無(wú)功電壓管理存在的問(wèn)題以及解決方案

摘要：過(guò)去的電壓無(wú)功管理，是有人為因素加入的決策，而現(xiàn)在已經(jīng)完全交給計(jì)算機(jī)去管理，被稱之為AVC的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)。但計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的應(yīng)用程序，還是以前輔助決策時(shí)期的版本，這就難免會(huì)出現(xiàn)以前不會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題。文章就無(wú)功電壓管理存在的問(wèn)題以及解決方法做簡(jiǎn)明的分析，并提供了一些可供參考的意見(jiàn)和建議。

關(guān)鍵詞：無(wú)功電壓管理；AVC的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)；輔助決策；電容器

中圖分類號(hào)：TM761 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）10-0109-02

1 電網(wǎng)AVC系統(tǒng)運(yùn)行的問(wèn)題實(shí)例及分析

系統(tǒng)設(shè)備頻繁操作，涉及到了電網(wǎng)安全問(wèn)題，在某些省份多次出現(xiàn)過(guò)：由于AVC系統(tǒng)失效或者受到限制，導(dǎo)致用戶不斷地調(diào)節(jié)檔位，最終造成了電梯出現(xiàn)故障的事故。雖然情況沒(méi)有惡化，但是程序的開(kāi)發(fā)人員、系統(tǒng)的維護(hù)人員必須對(duì)此要充分重視。以下是這種問(wèn)題的一些舉例：

例1：集控站受控變電站413電容器經(jīng)常出現(xiàn)投切的現(xiàn)象，其中每2分鐘一次，共出現(xiàn)8次分合的現(xiàn)象。顯然程序沒(méi)有應(yīng)用投切時(shí)間間隔為1800秒的程序，經(jīng)過(guò)檢查，錯(cuò)誤地改變一個(gè)外網(wǎng)等效的開(kāi)關(guān)狀態(tài)造成了EMS系統(tǒng)狀態(tài)的估算的誤差不收斂，狀態(tài)估計(jì)的合格率的返回SCADA數(shù)據(jù)保持在98%，在這樣的情況下，AVC的限值全部失敗。顯而易見(jiàn)，這是由于該程序有了缺陷。

例2：35kV變電站，線路負(fù)荷用戶是鋼鐵廠，屬于超負(fù)荷，造成了很大電壓的波動(dòng)，電壓在限制值附近急劇跳動(dòng)，大大增加了遙控的次數(shù)。AVC的電容，每天的投切次數(shù)最高規(guī)定為10次，變壓器的調(diào)節(jié)次數(shù)也是10次，導(dǎo)致了在上午的短短幾個(gè)小時(shí)內(nèi)達(dá)到設(shè)備的操作限值，系統(tǒng)禁止了它的使用。這樣使電容器只是做不必要的操作，失去了它的意義。

例3：變電站員工報(bào)道電壓處在一個(gè)可接受的范圍內(nèi)，但變壓器和電容器的檔位同時(shí)頻繁地進(jìn)行操作。問(wèn)其原因，變電站的工作人員報(bào)道，電壓達(dá)到合格時(shí)AVC系統(tǒng)仍然有操作，其原因是，AVC系統(tǒng)正在實(shí)施無(wú)功指令，站在省網(wǎng)的角度整體平衡無(wú)功，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全、電力率合格、減少損失的目標(biāo)。但是，從區(qū)域不同的角度，也應(yīng)推出適合自身的減少虧損的方案，兩者肯定不是全部一致的。

例4：變電站1#主變壓器由AVC系統(tǒng)調(diào)升到8檔，并繼而調(diào)升到9檔。因?yàn)檠訒r(shí)未到系統(tǒng)將其禁止使用，升檔后AVC取得檔位變化的畫(huà)面需要一些時(shí)間。換句話說(shuō)，變化遙測(cè)發(fā)送速度過(guò)慢或電壓預(yù)測(cè)并不很精確，也可引起在AVC區(qū)域無(wú)功功率優(yōu)化控制模式和電壓校正的控制模式有沖突，造成電容器或變壓器頻繁做循環(huán)動(dòng)作，甚至使10kV母線電壓超過(guò)限值。

例5：110kV變電站2#當(dāng)天有16次升降，超過(guò)了每天升降次數(shù)的最高值（10次），AVC系統(tǒng)沒(méi)有將它禁用。經(jīng)過(guò)調(diào)查由于狀態(tài)估計(jì)模塊出現(xiàn)異常而退出操作，停止計(jì)算。EMS系統(tǒng)在模塊退出時(shí)沒(méi)有報(bào)警，從而導(dǎo)致出現(xiàn)和例1同樣的問(wèn)題。

2 解決措施

2.1 設(shè)置狀態(tài)估計(jì)出現(xiàn)異常的報(bào)警裝置

當(dāng)內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)、外網(wǎng)的等效數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤造成狀態(tài)的估算并不收斂、模塊隨之停止了計(jì)算時(shí)；當(dāng)合格率的數(shù)據(jù)在10分鐘之內(nèi)不發(fā)生改變時(shí)；在這種情況下，應(yīng)該在AVC系統(tǒng)的程序中增加一些判別的條件，保證AVC系統(tǒng)的自動(dòng)開(kāi)環(huán)運(yùn)行和發(fā)出報(bào)警的信號(hào)，提醒維護(hù)人員及時(shí)維護(hù)狀態(tài)估計(jì)的模塊，以確保正常操作。AVC系統(tǒng)的安全策略、參數(shù)設(shè)置應(yīng)該相對(duì)高級(jí)應(yīng)用中的其他參數(shù)獨(dú)立，當(dāng)狀態(tài)估計(jì)模塊運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)，參數(shù)應(yīng)該仍然有效。

2.2 外網(wǎng)等效錯(cuò)誤自動(dòng)刪除

收集最新的和本電網(wǎng)有關(guān)聯(lián)的外網(wǎng)的數(shù)據(jù)和模型，需要再次確定更加精確的模型。AVC系統(tǒng)中外網(wǎng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，應(yīng)該能夠自動(dòng)確定并排除外網(wǎng)后，保證了內(nèi)網(wǎng)的正常運(yùn)行，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。保證狀態(tài)估計(jì)模塊始終正常運(yùn)行。

2.3 實(shí)施無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的開(kāi)關(guān)設(shè)備

加入操作次數(shù)在AVC系統(tǒng)的識(shí)別，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電容器的控制模式，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的設(shè)備在同一個(gè)卷上的電容器開(kāi)關(guān)電氣島相同，能夠解決這個(gè)問(wèn)題，可以使這樣的設(shè)備的壽命大大提高。

2.4 多考慮特殊的操作模式

在AVC的軟件中增加操作模式的判別，根據(jù)電站內(nèi)的主變高中低壓三側(cè)都受到了母聯(lián)開(kāi)關(guān)、高中低壓的母線、總開(kāi)關(guān)的狀態(tài)判別的操作模式，多考慮母線的退出操作或者通過(guò)母聯(lián)靠另外一個(gè)主變供電的特殊操作方式，增加一個(gè)總線操作或母聯(lián)的主變壓器供電，由另一種特殊的方式。

2.5 實(shí)現(xiàn)操作模式和操作次數(shù)一起判別

采用自動(dòng)判斷電氣連接的模式，尋找在相同的電氣島中，達(dá)到方案的執(zhí)行條件要求的所有的電容器。比如優(yōu)先選擇當(dāng)天投切次數(shù)相對(duì)較少的可投切電容器；如果是相同的投切次數(shù)，就優(yōu)先選擇投入時(shí)間較早的電容器。當(dāng)有一組或者幾組電容器退出自動(dòng)控制模式時(shí)，該模塊仍然可以根據(jù)實(shí)際需要，重新自動(dòng)確定投切的順序，采用循環(huán)投切的方式。除了規(guī)定投切順序的電容器以外，本著先投先切的原則進(jìn)行投切，投切時(shí)間的間隔不能小于所規(guī)定的時(shí)間，并且每日的投切次數(shù)要少于規(guī)定的次數(shù)。

2.6 引進(jìn)負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)功能

為了清除因特殊負(fù)載跳變引起的不需要的投切，除了使用各種措施加強(qiáng)治理諧波外，在軟件設(shè)計(jì)上可以充分利用變壓器允許短的時(shí)間超負(fù)荷的能力，減少了不必要的調(diào)整和投切，再把調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)功能引進(jìn)到AVC的判斷之中。通過(guò)比較實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)值，再把結(jié)果看成電壓無(wú)功的綜合控制的策略中的重要參考數(shù)據(jù)，根據(jù)具有代表的一天的負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)設(shè)備的投入或者切除之后到下一次投入或切除的時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的調(diào)整和投切。在保證安全的前提下，達(dá)到最佳的運(yùn)行方案，避免在負(fù)載波動(dòng)頻繁的區(qū)域設(shè)備出現(xiàn)頻繁動(dòng)作。

2.7 合理設(shè)計(jì)設(shè)備的操作成本

設(shè)備的操作成本包括設(shè)備操作風(fēng)險(xiǎn)成本和設(shè)備損耗成本。設(shè)備損耗的成本大多考慮的是主要設(shè)備以及配套的設(shè)備成本，合理設(shè)計(jì)使用的次數(shù)。設(shè)備操作風(fēng)險(xiǎn)的成本大多是考慮設(shè)備運(yùn)行發(fā)生事故的概率和事故損失的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。在AV中合理分析設(shè)計(jì)設(shè)備的操作成本，提供設(shè)置的界面，人工修改。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，在系統(tǒng)提出降損的計(jì)劃之前，綜合設(shè)備的操作成本，整體考慮，在運(yùn)行的維護(hù)中提高或者降低操作成本，實(shí)現(xiàn)人為地增加或者減少操作設(shè)備的目標(biāo)。

2.8 科學(xué)合理地配置電容器的容量

現(xiàn)在的電網(wǎng)中部分電容器組的容量很大，根據(jù)敏感性的分析結(jié)果，電容器在投切之后會(huì)出現(xiàn)無(wú)功缺失和無(wú)功過(guò)補(bǔ)的現(xiàn)象。這也是引起個(gè)別沒(méi)有運(yùn)行而其他的小容量電容器頻繁出現(xiàn)投切的一個(gè)重要原因。比如電容器都分組運(yùn)行或者在總線上配置兩組不同容量的電容器。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)投入的電容器組的實(shí)際容量，進(jìn)行人工修改相關(guān)的容量參數(shù)，系統(tǒng)控制投切，將取得更好的成效。

3 結(jié)語(yǔ)

無(wú)功電壓控制（VQC）同樣遵循安全、經(jīng)濟(jì)兩個(gè)根本性指標(biāo)，這兩個(gè)指標(biāo)是我們工作的指揮棒、約束條件。在此前提之下，要做到合格（中樞點(diǎn)電壓、關(guān)口功率因數(shù)）；穩(wěn)定（上下波動(dòng)不能越限）；可靠（無(wú)拒動(dòng)、誤動(dòng)、抖動(dòng)）；經(jīng)濟(jì)（少動(dòng)、均衡使用設(shè)備）；低成本（最少的操作次數(shù)、最低的線損、最低的工作成本）。只有將無(wú)功電壓管理中存在的問(wèn)題解決好，才能保證電廠發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)利益的最大化。

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作者簡(jiǎn)介：孫凌雁（1971-），女，貴州畢節(jié)人，貴州省畢節(jié)供電局工程師，研究方向：無(wú)功與電壓管理。

（責(zé)任編輯：劉晶）