荆鸿儒:发电厂分布式电气控制系统中自动电压控制的研究
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摘 要：本文主要研究的是电力能源在具体使用过程中，受到科学技术影响之下，自动电压控制在具体电压控制过程中得到大量的运用。本文基于这一发展现状，提出了实现AVC的新方案。
随着科学技术不断发展，并且在整个社会发展过程中得到大量的运用和普及。尤其是在电力能源的使用过程中，电网的监督管理控制开始使用自动电压控制。所谓的自动电压控制，英文简称AVC，是我国现代电网用来提高电压质量，以及保证电力系统稳定和安全运行的主要针对性手段。主要指的是中心调度按照整个电网表现出来的具体是激情，来计算出电压的范围，同时根据具体需求向电厂传递所需电压的具体指令，并且要求电厂在整个自动装置的控制下，按照一定的策略来调整所需要的电压，从而满足人们日常的需要。所以本文主要通过发电厂内分布式电气控制系统（FECS）来研究自动电压控制。
1 电厂实现AVC的具体方案
在具体使用过程中的FECS中，电厂AVC具体的应用主要表现在以下几点：
1.1 具体编写整个AVC所需要的具体应用程序。一般是在PLC的代码编辑器的编辑界面下，通过采用IEC61131-3的标准定义之下各种标准功能，以及结合具体用户对于具体功能块的自定义选择，继而结合整个AVC程序的具体运行，以应用程序为基础，整个编译程序就能得到具体可运行的应用程序，从而实现AVC所具有的各种功能。
1.2 通过各种功能的调试来展开程序的模拟，检验编写的代码的准确性。FECS主要使用的是分层的分布式结构原理，以FECS为基础的AVC电厂系统也是使用的分层分布式结构，这种结构是一种一层设备一层网的结构，在整个电厂之中为三层设备两层网的形式。具体的形式如图1表示
通过图1所示，整个系统分为间隔层、控制单元层以及主要站点层三层，以及双以太网两网。在整个系统中，间隔层是利用总线与主控单元实现连接，并且以这个链接为基础展开通信。而现场进行单选的测量和控制，一方面来收集所需要的各种信息，另一方面则是将整个控制单元发出的控制命令转变为各种控制信号，并且以AVR为基础进行运行。整个测控装置采集信息是按照一定的时间周期进行采集，AI刷新时间一般为20ms，DI为1ms。主控单元层是在间隔层和主站层之间的适配层，它具有处理数据以及不同层次之间相互连接的通信功能。一方面是将间隔层收集的各种需要处理的数据以及其它层所传递出来的各种信号进行数据的处理，然后向其它层传送各种数据。另一方面则是需要一AVC的控制程序为基础，实现不同层次之间信息内容的运算和处理。间隔层与主控单元之间使用的是以太网为基础的连接方式，并且利用一些其他的通讯方式进行信息的传递和通信，可以在整个运转过程中将控制器所关注的各种信息数据整理出来发送给DCS控制器，传递信息的同时还受到DSC控制器的控制命令。FECS的不同主控单元表现出来两种独立的单元模块，从而满足双以太网的要求。
通过图1，我们发现整个主站层是FECS的核心部分，它不仅负责整个系统的监控以及各种组件的管理，同时采用的是双以太网的配置方式，一般是由工程师站、系统管理服务器和网络交换机以及一些网络设备共同组成。现阶段多数发电厂在FECS中实现自动电压控制，具有这样几点优势：（1）两种方案并行，不仅操作更加方便，同时还提供更高的安全性和可靠性，并且不需要增加必要的硬件装置，成本节约。（2）采集信息方面，主要是使用侧空单元设备来采集所需要的信息数据，不需要再AVC系统中增加专门的变送器，也能实现成本的节约以及投资。（3）在监控后台，具体的工作人员可以在PLC编辑软件中进行各种软件的调试，给予编程软件的调试，操作更加简便，并且参数设置更加简单。（4）FECS主要是利用现场总线来实现信息数据的收集和整理，并且通过信息网关将各种信息传递给其它层，从而节约了大量的电线和电缆，以及各种功能模块的安装。（5）从一体化的角度出发，FECS系统一定会成为整个DCS系统下属的子系统，并且将整个DCS系统中一些具体的控制内容转移到FECS系统之中，这样不仅能够提高传输速度，缩短传输距离，同时还能减轻整个DCS系统的压力。
2 电厂AVC的具体实现过程
2.1 建立工程。启动编程环境后，首先要为编写的程序创建一个工程。点击“文件”菜单下的新建工程菜单项，在弹出的对话框内填写工程名、保存路径、配置的名称和类型、任务的类型等。一旦一个新的工程被创建，软件就会默认打开了主程序编辑状态。
2.2 编写控制程序。根据AVC程序运行原理，用功能块语言编写控制程序。用户可选择该软件固件库中的一些标准功能和标准功能块，也可自定义一些功能块。自定义的功能块也被嵌入到编辑向导中。程序编写完成后，可以保存当前的工程到计算机中，点击“文件”菜单中的“保存工程”菜单项即可将当前编写的工程保存。
2.3 编译、下装程序。保存完成后，需要检查当前编写的程序是否有错误并且编译为可以下载到可编程控制器中。点击编译图标，即可对程序进行编译。用消息窗口来显示和改正错误。
2.4 调试程序。程序下装完成后，打开资源控制对话框，点击“冷启”便可进行程序调试。
3 具体调试情况
将此技术投入到具体的电厂的实际工程应用中，工程反映运行情况良好，能够实现电厂AVC功能。
3.1 调试时，曾分别模拟增、减磁达到限制条件的工况，此时“禁止增、减磁”能正常动作，并向省调发送禁止增或者禁止减信号，说明这些设置的安全有效。
3.2 通过试运行进行的遥控（自动）和就地（手动）方式及其相互切换的相关操作，证实遥控和就地方式之间能够正常平稳切换。由于电网电压波动，调节比较频繁，遥控和就地方式之间实现平稳切换十分重要。
4 结论
总结本文所做的工作，可以得出如下结论：
4.1 本文提出了一种实现电厂自动电压控制的新方案：即在发电厂分布式电气控制系统（FECS）中实现AVC功能。方法是运用PLC编辑器开发发电厂AVC的图形化逻辑程序，运行得到可执行程序，再下装到可编程控制器中运行，控制器输出控制命令给控制对象以达到控制高压母线电压的目的。
4.2 本文的FECS的逻辑控制功能是在现有的主控单元的基础上新增的，这种方法省去了专用发电厂AVC功能的硬件设备，降低了成本。
4.3 本文无需为具有可编程控制功能的主控单元提供单独的编程设备，编程软件即PLC编辑器安装在FECS的监控后台。
参考文献
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