自動電壓控制系統(tǒng)(AVC)在湛江電網(wǎng)的應(yīng)用

摘要：自動電壓控制系統(tǒng)（AVC）是提高電網(wǎng)電壓質(zhì)量，降低網(wǎng)損，實現(xiàn)電網(wǎng)運行在線控制的有效手段，AVC系統(tǒng)在湛江電網(wǎng)的應(yīng)用，提高了湛江電網(wǎng)的電壓無功運行水平，文章對其應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：自動電壓控制系統(tǒng)；電網(wǎng)；控制原理；工作模式

中圖分類號：TM76文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-8937（2012）05-0036-02

隨著高電壓等級、大容量和跨區(qū)電網(wǎng)的迅速發(fā)展，為保證電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)運行，對電壓質(zhì)量提出了更高標(biāo)準(zhǔn)和更嚴(yán)格的要求。電網(wǎng)的電壓質(zhì)量是電能質(zhì)量的一項重要指標(biāo)。為進(jìn)一步提高電網(wǎng)主網(wǎng)的電壓質(zhì)量，降低主網(wǎng)網(wǎng)損，實現(xiàn)電網(wǎng)運行在線控制的目標(biāo)，減輕值班人員人工調(diào)整電壓的勞動強(qiáng)度，自動電壓控制系統(tǒng)（Automatic Voltage Control，以下簡稱AVC）在電網(wǎng)中的應(yīng)用就顯得十分必要，它為現(xiàn)代電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。AVC系統(tǒng)的主要功能是在確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行前提下，保證電壓和關(guān)口功率因數(shù)合格，盡可能減少線路無功傳輸、降低電網(wǎng)因不必要無功潮流引起的有功損耗。

1湛江電網(wǎng)無功電壓控制的模式

湛江電網(wǎng)在應(yīng)用AVC前，一直采用變電站內(nèi)VAC裝置或人工來控制無功電壓，VQC裝置原理明晰簡單，可靠性較高，但是只能控制單個廠站，對全網(wǎng)的協(xié)調(diào)性較差。而人工控制只是注重母線電壓的控制，存在無功竄動大，電容器投切不能和電網(wǎng)實際合理協(xié)調(diào)，且調(diào)整的勞動強(qiáng)度大的缺點。

上述調(diào)節(jié)手段都只是限于無功和電壓的就地分散控制，不能滿足保持系統(tǒng)足夠的動態(tài)無功儲備的要求，無功電壓的控制難以達(dá)到全網(wǎng)優(yōu)化的目標(biāo)。因此湛江電網(wǎng)從2009年開始應(yīng)用AVC系統(tǒng)來實現(xiàn)地區(qū)電網(wǎng)無功電壓的自動控制。

2湛江電網(wǎng)AVC的構(gòu)成

湛江電網(wǎng)目前采用的是國電南瑞科技股份有限公司的基于OPEN-3000 調(diào)度自動化平臺的AVC系統(tǒng)。

湛江電網(wǎng)的電壓無功自動控制系統(tǒng)主要有三個模塊構(gòu)成，如圖1所示：自動電壓調(diào)整程序（AVC_MAIN）、遙控程序（DO_CTLS）和報警程序（AVC_ALM）。AVC_MAIN通常只運行在PAS節(jié)點上，它從SCADA獲得電網(wǎng)的實時運行狀態(tài)，根據(jù)分區(qū)調(diào)壓原則，對電網(wǎng)電壓進(jìn)行監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)電壓異常時提出相應(yīng)的調(diào)節(jié)措施。當(dāng)系統(tǒng)處于自動控制狀態(tài)時，將調(diào)節(jié)措施交給SCADA的遙控程序，執(zhí)行變壓器的升降和電容器的投切，遙控環(huán)節(jié)是電壓無功自動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，電壓無功自動控制系統(tǒng)運行是否成功將在很大程度上決定于電網(wǎng)基礎(chǔ)自動化狀況。報警程序負(fù)責(zé)顯示自動調(diào)壓程序提出的調(diào)壓建議和遙控程序所做的自動調(diào)壓措施。

3AVC控制原理

3.1AVC控制模式

AVC按分層分區(qū)空間解耦來構(gòu)建三種AVC控制模式，即區(qū)域電壓控制、就地電壓控制、區(qū)域無功控制三種模式，各控制模式按響應(yīng)周期在時間上解耦。各控制模式的策略見表1。

3.2AVC的協(xié)調(diào)控制過程

控制模式之間的協(xié)調(diào)優(yōu)先保證電壓和功率因數(shù)約束，系統(tǒng)網(wǎng)損則次之。再通過模式優(yōu)先級和響應(yīng)周期考慮控制動作次序問題，避免控制過調(diào)或振蕩?？刂颇Ｊ降臉?gòu)建方法遵循無功優(yōu)化原則，綜合廠站九區(qū)圖控制原理，可達(dá)到運行可靠和區(qū)域無功平衡全網(wǎng)協(xié)調(diào)和全局優(yōu)化的目的。AVC的協(xié)調(diào)控制過程如下：

①上級按照優(yōu)化控制策略盡量控制220 kV線路無功流動小。

②在滿足220 kV母線電壓合格的前提下，上級AVC盡量控制220 kV變電所主變高壓側(cè)無功負(fù)荷滿足要求。

③上級AVC對下級AVC下達(dá)每個220 kV變電所期望無功負(fù)荷指令。

④下級AVC應(yīng)具有對上級AVC指令有效性進(jìn)行校核的功能。

⑤上級AVC要考慮下級電網(wǎng)無功調(diào)節(jié)能力，使AVC指令可行。

⑥在規(guī)定時間內(nèi)接收不到上級AVC指令，下級AVC應(yīng)切至當(dāng)?shù)乜刂颇Ｊ健?/p>

⑦下級AVC軟件運行狀態(tài)（開環(huán)/閉環(huán)）應(yīng)上傳上級。

4湛江局AVC的工作模式

為方便電網(wǎng)試點逐步接入AVC，湛江局的AVC分監(jiān)視、開環(huán)和閉環(huán)三種工作模式運行。

①監(jiān)視：只參與計算分析，不下達(dá)實際操作命令。

②開環(huán)：參與計算分析并提示控制方案，但不能自動控制，需要人工確認(rèn)。

③閉環(huán)：參與計算分析且對產(chǎn)生的方案自動控制。

5工程實例

湛江電網(wǎng)從2007年開始推行AVC，經(jīng)兩年的測試和開環(huán)運行后，部分變電站具備了閉環(huán)運行條件，從2009年開始陸續(xù)投入了AVC對各變電站控制的閉環(huán)運行。從AVC投入閉環(huán)運行至今，運行效果良好，對湛江電網(wǎng)的無功電壓控制起到了很大的作用。圖2是AVC在湛江電網(wǎng)的運行控制實例。

①區(qū)域電壓控制。設(shè)置變電站母線電壓的下限值是10.2kV，AVC監(jiān)視到B、C變電站的母線電壓均低于該限值，投入樞紐廠站（A站）的電容器以最少動作次數(shù)校正和優(yōu)化電壓，投入A站的電容器后，B、C變電站的母線電壓恢復(fù)到了正常值。

②就地電壓控制。設(shè)置變電站母線電壓的下限值是10.2 kV，AVC監(jiān)視到C站的母線電壓低于該限值，就地廠站（C站）OLTC上調(diào)校正電壓后，C站的母線電壓恢復(fù)了正常值。

6結(jié)語

AVC系統(tǒng)是控制和優(yōu)化電壓無功的有效手段，湛江電網(wǎng)AVC系統(tǒng)經(jīng)過在220 kV變電站和市區(qū)110 kV變電站的兩年閉環(huán)運行，及對縣局110 kV變電站的開環(huán)測試，具備了較成熟的運行條件和運行經(jīng)驗，故今年湛江電網(wǎng)陸續(xù)又投入了AVC系統(tǒng)對縣局110 kV變電站的閉環(huán)控制，至今AVC系統(tǒng)對湛江電網(wǎng)各運行站點的閉環(huán)控制覆蓋率已達(dá)100%。運行經(jīng)驗證明，AVC系統(tǒng)的應(yīng)用，大大的提高了湛江電網(wǎng)的電壓無功運行水平。

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