一種改進機組AVC無功分配策略的方法與流程
2023-12-01 20:36:31 1
本發明屬於電廠avc子站自動電壓控制技術領域，是一種電廠母線電壓進行調節時，通過加入無功偏置模塊，人為的引入無功偏置量，從而改善機組之間的無功平衡關係，避免單機avc無功閉鎖，提高全廠avc的調節速率以及母線電壓調節合格率的一種控制方法。
背景技術：
目前，幾乎所有電廠avc無功分配策略採用的僅是等功率因數法、平均分配法、按機組無功容量成比例分配或按機組實發有功成比例分配。電廠根據自己機組的實際情況和調節目標的不同，選擇合理的機組無功分配算法，能夠取得很好的分配效果，但是這些方法都存在不足，都沒有為電廠運行人員提供機組之間無功內部調整以及避免單機無功閉鎖，改善電廠母線電壓調節速率的機會。
技術實現要素：
本發明的目的正是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種改進機組avc無功分配策略的方法，本方法在機組avc無功進行分配時，加入了無功偏置模塊，一方面為電廠機組運行人員提供了一個更加自主的無功分配方式；另一方面可以改善機組之間的無功平衡關係，避免單機avc無功閉鎖，提高全廠avc的調節速率，保證電廠母線電壓調節的合格率。
本發明對傳統的無功分配算法進行了改進，將無功偏置調整功能融合到分配算法中，提出基於按機組無功容量成比例的無功偏置分配法。無功偏置是指運行人員手動調整偏置改變其中一臺機組無功分配指令，其餘所有機組根據當前分配算法進行自動調整，機組無功分配結果同步向相反方向改變，從而保證調節後的總無功目標不變，實現投入avc功能的機組間無功轉移與調整功能。
本發明目的是這樣實現的：包括如下步驟：
(一)由母線電壓的設定值與實發值之間的差值，經過增量式pid計算出母線電壓設定值下的電廠無功功率指令值；
在實際受控電壓閉環控制時，一般採用增量式數字pid控制器中的pi作用，其中pi控制器的差分方程表示為：
q(k)＝q(k-1)+kp·(e(k)-e(k-1))+ki·e(k)(1)
式中：e(k)＝u(k)-u(k-1)表示本次調節時母線電壓的調節誤差
通過現場試驗，根據受控電壓和無功功率的變化，以及結合增量式數字pid控制器的輸出和全廠無功目標值設定模塊的換算關係，確定增量式數字pid控制器的參數kp和ki，從而實現電壓和無功之間的相互轉換，以及對受控母線的閉環控制；
(二)電廠無功功率指令值經過機組無功分配模塊，計算avc成組機組無功指令值，無功指令值經過avr閉合迴路產生機組所需的無功；
(三)在機組無功分配時，引入無功偏置模塊，運行人員點擊手動模式，手動調整偏置改變成組機組中的一臺機組無功分配指令，其餘成組機組根據無功容量成比例分配算法進行無功指令自動調整；或者運行人員點擊無功偏置自動模式，無功分配算法會很據此時機組無功實發的最大值及最小值，按照機組無功容量成比例算法計算出全廠無功增量，根據無功增量再計算出成組機組新的無功指令值；
(四)無功偏置模塊處於手動模式時，avc系統根據機組無功容量按比例分配，方程如下：
式中：——avc投自動的機組無功偏置總和；
——參與avc分配的機組無功總和；
——未參與avc分配的機組無功總和；
qt——表示全廠無功目標值；
——參與avc分配的機組無功容量係數和；
n——全廠機組總數；
l——未參與avc分配機組總數；
m——參與avc分配機組投無功偏置模塊總數；
y——全廠無功總指令的增量。
為了保證機由avc手動切為自動時為無擾切換，手動的分配結果不被拉回，必須反算該機組無功偏置，如式所示：
bi＝qi-kiy(4)
(五)無功偏置模塊處於自動模式時，avc系統根據機組無功容量按比例分配，方程如下：
利用max，min函數計算投入avc機組的無功實發最大值和最小值：
按照投入avc機組容量比例計算出無功總指令的增量：
根據無功總指令增量計算投入avc機組的新的無功分配新指令值：
q′ii＝qii-y(8)。
本發明的有益效果是，可以人為手動或者自動添加自動電壓控制機組的無功偏置值，避免多機機組無功初始狀態不一致時，在進行母線電壓調節時，出現單機無功閉鎖，影響母線電壓地調節速率，可以推廣到水電廠甚至新能源avc控制領域中。
附圖說明
圖1為本發明的電廠avc控制結構框圖；
圖2為本發明改進機組avc分配策略的結構框圖。
具體實施方式
一種改進機組avc無功分配策略的方法，其無功分配策略改進包括下列步驟：
(一)由母線電壓的設定值與實發值之間的差值，經過增量式pid計算出母線電壓設定值下的電廠無功功率指令值；
在實際受控電壓閉環控制時，一般採用增量式數字pid控制器中的pi作用，其中pi控制器的差分方程表示為：
q(k)＝q(k-1)+kp·(e(k)-e(k-1))+ki·e(k)(1)
式中：e(k)＝u(k)-u(k-1)表示本次調節時母線電壓的調節誤差
通過現場試驗，根據受控電壓和無功功率的變化，以及結合增量式數字pid控制器的輸出和全廠無功目標值設定模塊的換算關係，確定增量式數字pid控制器的參數kp和ki，從而實現電壓和無功之間的相互轉換，以及對受控母線的閉環控制；
(二)電廠無功功率指令值經過機組無功分配模塊，計算投入avc功能的機組無功指令值，無功指令值經過avr閉合迴路產生機組所需的無功；
(三)在機組無功分配時，引入無功偏置模塊，運行人員點擊手動模式，手動調整偏置改變其中一臺機組無功分配指令，其餘所有機組根據當前分配算法進行自動調整；或者運行人員點擊無功偏置自動模式，機組無功偏置會根據投入avc功能機組的無功實發值，進行機組之間無功值的比較，並按照等容量偏置方法，得出新的機組無功分配值。
(四)無功偏置模塊處於手動模式時，avc系統根據機組無功容量按比例分配，方程如下：
式中：——avc投自動的機組無功偏置總和；
——參與avc分配的機組無功總和；
——未參與avc分配的機組無功總和；
qt——表示全廠無功目標值；
——參與avc分配的機組無功容量係數和；
n——全廠機組總數；
l——未參與avc分配機組總數；
m——參與avc分配機組投無功偏置模塊總數；
y——全廠無功總指令的增量。
為了保證機由avc手動切為自動時為無擾切換，手動的分配結果不被拉回，必須反算該機組無功偏置，如式所示：
bi＝qi-kiy(4)
(五)無功偏置模塊處於自動模式時，avc系統根據機組無功容量按比例分配，方程如下：
利用max，min函數計算投入avc機組的無功實發最大值和最小值：
按照投入avc機組容量比例計算出無功總指令的增量：
根據無功總指令增量計算投入avc機組的新的無功分配新指令值：
q′ii＝qii-y(8)。