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研制发电机无功控制系统在线分析预警装置

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成果主要完成人

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项目概况

1、立项背景

某厂两套AVC厂站系统改造以来,因各种原因造成调节不合格现象而被考核;而且容易造成电压质量问题以及站内无功抵消,以及AVC系统误操作引发的电网事故等影响。

(1)甲、乙站调整相互影响

全厂220kV甲站、乙站和在线机组无功调整出现跷跷板现象。

(2)全厂数据异常影响

该厂AVC厂站系统经常异常,5台发电机组全部中断调节。

(3)同站AVC系统调整背离现象

220kV甲站AVC厂站系统两台机组无功抵消,站内出现无功调整背离现象。

(4)AVC系统异常退出现象

AVC系统出现测量异常波动闭锁退出现象。

2、解决方法和原理

实时诊断AVC厂站系统设备健康运行状况,对于AVC厂站系统的测量、控制和通信链路是否存在数据超时、耦合校验错误、系统振荡退出、波动退出、采集数据超时、输出粘连退出、测量异常退出、中断、异常,外部调度数据网的数据切割,光纤跳转影响进行实时监测分析和保护,并将故障、异常位置的初步判定信息及时发送至维护人员手中,远程指导快速解决问题,提高AVC厂站系统在线率和调节合格率,减小升压站母线电压的波动幅值度;杜绝因AVC系统误操作而引发的电网事故。提高可靠性对保证电网电压稳定具有重要的意义。

3、创新亮点

(1)背离、波动识别。分析判断发电机组在无功分配的上限、下限闭锁值内,条件为设定时间内、变化幅度、变化方向、次数、以及甲、乙站高压母线电压参考值,条件满足时即判为背离或波动。

(2)AVC异常判断。通过侦听报文和字符串,结合上位机发送“帧”与PLC返回“帧”等相关数据、逻辑,判断AVC系统异常点位置,便于维护人员快速做出初步诊断。

(3)AVC关键测点改进。两个测量点并进行主、备测量,防止由于测量因素造成的AVC厂站系统错误调整。

4、实施应用前后效果(益)情况对比

(1)提高电网稳定

背离、波动识别并把预警信息发送到维护人员手中,以及联动闭合继电器向DCS系统发出光字牌告警信息,运行人员及时投退、调整相关机组AVC系统,使AVC系统重新计算下发机组无功目标值,迫使厂站AVC系统做出反应,以维持系统电压的稳定。

(2)提高发电机无功效率

新装置改进后的测量点主、备及同源,提高发电机无功功率调节的效率,做到精准调整,220kV甲、乙升压站不在出现跷跷板效应,对高质量的电能输出奠定基础。有效避免了站内控制的发电机组之间背离和波动,提高了站内发电机组的无功效率,降低了能耗。

(3)经济效益

实施前影响两个细则电量考核数量120万千瓦时,折合人民币48万元。

实施后影响两个细则电量考核数量50万千瓦时,折合人民币20万元。

年减少损失28万元。以及提高发电机无功效率降低能耗。

5、可推广应用范围

该装置及方法解决设备厂家在试验室搭建环境无法模拟和处理的棘手技术难题。填补国内行业空白,实用性强,成本低廉,安装方便,针对发电厂AVC系统等涉网设备的安全健康运行奠定了基础,该装置在提升工作效率以及准确调整发电机无功功率,新装置也可在工控网络系统中应用及推广。

该装置适用于发电厂、变电站、电网电压调节以及工控网络系统中。