[发明专利]电力远动装置RTU及其实现发电厂自动电压控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电厂的电力远动装置及利用该电力远动装置实现发电厂自动电压控制的方法。

背景技术

近年来电力系统为提高电能质量、改善电压水平投入了大量的精力，但随着电网规模的日益扩大，以往由运行值班人员根据其运行经验和简单的逻辑判断、人工手动进行无功电压控制的模式已经很难达到优化控制的效果，而且不能满足电网的要求。因此需要综合考虑各种调压手段对全网电压进行实时调节，采用自动电压控制(AVC)系统将从系统的层次解决大型电网无功电压控制问题。

考虑到发电厂中发电机组的励磁系统本来已具备，而各发电厂的励磁调节系统的模式多样且不能改变，发电厂的AVC方案只能在不改变现有励磁系统调节的模式下进行。基于不同指令下达、接收方式和数据采集方式，AVC将有不同的实现方式。目前基本上有两种实现方式：通过DCS(Distribution ControlSystem)实现AVC调节和通过独立AVC装置实现厂站AVC调节，其中采用独立AVC装置较普遍。

(1).通过DCS实现

通过改造DCS实现自动电压控制的方案为：按照自动电压控制实现流程，调度中心通过远动通道将发电机组的自动电压控制目标指令下到发电厂的电力远动装置(RTU)中，电力远动装置根据指令转换将其变为4～20mA的电信号，以AGC(Automatic Generation Control)下发方式送到DCS，通过DCS闭环控制励磁调节装置来调节机组的无功出力。

自动电压控制所需的实时数据DCS本身均已采集，数据的采集闭环控制均由DCS独立完成，对外界的依赖性小。由于AVC和DCS采集到的实时数据与调度AVC主站进行无功功率计算的数据不同源，即DCS所采集的母线电压为本机组所连接的高压母线电压，并非调度AVC主站对发电厂考核的母线电压，两个数据可能取自母线电压而不是同一条母线，这两条母线测量电压常有所差别。这样，数据就有可能出现不一致，存在一定误差的情况，致使发电厂内高压母线电压控制不理想，影响调度AVC主站对发电厂的电压考核。另外，以DCS完成AVC自动控制调节，当远动通道出现异常时，RTU输出的电流信号保持不变，发电机组的无功出力不变，此时有可能造成系统电压越限。

由于各发电厂的自动化程度不同，DCS及励磁调节装置(AVR)的厂家及模式不同，在控制策略上需根据不同情况修改DCS的AVC控制功能模块。由于DCS本身无系统阻抗自辩识、励磁调节自修正能力，无全厂协调控制模式，这样AVC系统对DCS依赖性很大，调节精度和速度受DCS系统进程和资源影响明显，而且无法通过动模试验测试其算法的准确性。因此通过改造DCS实现AVC调节的方案具有一定的局限性。

(2).通过专用AVC装置实现AVC系统调节

专用AVC装置分为：AVC装置上位机和AVC装置下位机。

专用AVC装置上位机的功能是接收下位机采集到的发电机组及母线等的模拟量信息、反映运行状态的开关量信息，同时也接收电厂远动装置(或网络监控系统NCS)传送来的控制命令和母线电压目标值；根据采集到的信息进行运算，预测出母线上需要送出的总无功，然后对母线上的发电机组进行无功的合理分配，将分配结果(各机组的目标无功)和输出的控制命令传送至下位机，实现各机组间的无功最优配置。

专用AVC装置下位机的功能是将模拟量和开关量等所采集的数据上传给上位机进行分析处理，同时接收上位机的控制命令和目标无功值，按照控制命令执行操作，并负责将每个机组的无功调整至目标值。下位机同时保证机组在由本系统调节机组励磁时，机组运行在安全合理的范围内。

专用AVC装置一般通过电力远动装置接收调度AVC目标指令，也可以直接与调度AVC主站通信。通过电力远动装置接收调度AVC主站AVC目标指令的优点是直接利用现有、成熟的调度通道和电力远动装置成熟的通信规约接收调度主站AVC目标指令和负荷曲线；不足之处是经过电力远动装置接收数据，需要与不同厂家的电力远动装置进行规约通信。如果电厂专用AVC装置直接与调度AVC主站通信，则电厂AVC与电力远动装置相对独立，但需要增加与主站的通信，将增加通道的投资。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电力远动装置，该电力远动装置具有自动电压调节功能。

本发明的又一目的在于提供一种利用电力远动装置实现发电厂自动电压控制的方法。