太原地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)升級(jí)改造

王鳳萍

【摘 要】本工程的目標(biāo)是對(duì)地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)全部220kV變電站和110kV變電站全部閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)省地AVC系統(tǒng)通信及聯(lián)調(diào)，從全網(wǎng)角度進(jìn)行無(wú)功電壓優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備投入合理和無(wú)功分層就地平衡與穩(wěn)定電壓，實(shí)現(xiàn)主變分接開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)最少、電壓合格率最高、網(wǎng)損率盡可能小，從而進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，全面改善和提高電網(wǎng)電壓質(zhì)量，降低電網(wǎng)損耗，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度。

【關(guān)鍵詞】AVC 經(jīng)濟(jì)調(diào)度 閉瑣控制

【中圖分類(lèi)號(hào)】V242.3【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0441-01

引言

按照《山西電網(wǎng)變電站自動(dòng)電壓控制技術(shù)規(guī)范（試行）》和《山西電網(wǎng)自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)（AVC）運(yùn)行管理辦法（試行）》的要求，按照山西省電力公司的統(tǒng)一部署，山西電網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)從500kV變電站到110kV變電站的全網(wǎng)AVC閉環(huán)控制運(yùn)行，地調(diào)AVC系統(tǒng)承擔(dān)著網(wǎng)內(nèi)220kV變電站和110kV變電站閉環(huán)控制的任務(wù)，2009年太原做為試點(diǎn)對(duì)220kV變電站和110kV變電站進(jìn)行閉環(huán)控制，本次升級(jí)改造主要對(duì)控制策略和系統(tǒng)功能根據(jù)“大運(yùn)行”要求進(jìn)一步完善。升級(jí)建模子系統(tǒng)，升級(jí)圖形監(jiān)視子系統(tǒng)，升級(jí)計(jì)算分析控制子系統(tǒng)，升級(jí)安全閉瑣控制子系統(tǒng)，升級(jí)報(bào)表查詢分析子系統(tǒng)。

1 與EMS數(shù)據(jù)交互與集成

1.1 AVC主站從調(diào)度中心能量管理系統(tǒng)（EMS）獲取電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及有關(guān)信息，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行控制計(jì)算。AVC主站與EMS的數(shù)據(jù)交互信息完善。

1.2 遙測(cè)采集精度優(yōu)化。對(duì)于并列運(yùn)行的多條母線電壓量測(cè)偏差較大、母線電壓量測(cè)數(shù)據(jù)波動(dòng)較大、電壓量測(cè)死區(qū)傳送門(mén)檻過(guò)大等情況，應(yīng)采取技術(shù)改造等措施，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量；對(duì)主變?nèi)喾纸宇^檔位配備量測(cè)并正確采集；有關(guān)遙信量采集的冗余度和可靠性應(yīng)滿足閉環(huán)控制對(duì)可靠性、安全性的要求，應(yīng)覆蓋變電站內(nèi)重要開(kāi)關(guān)和刀閘設(shè)備（尤其是和控制設(shè)備相關(guān)的開(kāi)關(guān)與刀閘），合成并上傳必要的保護(hù)動(dòng)作閉鎖信號(hào)、控制閉鎖信號(hào)等遙信信息。

1.3 應(yīng)實(shí)現(xiàn)AVC應(yīng)用服務(wù)主備配置和自動(dòng)切換，可考慮實(shí)現(xiàn)AVC應(yīng)用服務(wù)器與SCADA服務(wù)器之間的雙網(wǎng)絡(luò)配置，提高AVC系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。

1.4 AVC主站應(yīng)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和控制參數(shù)的有效性進(jìn)行檢測(cè)，避免明顯不合理的數(shù)據(jù)進(jìn)入分析和控制過(guò)程。能判別明顯不在合理范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并予以屏蔽；能利用遙測(cè)、遙信等信息的冗余性，對(duì)局部數(shù)據(jù)的可信性進(jìn)行校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)并屏蔽明顯的壞遙測(cè)遙信數(shù)據(jù)或不合理數(shù)據(jù)；應(yīng)具有濾除數(shù)據(jù)突變和高頻電壓波動(dòng)的功能；AVC系統(tǒng)應(yīng)能對(duì)與SCADA系統(tǒng)通信中斷和不合理數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)報(bào)警。

2 實(shí)時(shí)監(jiān)視

完善監(jiān)視母線的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息；對(duì)于母線電壓越限的情況進(jìn)行告警，提醒運(yùn)行人員注意；

監(jiān)視變電站無(wú)功設(shè)備的運(yùn)行信息；監(jiān)視當(dāng)前AVC系統(tǒng)的運(yùn)行情況；可監(jiān)視電網(wǎng)傳輸有功損耗信息。

3 控制與優(yōu)化策略計(jì)算

3.1 利用電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)控制策略在線計(jì)算；應(yīng)采用成熟、高效、先進(jìn)、實(shí)用的設(shè)計(jì)和算法，保證策略計(jì)算的可靠性和有效性。

3.2 在優(yōu)化策略計(jì)算中應(yīng)滿足以下約束條件：

母線電壓滿足電網(wǎng)運(yùn)行要求，可滿足全天高峰、低谷、平峰不同時(shí)段的電壓控制要求及峰谷轉(zhuǎn)換時(shí)的電壓平穩(wěn)過(guò)渡；符合無(wú)功電壓調(diào)節(jié)設(shè)備動(dòng)作次數(shù)、動(dòng)作時(shí)間間隔等約束。

3.3 在策略計(jì)算中可考慮以下目標(biāo)：無(wú)功分層分區(qū)平衡；提高動(dòng)態(tài)無(wú)功儲(chǔ)備；減小電網(wǎng)傳輸損耗。

3.4 在策略計(jì)算中應(yīng)考慮上級(jí)電網(wǎng)對(duì)本級(jí)電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制目標(biāo)或約束。

3.5 在控制策略計(jì)算失敗的情況下，應(yīng)提供相應(yīng)的后備措施，且不引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)。

3.6 在電網(wǎng)出現(xiàn)事故或異常下，必要時(shí)閉鎖或退出AVC控制，并給出報(bào)警。

4 控制指令執(zhí)行

1 AVC系統(tǒng)應(yīng)具有開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制模式完善。在開(kāi)環(huán)控制模式下，AVC控制策略在主站顯示作為參考；在閉環(huán)控制模式下，AVC控制策略自動(dòng)下發(fā)到站端執(zhí)行。正常情況下AVC系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)行在閉環(huán)控制模式。

2 AVC主站下發(fā)給變電站的控制指令可以是電容器（電抗器）開(kāi)關(guān)投切指令（遙控）、有載調(diào)壓分接頭檔位調(diào)節(jié)指令（遙調(diào)），也可以是相關(guān)變電站母線電壓或主變關(guān)口無(wú)功的設(shè)定目標(biāo)值或調(diào)整量等。

3 控制指令下發(fā)應(yīng)采用可靠數(shù)據(jù)通道和成熟通信規(guī)約?？刂浦噶罱ㄗh通過(guò)現(xiàn)有EMS系統(tǒng)的遙控/遙調(diào)下行通道下發(fā)，也可由AVC主站與站端子站直接通信。

4 所有下發(fā)控制指令在有關(guān)環(huán)節(jié)都應(yīng)保存帶時(shí)標(biāo)的詳細(xì)日志，便于事后查詢和分析。

5 對(duì)于下發(fā)失敗的控制指令，能自動(dòng)重試。對(duì)于多次（不少于3次）連續(xù)控制失敗的情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，并閉鎖相應(yīng)設(shè)備。

6從主站能夠?qū)x定的設(shè)備進(jìn)行傳動(dòng)測(cè)試和AVC控制試驗(yàn)。

5 統(tǒng)計(jì)分析功能

變電站控制相關(guān)信息的統(tǒng)計(jì)分析功能完善；對(duì)上下級(jí)間的協(xié)調(diào)控制策略和控制結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和查詢；支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出。

6 AVC主站的閉鎖功能完善。

主站閉鎖設(shè)置分為三個(gè)層次：系統(tǒng)級(jí)閉鎖、站級(jí)閉鎖和設(shè)備級(jí)閉鎖；系統(tǒng)級(jí)閉鎖指調(diào)度中心AVC主站將整個(gè)AVC控制模塊閉鎖，主站不再下發(fā)閉環(huán)控制指令，全部廠站轉(zhuǎn)入人工控制或者就地控制；站級(jí)閉鎖指調(diào)度中心AVC主站對(duì)單個(gè)變電站進(jìn)行閉鎖，不對(duì)該廠站下發(fā)閉環(huán)控制指令，該站轉(zhuǎn)入人工控制或者就地控制；設(shè)備級(jí)閉鎖指調(diào)度中心AVC主站對(duì)某個(gè)具體設(shè)備進(jìn)行閉鎖，閉環(huán)控制中不考慮對(duì)此設(shè)備的調(diào)節(jié)，不下發(fā)對(duì)此設(shè)備的閉環(huán)控制指令。

7 增加省地協(xié)調(diào)管理及考核功能

省地協(xié)調(diào)調(diào)試完成、相關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)投運(yùn)后，正常情況下省地協(xié)調(diào)控制應(yīng)保持投運(yùn)。省調(diào)AVC系統(tǒng)按月自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各地調(diào)的省地協(xié)調(diào)投運(yùn)率和省地協(xié)調(diào)關(guān)口調(diào)節(jié)合格率，同時(shí)統(tǒng)計(jì)省調(diào)220kV母線電壓合格率。如出現(xiàn)地調(diào)關(guān)口滿足省調(diào)下發(fā)的上下限值，但母線電壓仍不合格的情況，由省調(diào)AVC系統(tǒng)負(fù)責(zé)整改。如地調(diào)某些關(guān)口長(zhǎng)期不可控、可控時(shí)間遠(yuǎn)低于省調(diào)要求或者關(guān)口調(diào)節(jié)合格率不滿足省調(diào)要求，則由地調(diào)負(fù)責(zé)整改。

8 冗余配置

為系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行冗余配置，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵模塊的熱備功能，提升系統(tǒng)的可靠性、安全性，增強(qiáng)系統(tǒng)在異常情況下的容災(zāi)能力。

9 系統(tǒng)增加以下功能以滿足在閉環(huán)控制中遇到的問(wèn)題：

復(fù)雜接線方式建模功能；復(fù)雜接線方式自動(dòng)拓?fù)浣馕龉δ?；?yè)面導(dǎo)航功能；網(wǎng)絡(luò)版功能；主變參數(shù)一致，三主變檔位聯(lián)調(diào)功能（滿足電網(wǎng)220kV變電站三主變并列運(yùn)行的要求）；主變參數(shù)一致，三主變檔位聯(lián)調(diào)功能（滿足電網(wǎng)220kV變電站不同參數(shù)三主變并列運(yùn)行的要求）；變升降檔方向相反AVC控制功能；主變檔位數(shù)量不一致AVC控制功能；特殊運(yùn)行方式控制策略功能；保護(hù)閉鎖控制模塊；自動(dòng)回調(diào)功能；時(shí)鐘同步功能；增加直觀監(jiān)視畫(huà)面；統(tǒng)計(jì)分析功能；遙控試驗(yàn)管理功能；安全閉鎖控制功能；保護(hù)閉瑣設(shè)備圖形化閃動(dòng)告警功能。

10 變電站閉環(huán)控制。

實(shí)現(xiàn)變電站AVC接入和閉環(huán)控制的工作主要有設(shè)備參數(shù)錄入，設(shè)備參數(shù)檢查核對(duì)，SCADA轉(zhuǎn)發(fā)庫(kù)的配置，AVC遙測(cè)遙信參數(shù)錄入，遙測(cè)遙信實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)檢查核對(duì)，AVC保護(hù)閉所信號(hào)添加核對(duì)和傳動(dòng)試驗(yàn)，AVC遙控參數(shù)錄入核對(duì)和遙控預(yù)置試驗(yàn)，AVC運(yùn)行定值的配置等。

參考文獻(xiàn)

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