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摘要：在电网的运行中，电源的无功是保证电力系统电能质量、提高功率因数、降低网络损耗及安全运行的必要因素。无功失衡会使系统电压下降，严重时可能导致设备损坏。保证系统无功平衡，实现无功控制和补偿是电网运行一项关键技术。自动电压控制（Automatic Voltage Control），是保证系统无功平衡，实现无功控制和补偿是电网运行一项关键技术。
本文通过珠江电厂AVC装置控制改造的研究，探寻相关的运行特性并分析之，进而反映AVC装置在实际应用上的先进性和可靠性。
关键词：自动电压控制 实时监控 电力供应
珠江电厂占目前广州市燃煤发电装机容量的56%，年上网电量可超过70亿千瓦时，珠江电厂4*300MW机组电力系统的AVC装置工程正处于调试后运行阶段，系统通过原原动终端与一体化RTU+AVC装置调节发动机AVR增减磁来实现发动机发电机的电压调节。RTU+AVC后台工作站装设于珠江电厂集控室#1-4机DCS系统CRT“发变组励磁系统图”设置avc投入输出按钮，AVC硬件模块加装在原RTU采集屏，AVC系统是由主站系统和子站系统组成的，主站系统在广东电网电力调度通讯中心，子站系统之一在广州珠江电厂。
工作原理是子站系统通过RTU系统的远动通道接受广东电网电力调度通信中心主站端AVC控制指令，经过AVC系统子站中控单元计算，并综合考虑系统、设备故障、AVR各种限制、闭锁条件后，给出当前运行方式下 、发电机能力范围内的调节方案，然后通过AVC的终端箱DCS――励磁调节器发出控制信号，通过增减磁调节器电压给定值来改变发电机的励磁电流进而调节发电机无功出力，使其维持在广东电网电力调度通信中心下达的电压指令（或者无功指令）附近实现电压无功自动控制。
为了提高珠江电厂电厂的自动化水平，实现对电网优质，经济和安全等多目标的协调控制，如何实现电力系统中无功功率率及电压自动控制成为一项意义重大的研究课题，电网无功优化运行的目标是在确保全网电压合格的同时将全网线损降至最小。运行经验表明，自动控制发电厂无功功率，应保证每台机组机端电压合格且每台机组有相似的调整裕度，对于不同的情况采取的措施也不同，具体的措施如下：
第一、当高压母线电压低于系统给定目标值时的控制策略此时要求各控制发电机增加无功功率，其大小应根据各控制发电机的无功裕量进行分配。
第二、高压母线电压高于系统给定目标值时的控制策略此时要求各控制发电机减少无功功率，其减少值也应根据各控制发电机的无功裕量大小进行分配。
第三、某个控制发电机发出的无功功率已经达到上、下限时的控制策略计算时需排除无功功段使机组尽可能预留更多的无功备用容量，以便非典型时段，负荷爬升时段，发电机作为调节设备，但不应造成机组进相运，可设置机组最低无功率越限的控制发电机，控制发电机的无功功率大小，这样，无功功率已达到上限或下限的发电机收到限制无功出力的信号后，即停止该发电机的无功功率调整，发电机无功功率就限制在策略制定的极限范围内。
AVC的控制模式
一、全厂控制模式：也称母线电压控制模式，AVC子站系统接受AVC主站系统下发的电厂变高侧母线电压控制目标值后，根据电压控制目标值，按照一定的控制策略，通过计算自动得出电厂需要承担的总无功功率，将无功功率合理分配给对應到每台机组。
二、单机控制模式
单机控制模式也称单机无功控制模式， AVC子站系统接收AVC主站系统下发的单机无功控制目标值后，AVC子站系统向发电机的励磁系统发送增减磁信号以调节发电机无功出力。
AVC控制原理
通过采集母线电压、母线无功（主变高压侧无功）等实时母线数据，机组有功、无功、定子电压、定子电流、励磁电压、励磁电流，实时计算出电厂侧的系统阻抗，通过特定算法预测出在设定目标电压值下注入电网的母线无功；据机组PQ曲线图，确定机组无功限制，并将无功变化量以母线机组可调无功权系数的方式将机组无功合理分配至各机组控制器。各机组控制器送出控制命令，通过变更机端电压给定，调整机组无功，达到实时调节电厂高压侧母线电压的目的。
系统阻抗的计算：
式中，V-，Q-分别为前一次计算系统阻抗时的母线电压和母线送出的总无功；V+，Q+分别为本次计算系统阻抗时的母线电压和母线送出的总无功。
预测系统无功：
式中，Qtarget为目标无功；V target为目标母线电压。系统无功先用系统阻抗上限进行计算，母线电压随着无功调节开始变化，当母线电压变化超过死区值时，将得到较准确的系统阻抗值（1）式，因此可得到精确的系统无功预测值。
无功分配预处理主要是指：
① 如果母线电压和目标电压在死区范围外。
② 在预测出的系统无功中扣除不可调节机组的无功，加上所有可调机组的主变压器无功损耗
③ 根据每台机组的PQ图获得每台可调机组当前运行点的无功上、下限，得到可调总无功上、下限。
无功在机组间的分配
每台机组的无功分配
其中
为每台机组的无功权系数；
现场调试中，按平均、比例、等功率因数及向最佳无功运行点调节方式，为参与调压的不同机组分配无功目标值。综合应用上述几种分配方式，以获取最佳的无功分配效果。
图为AVC电压计划曲线和机组的实时曲线，显示跟踪基本良好。
本文所讲述的珠江电厂侧AVC装置，作为电网中无功优化控制的电厂端设备，时间证明是非常有效的。它能使发电厂的无功出力与母线电压在保证系统要求的同时有效的、稳妥地保证发电机组的自身安全稳定运行。
随着遥测数据的准确性不断提高，遥控装置可靠性不断增强，电厂AVC系统必将发挥越来越大的作用，该系统拓展了传统系统的优势，整合了现代技术的先进理念，最终在调度自动化系统的主站端对母线电压和关口无功的自动控制，相比单个变电站的电压自动调节装置具有投资小、效益高的优点，适应了电网自动化发展的 趋势。迎合了珠江电厂无功策略的研究。■
参考文献
1.唐寅生、丁晓群；2010.10，《智能AVC系统的特征和建设研究》—《电网技术》12期34卷
2.李梅兰、卢文鹏，《电力系统分析》—中国电力出版社
3.熊信银，《发电厂电气部分》—中国电力出版社
4.文远芳 ，《高电压技术》—华中科技大学出版社
5.张伯明，《高等电力网络分析》—清华大学出版社
本文通过珠江电厂AVC装置控制改造的研究，探寻相关的运行特性并分析之，进而反映AVC装置在实际应用上的先进性和可靠性。
关键词：自动电压控制 实时监控 电力供应
珠江电厂占目前广州市燃煤发电装机容量的56%，年上网电量可超过70亿千瓦时，珠江电厂4*300MW机组电力系统的AVC装置工程正处于调试后运行阶段，系统通过原原动终端与一体化RTU+AVC装置调节发动机AVR增减磁来实现发动机发电机的电压调节。RTU+AVC后台工作站装设于珠江电厂集控室#1-4机DCS系统CRT“发变组励磁系统图”设置avc投入输出按钮，AVC硬件模块加装在原RTU采集屏，AVC系统是由主站系统和子站系统组成的，主站系统在广东电网电力调度通讯中心，子站系统之一在广州珠江电厂。
工作原理是子站系统通过RTU系统的远动通道接受广东电网电力调度通信中心主站端AVC控制指令，经过AVC系统子站中控单元计算，并综合考虑系统、设备故障、AVR各种限制、闭锁条件后，给出当前运行方式下 、发电机能力范围内的调节方案，然后通过AVC的终端箱DCS――励磁调节器发出控制信号，通过增减磁调节器电压给定值来改变发电机的励磁电流进而调节发电机无功出力，使其维持在广东电网电力调度通信中心下达的电压指令（或者无功指令）附近实现电压无功自动控制。
为了提高珠江电厂电厂的自动化水平，实现对电网优质，经济和安全等多目标的协调控制，如何实现电力系统中无功功率率及电压自动控制成为一项意义重大的研究课题，电网无功优化运行的目标是在确保全网电压合格的同时将全网线损降至最小。运行经验表明，自动控制发电厂无功功率，应保证每台机组机端电压合格且每台机组有相似的调整裕度，对于不同的情况采取的措施也不同，具体的措施如下：
第一、当高压母线电压低于系统给定目标值时的控制策略此时要求各控制发电机增加无功功率，其大小应根据各控制发电机的无功裕量进行分配。
第二、高压母线电压高于系统给定目标值时的控制策略此时要求各控制发电机减少无功功率，其减少值也应根据各控制发电机的无功裕量大小进行分配。
第三、某个控制发电机发出的无功功率已经达到上、下限时的控制策略计算时需排除无功功段使机组尽可能预留更多的无功备用容量，以便非典型时段，负荷爬升时段，发电机作为调节设备，但不应造成机组进相运，可设置机组最低无功率越限的控制发电机，控制发电机的无功功率大小，这样，无功功率已达到上限或下限的发电机收到限制无功出力的信号后，即停止该发电机的无功功率调整，发电机无功功率就限制在策略制定的极限范围内。
AVC的控制模式
一、全厂控制模式：也称母线电压控制模式，AVC子站系统接受AVC主站系统下发的电厂变高侧母线电压控制目标值后，根据电压控制目标值，按照一定的控制策略，通过计算自动得出电厂需要承担的总无功功率，将无功功率合理分配给对應到每台机组。
二、单机控制模式
单机控制模式也称单机无功控制模式， AVC子站系统接收AVC主站系统下发的单机无功控制目标值后，AVC子站系统向发电机的励磁系统发送增减磁信号以调节发电机无功出力。
AVC控制原理
通过采集母线电压、母线无功（主变高压侧无功）等实时母线数据，机组有功、无功、定子电压、定子电流、励磁电压、励磁电流，实时计算出电厂侧的系统阻抗，通过特定算法预测出在设定目标电压值下注入电网的母线无功；据机组PQ曲线图，确定机组无功限制，并将无功变化量以母线机组可调无功权系数的方式将机组无功合理分配至各机组控制器。各机组控制器送出控制命令，通过变更机端电压给定，调整机组无功，达到实时调节电厂高压侧母线电压的目的。
系统阻抗的计算：
式中，V-，Q-分别为前一次计算系统阻抗时的母线电压和母线送出的总无功；V+，Q+分别为本次计算系统阻抗时的母线电压和母线送出的总无功。
预测系统无功：
式中，Qtarget为目标无功；V target为目标母线电压。系统无功先用系统阻抗上限进行计算，母线电压随着无功调节开始变化，当母线电压变化超过死区值时，将得到较准确的系统阻抗值（1）式，因此可得到精确的系统无功预测值。
无功分配预处理主要是指：
① 如果母线电压和目标电压在死区范围外。
② 在预测出的系统无功中扣除不可调节机组的无功，加上所有可调机组的主变压器无功损耗
③ 根据每台机组的PQ图获得每台可调机组当前运行点的无功上、下限，得到可调总无功上、下限。
无功在机组间的分配
每台机组的无功分配
其中
为每台机组的无功权系数；
现场调试中，按平均、比例、等功率因数及向最佳无功运行点调节方式，为参与调压的不同机组分配无功目标值。综合应用上述几种分配方式，以获取最佳的无功分配效果。
图为AVC电压计划曲线和机组的实时曲线，显示跟踪基本良好。
本文所讲述的珠江电厂侧AVC装置，作为电网中无功优化控制的电厂端设备，时间证明是非常有效的。它能使发电厂的无功出力与母线电压在保证系统要求的同时有效的、稳妥地保证发电机组的自身安全稳定运行。
随着遥测数据的准确性不断提高，遥控装置可靠性不断增强，电厂AVC系统必将发挥越来越大的作用，该系统拓展了传统系统的优势，整合了现代技术的先进理念，最终在调度自动化系统的主站端对母线电压和关口无功的自动控制，相比单个变电站的电压自动调节装置具有投资小、效益高的优点，适应了电网自动化发展的 趋势。迎合了珠江电厂无功策略的研究。■
参考文献
1.唐寅生、丁晓群；2010.10，《智能AVC系统的特征和建设研究》—《电网技术》12期34卷
2.李梅兰、卢文鹏，《电力系统分析》—中国电力出版社
3.熊信银，《发电厂电气部分》—中国电力出版社
4.文远芳 ，《高电压技术》—华中科技大学出版社
5.张伯明，《高等电力网络分析》—清华大学出版社