2024年6月5日发(作者：太史茜茜)
运行维护
电厂ＡＶＣ调节合格率低原因分析及对策
翟 明
（宁夏京能宁东发电有限责任公司，银川 ７５０４００）
［摘要］ 通过分析电厂２台机组ＡＶＣ调节合格率低原因，确认ＡＶＣ子站软件参数设置不合理、电压测量死区偏大是
主因。通过优化参数，解决了ＡＶＣ调节合格率低的问题。
关键词 电厂ＡＶＣ调节合格率无功分配参数设定
中图分类号ＴＭ０７
１问题的提出
随着电力工业的不断发展进步，对电力系统的自动化
程度和稳定性要求也越来越高，电压问题已不只是一个供
电质量问题，还是关系到大系统安全运行和经济运行的重
要问题。如何优化控制电压，提高电压质量，降低系统网
损成为供电企业调度运行人员日益重视的问题。近年来，
自动电压控制（ＡＶＣ）技术的研究得到了长足发展，成熟的
ＡＶＣ技术也逐步运用在发电厂机组的运行中，解决了电
网运行中面临的无功电压问题。
作为西北电网自调火电机组之一的京能宁东电厂，其
２台６６０ＭＷ机组自２０１１年３月投产时，就投运了电厂
ＡＶＣ子站设备——上海惠安生产的ＰｏｗｅｒＡＶＣ ３０００装
置。近年来，随着西北电网对ＡＶＣ装置管理要求的提
高，电厂侧ＡＶＣ子站必须在调节精度、响应速度、投入
率、调节合格率等技术指标上最优程度地满足要求。从目
前运行情况来看，主要问题是２台机组ＡＶＣ调节合格率
较低，达不到要求。
２电厂ＡＶＣ子站配置及控制情况
２．１电厂Ａｖｅ子站拓扑结构
电厂ＡＶＣ子站拓扑结构如图１示。电厂ＡＶＣ子站由
２台上位机（互为冗余）、２台下位机（每台下位机控制１台
机组）组成，与西北电网的ＡＶＣ主站共同组成全网ＡＶＣ
系统。
ＡＶＣ子站系统先通过ｓＣＡＤＡ（数据采集与监视）系统
远动专线接收西北电网调控中心ＡＶＣ主站下发的电厂侧
７５０ｋＶ母线电压目标值，再合理分配给对应于每台机组的
ＡＶＣ下位机。下位机将遥调信号发送至励磁调节器，通
过励磁调节器控制发电机无功功率输出。发电机无功出力
与机端电压受其励磁电流的影响，当励磁电流发生改变
时，发电机的无功出力与机端电压也随之增减，并由主变
进一步影响母线电压，从而实现对母线电压的自动控制。
收稿日期：２０１６—１２—２３
作者简介：翟明（１９８５一），从事电厂调度自动化专业技术工作。
图１电厂ＡＶＣ子站拓扑图
２．２电厂ＡＶＣ子站设备特点
２．２．１无功分配原则
电厂ＡＶＣ系统无功运行方式采用等容量分配策
略ｌ１］，即在无功限值范围内按调节裕度相同的原则进行分
配，在各自的可调范围内总是具有相同额度的调控容量，
分配量与有功出力相关性小，基本上可同时达到限值。
Ｑ—ＱＭ∑× Ｑ／ｍ ａｘ
式中， 为参加分配机组的个数；Ｑ 为参加分配的第
台机组的最大无功容量；∑ Ｑ～为参加分配机组的最大无
功容量之和；Ｑ为分配到第ｉ台参加分配机组的无功功
率；ＱｌＭ∑为待分配无功功率。
２．２．２ ＡＶＣ增减磁约束条件
（１）增励磁单方向闭锁：在加无功升压过程中，若机
组达到加励磁约束条件之一，则立即停止对该机组的加无
功升压作业；当所有机组达到加励磁约束条件之一时，将
“增励磁闭锁”信号发给主站。
（２）减励磁单方向闭锁：在减无功降压过程中，若机
组达到减励磁约束条件之一，则立即停止对该机组的减无
功降压作业；当所有机组达到减励磁约束条件之一时，将
“减励磁闭锁”信号发给主站。
２０１７ｌ ５（Ａ）期Ｉ ９７
运行维护
（３）增减励磁双方向闭锁：在系统或机组发生停运、
令，中间时间间隔为８ｓ（此值参考励磁动作时间与采样时
间，可防止采样周期过短而导致的超调现象），无功目标
与实测偏差在死区范围（５Ｍｖａｒ）内时停止调节。调节期
装置异常或通信异常时，ＡＶＣ无法增励磁也无法减励
磁，ＡＶＣ功能自动退出，并将“增励磁闭锁”、“减励
磁闭锁”两信号同时发给主站。除“有功限制”应退出
ＡＶＣ运行外，发生双方向闭锁，主站认为子站ＡＶＣ系统
故障，判为不合格点。
间，若长时间机组无功不能到达无功目标值死区范围内，
则需查看机端电压、厂用电压、母线电压、无功出力是否
已达到限值。
２．３电厂ＡＶＣ子站控制逻辑原理
电厂ＡＶＣ子站控制逻辑原理如图２所示。
３出现的问题及其改进措施
根据西北电网ＡＶＣ主站设定要求，主站每５ｍｉｎ下发
１次母线电压目标值，在２ｍｉｎ后每半分钟（２．５、３．０、
３．５、４．０、４．５ｍｉｎ）各采集１个母线电压实测值，若５个
图２电厂Ａ￣Ｏ子站控制逻辑原理图
２．３．１上位机软件执行过程
读取、判断ＡＶＣ控制所需的输入数据，如系统是否
闭锁、母线ＰＴ是否断线、母线电压是否越限、机组是否
停运、通信是否故障、保护参数母线电压、机组无功、机
端电压、厂用６ｋＶ电压是否越限闭锁、下位机信息等。若
出现以上任一情况，则软件停止程序执行，直到上述量值
全部正常。
２．３．２目标值判断与计算
ＡＶＣ测量值采自ＲＴＵ、ＡＶＲ。为了减少测量值的扰
动，软件会每４００ｍｓ连续采集５个实时测量值（如母线电
压、发电机无功）数据后进行平均计算，来得到一个测量
值。
网调ＡＶＣ主站每５ｍｉｎ下发１次母线电压目标增量
值，由远动系统将目标值通过４８５串口通信方式、１０２通
信规约（问答式）传送至ＡＶＣ上位机，再通过上位机软件
计算，得出母线电压计划值（实测电压±增量值）。上位机
判断ＡＶＣ主站下发母线电压目标值是否过大（单次目标值
需不大于２ｋＶ），若目标过大则启用目标抖动保护程序。
若母线电压实测值与计划值偏差不大于０．５ｋＶ，则无
需下一步调节，否则开始新的一次调节。
２．３．３无功及励磁调节
上位机通过计算得出全厂无功，并按等容量分配原则
平均分配给２台机组下位机，同时上位机判断当前无功目
标是否越限。若越限则闭锁调节，否则开始以４００ｍｓ脉
宽、９Ｍｖａｒ步长向励磁ＡＶＲ发出增减磁脉冲。若无功目
标与实测偏差大于９Ｍｖａｒ，则需发出２次增减磁脉冲指
９８ Ｉ ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｅｔ．ｎｅｔ ｌ中国电工网
测值中有１个测值与下发的目标值偏差大于１ｋＶ，则判断
为不合格。
（１）ＡＶＣ软件设置的无功调节脉冲宽度（步长
３．５Ｍｖａｒ、脉宽４００ｍｓ）与励磁一个脉冲实际调节量（约
１０Ｍｖａｒ）不一致。对此，可将ＡＶＣ软件设置的无功调节
脉冲宽度中的步长调整为１０Ｍｖａｒ。
（２）ＡＶＣ上位机无功分配出现问题，无功与母线电压
调节方向不一致。对此，更改ＡＶＣ上位机分配无功步
长，解决ＡＶＣ上位机无功分配和反调问题。
（３）ＡＶＣ子站和网调主站母线电压均采自远动系统，
由于远动系统转发至ＡＶＣ子站母线电压遥测数据刷新死
区值为ＯｋＶ，而远动系统转发至网站主站母线电压遥测数
据刷新死区值为０．５ｋＶ，因此子站与主站母线电压实测值
偏差较大，造成机组ＡＶＣ调节不合格。对此，将远动系
统转发至网调主站７５０ｋＶ母线电压遥测死区值由０．５ｋＶ
调整至０ｋＶ，实现ＡＶＣ主站可准确监测电厂母线电压量
测值。
（４）根据厂家经验和建议，修改机组无功上下限、６ｋＶ
母线电压上下限、机端电压上下限、电压滤波时间、高低
闭锁复归时间等参数定值。
（５）将ＡＶＲ低励动作后逻辑由“退出ＡＶＣ”改为
“闭锁ＡＶＣ调节”。
将电厂ＡＶＣ子站相关参数定值优化后，电厂２台机
组ＡＶＣ调节合格率在９８ 以上，满足了西北电网“两个
细则”的相关要求。
４结束语
针对电厂２台机组ＡＶＣ调节合格率低的问题，通过
分析，确认ＡＶＣ子站软件参数设置不合理、电压测量死
区偏大是主因。通过优化参数，解决了ＡＶＣ调节合格率
低的问题，使调节合格率达到了电网要求。
参考文献
Ｅｌｉ彭小梅．浅谈无功控制系统（ＡＶｃ）在火电厂的调试及应用
ＥＪ］．科技创新与应用，２ｏ１３（２０）：１３—１４
2024年6月5日发(作者：太史茜茜)
运行维护
电厂ＡＶＣ调节合格率低原因分析及对策
翟 明
（宁夏京能宁东发电有限责任公司，银川 ７５０４００）
［摘要］ 通过分析电厂２台机组ＡＶＣ调节合格率低原因，确认ＡＶＣ子站软件参数设置不合理、电压测量死区偏大是
主因。通过优化参数，解决了ＡＶＣ调节合格率低的问题。
关键词 电厂ＡＶＣ调节合格率无功分配参数设定
中图分类号ＴＭ０７
１问题的提出
随着电力工业的不断发展进步，对电力系统的自动化
程度和稳定性要求也越来越高，电压问题已不只是一个供
电质量问题，还是关系到大系统安全运行和经济运行的重
要问题。如何优化控制电压，提高电压质量，降低系统网
损成为供电企业调度运行人员日益重视的问题。近年来，
自动电压控制（ＡＶＣ）技术的研究得到了长足发展，成熟的
ＡＶＣ技术也逐步运用在发电厂机组的运行中，解决了电
网运行中面临的无功电压问题。
作为西北电网自调火电机组之一的京能宁东电厂，其
２台６６０ＭＷ机组自２０１１年３月投产时，就投运了电厂
ＡＶＣ子站设备——上海惠安生产的ＰｏｗｅｒＡＶＣ ３０００装
置。近年来，随着西北电网对ＡＶＣ装置管理要求的提
高，电厂侧ＡＶＣ子站必须在调节精度、响应速度、投入
率、调节合格率等技术指标上最优程度地满足要求。从目
前运行情况来看，主要问题是２台机组ＡＶＣ调节合格率
较低，达不到要求。
２电厂ＡＶＣ子站配置及控制情况
２．１电厂Ａｖｅ子站拓扑结构
电厂ＡＶＣ子站拓扑结构如图１示。电厂ＡＶＣ子站由
２台上位机（互为冗余）、２台下位机（每台下位机控制１台
机组）组成，与西北电网的ＡＶＣ主站共同组成全网ＡＶＣ
系统。
ＡＶＣ子站系统先通过ｓＣＡＤＡ（数据采集与监视）系统
远动专线接收西北电网调控中心ＡＶＣ主站下发的电厂侧
７５０ｋＶ母线电压目标值，再合理分配给对应于每台机组的
ＡＶＣ下位机。下位机将遥调信号发送至励磁调节器，通
过励磁调节器控制发电机无功功率输出。发电机无功出力
与机端电压受其励磁电流的影响，当励磁电流发生改变
时，发电机的无功出力与机端电压也随之增减，并由主变
进一步影响母线电压，从而实现对母线电压的自动控制。
收稿日期：２０１６—１２—２３
作者简介：翟明（１９８５一），从事电厂调度自动化专业技术工作。
图１电厂ＡＶＣ子站拓扑图
２．２电厂ＡＶＣ子站设备特点
２．２．１无功分配原则
电厂ＡＶＣ系统无功运行方式采用等容量分配策
略ｌ１］，即在无功限值范围内按调节裕度相同的原则进行分
配，在各自的可调范围内总是具有相同额度的调控容量，
分配量与有功出力相关性小，基本上可同时达到限值。
Ｑ—ＱＭ∑× Ｑ／ｍ ａｘ
式中， 为参加分配机组的个数；Ｑ 为参加分配的第
台机组的最大无功容量；∑ Ｑ～为参加分配机组的最大无
功容量之和；Ｑ为分配到第ｉ台参加分配机组的无功功
率；ＱｌＭ∑为待分配无功功率。
２．２．２ ＡＶＣ增减磁约束条件
（１）增励磁单方向闭锁：在加无功升压过程中，若机
组达到加励磁约束条件之一，则立即停止对该机组的加无
功升压作业；当所有机组达到加励磁约束条件之一时，将
“增励磁闭锁”信号发给主站。
（２）减励磁单方向闭锁：在减无功降压过程中，若机
组达到减励磁约束条件之一，则立即停止对该机组的减无
功降压作业；当所有机组达到减励磁约束条件之一时，将
“减励磁闭锁”信号发给主站。
２０１７ｌ ５（Ａ）期Ｉ ９７
运行维护
（３）增减励磁双方向闭锁：在系统或机组发生停运、
令，中间时间间隔为８ｓ（此值参考励磁动作时间与采样时
间，可防止采样周期过短而导致的超调现象），无功目标
与实测偏差在死区范围（５Ｍｖａｒ）内时停止调节。调节期
装置异常或通信异常时，ＡＶＣ无法增励磁也无法减励
磁，ＡＶＣ功能自动退出，并将“增励磁闭锁”、“减励
磁闭锁”两信号同时发给主站。除“有功限制”应退出
ＡＶＣ运行外，发生双方向闭锁，主站认为子站ＡＶＣ系统
故障，判为不合格点。
间，若长时间机组无功不能到达无功目标值死区范围内，
则需查看机端电压、厂用电压、母线电压、无功出力是否
已达到限值。
２．３电厂ＡＶＣ子站控制逻辑原理
电厂ＡＶＣ子站控制逻辑原理如图２所示。
３出现的问题及其改进措施
根据西北电网ＡＶＣ主站设定要求，主站每５ｍｉｎ下发
１次母线电压目标值，在２ｍｉｎ后每半分钟（２．５、３．０、
３．５、４．０、４．５ｍｉｎ）各采集１个母线电压实测值，若５个
图２电厂Ａ￣Ｏ子站控制逻辑原理图
２．３．１上位机软件执行过程
读取、判断ＡＶＣ控制所需的输入数据，如系统是否
闭锁、母线ＰＴ是否断线、母线电压是否越限、机组是否
停运、通信是否故障、保护参数母线电压、机组无功、机
端电压、厂用６ｋＶ电压是否越限闭锁、下位机信息等。若
出现以上任一情况，则软件停止程序执行，直到上述量值
全部正常。
２．３．２目标值判断与计算
ＡＶＣ测量值采自ＲＴＵ、ＡＶＲ。为了减少测量值的扰
动，软件会每４００ｍｓ连续采集５个实时测量值（如母线电
压、发电机无功）数据后进行平均计算，来得到一个测量
值。
网调ＡＶＣ主站每５ｍｉｎ下发１次母线电压目标增量
值，由远动系统将目标值通过４８５串口通信方式、１０２通
信规约（问答式）传送至ＡＶＣ上位机，再通过上位机软件
计算，得出母线电压计划值（实测电压±增量值）。上位机
判断ＡＶＣ主站下发母线电压目标值是否过大（单次目标值
需不大于２ｋＶ），若目标过大则启用目标抖动保护程序。
若母线电压实测值与计划值偏差不大于０．５ｋＶ，则无
需下一步调节，否则开始新的一次调节。
２．３．３无功及励磁调节
上位机通过计算得出全厂无功，并按等容量分配原则
平均分配给２台机组下位机，同时上位机判断当前无功目
标是否越限。若越限则闭锁调节，否则开始以４００ｍｓ脉
宽、９Ｍｖａｒ步长向励磁ＡＶＲ发出增减磁脉冲。若无功目
标与实测偏差大于９Ｍｖａｒ，则需发出２次增减磁脉冲指
９８ Ｉ ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｅｔ．ｎｅｔ ｌ中国电工网
测值中有１个测值与下发的目标值偏差大于１ｋＶ，则判断
为不合格。
（１）ＡＶＣ软件设置的无功调节脉冲宽度（步长
３．５Ｍｖａｒ、脉宽４００ｍｓ）与励磁一个脉冲实际调节量（约
１０Ｍｖａｒ）不一致。对此，可将ＡＶＣ软件设置的无功调节
脉冲宽度中的步长调整为１０Ｍｖａｒ。
（２）ＡＶＣ上位机无功分配出现问题，无功与母线电压
调节方向不一致。对此，更改ＡＶＣ上位机分配无功步
长，解决ＡＶＣ上位机无功分配和反调问题。
（３）ＡＶＣ子站和网调主站母线电压均采自远动系统，
由于远动系统转发至ＡＶＣ子站母线电压遥测数据刷新死
区值为ＯｋＶ，而远动系统转发至网站主站母线电压遥测数
据刷新死区值为０．５ｋＶ，因此子站与主站母线电压实测值
偏差较大，造成机组ＡＶＣ调节不合格。对此，将远动系
统转发至网调主站７５０ｋＶ母线电压遥测死区值由０．５ｋＶ
调整至０ｋＶ，实现ＡＶＣ主站可准确监测电厂母线电压量
测值。
（４）根据厂家经验和建议，修改机组无功上下限、６ｋＶ
母线电压上下限、机端电压上下限、电压滤波时间、高低
闭锁复归时间等参数定值。
（５）将ＡＶＲ低励动作后逻辑由“退出ＡＶＣ”改为
“闭锁ＡＶＣ调节”。
将电厂ＡＶＣ子站相关参数定值优化后，电厂２台机
组ＡＶＣ调节合格率在９８ 以上，满足了西北电网“两个
细则”的相关要求。
４结束语
针对电厂２台机组ＡＶＣ调节合格率低的问题，通过
分析，确认ＡＶＣ子站软件参数设置不合理、电压测量死
区偏大是主因。通过优化参数，解决了ＡＶＣ调节合格率
低的问题，使调节合格率达到了电网要求。
参考文献
Ｅｌｉ彭小梅．浅谈无功控制系统（ＡＶｃ）在火电厂的调试及应用
ＥＪ］．科技创新与应用，２ｏ１３（２０）：１３—１４