一种应用于上面所述发电厂无功控制系统中的分散控制系统DCS。
本发明还提供了一种发电厂无功控制方法，应用于上述的发电厂无功控制系统，所述发电厂无功控制方法包括：闭合所述第一开关装置，将所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点和所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口连通；闭合所述第二开关装置，将所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点和所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口连通。
进一步地，所述发电厂无功控制方法还包括：在闭合所述第一开关装置和闭合所述第二开关装置之前，对该发电厂无功控制系统的运行状态进行判断；当运行状态正常时，闭合所述第一开关装置和闭合所述第二开关装置；否则，控制所述第一开关装置和所述第二开关装置开断。
具体地，所述对该发电厂无功控制系统的运行状态进行判断包括：所述自动无功电压控制系统AVC是否已投入运行、所述自动无功电压控制系统AVC是否运行正常、所述自动无功电压控制系统AVC输出增磁和减磁脉冲指令是否未超出设定值、所述励磁调节器AVR是否运行正常；若均为是，则判断为正常。
相比于现有技术，本发明提供的自动无功控制系统及方法，通过在分散控制系统DCS的增磁出口和励磁调节器AVR的增磁信号接入点之间串联接入自动无功电压控制系统AVC的增磁出口，以及，在分散控制系统DCS的减磁出口和励磁调节器AVR的减磁信号接入点之间串联接入自动无功电压控制系统AVC的减磁出口，解决了因分散控制系统DCS巡检周期长引起的粗调控问题，提高了调控精度，减少了调节次数，保证了小脉冲指令的输出和接收。并且通过对分散控制系统DCS的增磁出口、减磁出口的第一开关装置、第二开关装置的控制，提高了调控安全可靠性。
附图说明
图1为现有的发电厂系统架构示意图；
图2为现有的发电厂无功控制回路的电气示意图；
图3为本发明实施例一提供的发电厂无功控制回路的电气示意图；
图4为本发明实施例二提供的发电厂无功控制回路的电气示意图；
图5为本发明实施例三提供的发电厂无功控制回路的电气示意图；
图6为本发明实施例四提供的发电厂无功控制回路的电气示意图；
图7为本发明实施例提供的发电厂无功控制方法的流程图。
具体实施方式
请参见图1的给出一种发电厂系统架构示意图，用来调控发电厂中各发电机组(机组1、机组2、……、机组n)输出的无功，该发电厂包括自动无功电压控制系统AVC、与各发电机组分别对应的分散控制系统DCS1、DCS2、……、DCSn、以及与各发电机组对应的励磁调节器AVR1、AVR2、……、AVRn。所述自动无功电压控制系统AVC输出的增磁或减磁指令脉冲经与各发电机组对应的分散控制系统DCS1、DCS2、……、DCSn和励磁调节器AVR1、AVR2、……、AVRn后分配至各发电机组。
请参见图3，为本发明实施例一提供的发电厂无功控制回路的电气示意图，发电厂无功控制回路100包括自动无功电压控制系统AVC、分散控制系统DCS、励磁调节器AVR。自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的两端分别连接分散控制系统DCS的增磁进口的两端，自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的两端分别连接分散控制系统DCS的减磁进口的两端，分散控制系统DCS的增磁出口的两端之间连接有第一开关装置J1，分散控制系统DCS的减磁出口的两端之间连接有第二开关装置J2，励磁调节器AVR的增磁信号接入点通过第一开关装置J1与自动无功电压控制系统AVC的增磁出口相连，励磁调节器AVR的减磁信号接入点通过第二开关装置J2与自动无功电压控制系统AVC的减磁出口相连。
具体地，在本发明实施例一中，自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第一端经所述第一开关装置J1与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第二端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第二端与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第一端相连；
所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第一端与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第二端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第二端经所述第二开关装置J2与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第一端相连。
请进一步参见图4，为本发明实施例二提供的发电厂无功控制回路的电气示意图。相比于实施例一中的发电厂无功控制回路100，发电厂无功控制回路200的区别在于，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第一端经所述第二开关装置与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第一端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第二端与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第二端相连。
请进一步参见图5，为本发明实施例三提供的发电厂无功控制回路的电气示意图。发电厂无功控制回路300中，自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第一端与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第一端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第二端经所述第一开关装置与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第二端相连；所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第一端与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第二端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第二端经所述第二开关装置与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第一端相连。
请进一步参见图6，为本发明实施例四提供的发电厂无功控制回路的电气示意图。相比于发电厂无功控制回路300，发电厂无功控制回路400中，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第一端经所述第二开关装置与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第一端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第二端与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第二端相连。
需要说明的是，本发明实施例中，第一开关装置、第二开关装置可以为继电器。
本发明还提供一种分散控制系统，该分散控制系统应用于上述实施例的自动无功控制系统中。
相比于现有技术，本发明实施例提供的自动无功控制系统，通过在分散控制系统DCS的增磁出口和励磁调节器AVR的增磁信号接入点之间串联接入自动无功电压控制系统AVC的增磁出口，以及，在分散控制系统DCS的减磁出口和励磁调节器AVR的减磁信号接入点之间串联接入自动无功电压控制系统AVC的减磁出口，解决了因分散控制系统DCS巡检周期长引起的粗调控问题，提高了调控精度，减少了调节次数，保证了小脉冲指令的输出。
请参见图7，本发明实施例还提供了应用于上述发电厂无功控制系统的无功控制方法，所述发电厂无功控制方法包括，
步骤11：闭合第一开关装置，将所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点和所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口连通；闭合第二开关装置，将所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点和所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口连通。
通过分散控制系统DCS的增磁、减磁出口的第一开关装置、第二开关装置的逻辑控制，增加了系统的安全性、可靠性。
优选地，在闭合所述第一开关装置和所述第二开关装置之前，所述发电厂无功控制方法还包括：
步骤10：对该发电厂无功控制系统的运行状态进行判断；当运行状态正常时，执行步骤11；否则，执行步骤13：控制所述第一开关装置和所述第二开关装置开断。
本发明实施例，在对该发电厂无功控制系统的运行状态进行判断并且运行状态正常时，才闭合第一开关装置以连通励磁调节器AVR的增磁信号接入点和所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口、闭合第二开关装置以连通励磁调节器AVR的减磁信号接入点和所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口，在提高调控精度，减少调节次数的基础上，进一步提高了系统的安全可靠性。
具体地，对该发电厂无功控制系统的运行状态进行判断包括：
判断条件1：所述自动无功电压控制系统AVC是否已投入运行；
判断条件2：所述自动无功电压控制系统AVC是否运行正常；
判断条件3：所述自动无功电压控制系统AVC输出增磁和减磁脉冲是否未超出设定值；
判断条件4：所述励磁调节器AVR是否运行正常；
若上述判断结果均为是，则判断该发电厂无功控制系统的运行状态为正常。
需要说明的是，上述判断条件序号，并不代表判断顺序。本发明实施例的上述判断条件中，任一项不满足，即判断为故障情况，将立即断开第一开关装置和第二开关装置，此时，自动无功电压控制系统AVC的增磁或减磁指令脉冲无法被励磁调节器AVR接收，从而提高了调控的安全性。
综上所述，相比于现有技术，本发明实施例提供的自动无功控制系统及方法，通过在分散控制系统DCS的增磁出口和励磁调节器AVR的增磁信号接入点之间串联接入自动无功电压控制系统AVC的增磁出口，以及，在分散控制系统DCS的减磁出口和励磁调节器AVR的减磁信号接入点之间串联接入自动无功电压控制系统AVC的减磁出口，解决了因分散控制系统DCS巡检周期长引起的粗调控问题，提高了调控精度，减少了调节次数，保证了小脉冲指令的输出和接收。并且通过对分散控制系统DCS的增磁、减磁出口的第一开关装置、第二开关装置的控制，提高了调控安全可靠性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发电厂无功控制系统，用来调控发电厂中各发电机组输出的无功，该发电厂无功控制系统包括自动无功电压控制系统AVC、与各发电机组对应的分散控制系统DCS、与各发电机组对应的励磁调节器AVR，所述自动无功电压控制系统AVC输出的增磁或减磁指令脉冲经与各发电机组对应的分散控制系统DCS和励磁调节器AVR后分配至各发电机组；所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的两端分别连接所述分散控制系统DCS的增磁进口的两端，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的两端分别连接所述分散控制系统DCS的减磁进口的两端，所述分散控制系统DCS的增磁出口的两端之间连接有第一开关装置，所述分散控制系统DCS的减磁出口的两端之间连接有第二开关装置，其特征在于，所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点通过所述第一开关装置与所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口相连，所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点通过所述第二开关装置与所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口相连。
2.根据权利要求1所述发电厂无功控制系统，其特征在于，所述第一开关装置、第二开关装置为继电器。
3.根据权利要求2所述发电厂无功控制系统，其特征在于，所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第一端经所述第一开关装置与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第二端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第二端与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第一端相连；所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第一端与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第二端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第二端经所述第二开关装置与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第一端相连。
4.根据权利要求2所述发电厂无功控制系统，其特征在于，所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第一端经所述第一开关装置与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第二端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第二端与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第一端相连；所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第一端经所述第二开关装置与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第一端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第二端与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第二端相连。
5.根据权利要求2所述发电厂无功控制系统，其特征在于，所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第一端与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第一端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第二端经所述第一开关装置与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第二端相连；所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第一端与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第二端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第二端经所述第二开关装置与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第一端相连。
6.根据权利要求2所述发电厂无功控制系统，其特征在于，所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第一端与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第一端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口的第二端经所述第一开关装置与所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点的第二端相连；所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第一端经所述第二开关装置与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第一端相连，所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口的第二端与所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点的第二端相连。
7.一种发电厂无功控制方法，应用于权利要求1至权利要求6中任一项所述的发电厂无功控制系统，其特征在于，所述发电厂无功控制方法包括：闭合所述第一开关装置，将所述励磁调节器AVR的增磁信号接入点和所述自动无功电压控制系统AVC的增磁出口连通；闭合所述第二开关装置，将所述励磁调节器AVR的减磁信号接入点和所述自动无功电压控制系统AVC的减磁出口连通。
8.根据权利要求7所述的发电厂无功控制方法，其特征在于，所述发电厂无功控制方法还包括：在闭合所述第一开关装置和闭合所述第二开关装置之前，对该发电厂无功控制系统的运行状态进行判断；当运行状态正常时，闭合所述第一开关装置和闭合所述第二开关装置；否则，控制所述第一开关装置和所述第二开关装置开断。
9.根据权利要求8所述的发电厂无功控制方法，其特征在于，所述对该发电厂无功控制系统的运行状态进行判断包括：所述自动无功电压控制系统AVC是否已投入运行、所述自动无功电压控制系统AVC是否运行正常、所述自动无功电压控制系统AVC输出增磁和减磁脉冲指令是否未超出设定值、所述励磁调节器AVR是否运行正常；若均为是，则判断为正常。
10.一种应用于权利要求1至权利要求6中任一项所述的发电厂无功控制系统中的分散控制系统DCS。
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