吳浩然

摘? 要：500kV母線電壓越限自動統(tǒng)計終端的功能、特點及優(yōu)勢，500kV高抗作用，NES?6100勵磁調(diào)節(jié)器特性。隨著現(xiàn)代電網(wǎng)建設步伐的加快，大量新技術投入應用，尤其是微處理器和光纖通信技術的應用，基本淘汰了傳統(tǒng)的機械型保護，使微機保護及自助裝置大規(guī)模應用于電力系統(tǒng)，提高了電力系統(tǒng)的自動化、智能化。由于500kV母線電壓越限自動統(tǒng)計終端的上線，該廠500kV母線電壓由單一的靠機組自動勵磁調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，升級為電壓自動監(jiān)視報警，輔以人工調(diào)節(jié)，再加上500kV高抗宏觀調(diào)節(jié)，大大提高了母線電壓合格率。

關鍵詞：500kV母線電壓監(jiān)測? 自動調(diào)整

1? 500kV母線電壓越限自動統(tǒng)計終端的功能

在NCS監(jiān)控主機服務器監(jiān)控軟件PCS-9700設置電壓上線值530kV，電壓下線值510kV，設置采樣時間間隔，通過線變測控裝置采集電壓，通過通信上送至NCS監(jiān)控后臺，對通道進行定義，對點表進行關聯(lián)，將采樣數(shù)據(jù)繪制成曲線，對越限值進行數(shù)學運算，最終給出結果合格或者不合格，可以實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)電壓合格率日查詢，以及月統(tǒng)計和年統(tǒng)計，對電壓合格率進行實時跟蹤，對電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)提供可靠數(shù)據(jù)依據(jù)。

2? 500kV母線電壓越限自動統(tǒng)計終端的特點和優(yōu)勢

該系統(tǒng)采用直接監(jiān)視500kV母線電壓，在系統(tǒng)內(nèi)設置門檻值，根據(jù)國調(diào)中心下發(fā)的《2018年國調(diào)直調(diào)安全自動裝置調(diào)度運行管理規(guī)定》要求，該廠500kV母線電壓應維持在510～530kV之間。為保證運行人員有足夠調(diào)節(jié)時間，并結合勵磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)響應時間，該廠500kV母線電壓越限自動統(tǒng)計系統(tǒng)設置為528kV母線電壓高報警、512kV母線電壓低報警。運行人員發(fā)現(xiàn)電壓報警后，立即手動調(diào)節(jié)機組勵磁，盡可能維持母線電壓在正常范圍。

該系統(tǒng)同時監(jiān)測500kV I母、II母電壓，任一值越上下限立即報警，還可自動統(tǒng)計每年/每月/每日越限累計時間、越限率、電壓合格率、電壓不合格率越限次數(shù)等參數(shù)，極大地方便了運行人員掌握母線電壓運行狀況。

3? 500kV高抗在穩(wěn)定母線電壓方面的作用

國投哈密發(fā)電有限公司2×660MW機組為±800kV天中直流輸電項目的配套火電機組，500kV配電裝置采用3/2開關接線，與國電綠洲電廠2×660MW共用兩回出線（南山Ⅰ線、洲山Ⅰ線）至天山換流站，分別與天山換流站500kV第3串（與極1高端換流變配串）和第4串（與極1低端換流變配串）連接。當初設計時，考慮到電廠側(cè)母線電壓超限調(diào)整困難（僅靠勵磁調(diào)節(jié)），故采用在電廠側(cè)加裝500kV高抗，及時消納系統(tǒng)無功，降低系統(tǒng)電壓水平，利用投入或停運高抗，達到穩(wěn)定500kV系統(tǒng)電壓的目的。

近兩年來，天中直流輸電項目的配套的風電、光伏發(fā)展迅速，目前天中直流實行風光火打捆外送，而風電、光伏發(fā)送有功功率較多，發(fā)送的無功功率較少，造成天中直流500kV系統(tǒng)電壓水平較低，該廠500kV電壓頻繁越下限。500kV母線電壓數(shù)據(jù)如表1所示。

根據(jù)表1統(tǒng)計數(shù)據(jù)，隨著天中直流風電、光伏規(guī)模的不斷擴大，該廠500kV系統(tǒng)電壓逐年下降，平均電壓由2015年的516.8kV，下降至2017年的514.2kV。經(jīng)過專業(yè)技術分析，為提高500kV母線電壓，決定向國調(diào)申請停運500kV高抗，轉(zhuǎn)為熱備用，500kV任意一段母線電壓高于526kV，申請投入高抗。保護變更方面，退出原來高抗的T區(qū)保護，投入高抗短引線保護，根據(jù)實際觀察，退出高抗后，500kV母線電壓升高2kV，退出高抗后，母線電壓基本維持在513～521kV之間。

4? NES?6100 勵磁調(diào)節(jié)器特性

國投哈密發(fā)電有限公司2×660MW機組勵磁系統(tǒng)選用國電南瑞繼保有限公司NES?6100自動勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可通過人機界面或后臺軟件設置各控制環(huán)節(jié)給定值，使用現(xiàn)地或遠方開關量輸入命令或串行通信線路實現(xiàn)給定值的增減變化。該廠配備兩套NES?6100型勵磁調(diào)節(jié)器（A套和B套），其中一套為主套投入運行，另一套調(diào)節(jié)器作為從套處于熱備用狀態(tài)。每套勵磁調(diào)節(jié)器都含有一個自動電壓調(diào)節(jié)器AVR和勵磁電流調(diào)節(jié)器FCR。自動跟蹤功能用于實現(xiàn)自動電壓調(diào)節(jié)方式（自動方式）和勵磁電流調(diào)節(jié)方式（手動方式）間的平穩(wěn)切換，該廠勵磁調(diào)節(jié)方式為恒機端電壓調(diào)節(jié)。

（1）PID控制。PID控制器的輸入信號為實際值與給定值的偏差。PID控制器的輸出電壓（即控制電壓UC）為移相觸發(fā)元件的輸入信號，與勵磁電流成正比。調(diào)節(jié)器根據(jù)各類限制器的動作情況自動選擇PID控制器的參數(shù)。達到優(yōu)化同步發(fā)電機控制性能的目的，增進同步發(fā)電機的動態(tài)穩(wěn)定性。

（2）調(diào)差功能。當500kV系統(tǒng)電壓降低時，機組機端電壓同時降低，此時勵磁調(diào)節(jié)器通過調(diào)差設置實現(xiàn)功率補償功能，通過將發(fā)電機端電壓給定值減去一個與穩(wěn)態(tài)無功功率成正比的信號，保證2臺或多臺并聯(lián)發(fā)電機組間無功功率的合理分配。發(fā)電機有功變化對于機端電壓影響很小，且勵磁調(diào)節(jié)器只影響無功，但考慮到某些特殊情況，比如，在進行調(diào)差試驗時功率因數(shù)不能為零等情況，勵磁調(diào)節(jié)器的附加調(diào)差還是考慮有功，按照以下公式來整定：

其中，以額定視在功率為標么值基值。通過設置調(diào)差，可調(diào)補償范圍為-15%和+15%額定機端電壓。

（3）軟起勵。軟起勵功能用于防止機端電壓的起勵超調(diào)。軟起勵使能投入時，勵磁調(diào)節(jié)器接到開機令后即開始起勵升壓，當機端電壓大于10%額定值后，調(diào)節(jié)器以可設定的速率逐步增加給定值，使機端電壓穩(wěn)定上升到軟起勵給定終值。

5? 改進建議

目前天中直流實行風光火打捆外送，而風電、光伏發(fā)送有功功率較多，發(fā)送的無功功率較少，造成天中直流500kV交流場電壓水平較低。而火電機組發(fā)出無功功率勢必降低機組經(jīng)濟性，但在天中直流配套機組范圍內(nèi)，還未實行上網(wǎng)功率因素考核補償機制，建議風電、光伏機組就地安裝同步調(diào)相機補充無功功率，減少輸電線路損耗。

參考文獻

[1] 陳俊長.電能質(zhì)量治理技術及其發(fā)展趨勢[J].中國標準化，2017（24）：178-179，182.

[2] 張燕.數(shù)據(jù)挖掘技術在計算機網(wǎng)絡病毒防御中的應用探究[J].太原城市職業(yè)技術學院學報，2016（4）：174-176.

[3] 章海東，冉碧珍.淺談輸變電可靠性對電能質(zhì)量的影響[J].科技資訊，2017，15（22）：33-34.