地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)運行情況及調(diào)控運行中注意事項

引言：電壓作為衡量電能質(zhì)量的主要三大指標之一，直接影響著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，為保證電壓質(zhì)量，電壓及無功調(diào)整需要及時、合理、準確。AVC系統(tǒng)投入，極大的優(yōu)化電壓質(zhì)量、提高系統(tǒng)安全水平、減小網(wǎng)損、減輕調(diào)控人員勞動強度。本文介紹保定地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)概況，AVC系統(tǒng)原理及控制策略，及調(diào)控運行過程中出現(xiàn)的一些問題及解決辦法。

一、引言

電壓作為衡量電能質(zhì)量的主要三大指標之一，直接影響著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，電壓質(zhì)量直接影響著用電設(shè)備的經(jīng)濟安全運行。電力系統(tǒng)運行過程中，存在有功、無功損耗，隨著用電負荷改變，網(wǎng)絡(luò)中電壓損耗也發(fā)生變化，從而電網(wǎng)中電壓分布隨之改變，為保證電壓質(zhì)量，需要確保電壓及無功調(diào)整的及時、合理、準確。

近年來，隨著AVC系統(tǒng)在國內(nèi)各級電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用，在優(yōu)化電壓質(zhì)量、提高系統(tǒng)安全水平、減小網(wǎng)損及減輕調(diào)控人員勞動強度方面取得了理想的效果。

二、保定電網(wǎng)AVC系統(tǒng)應(yīng)用簡介

保定電網(wǎng)是典型的受端電網(wǎng)，220kV網(wǎng)架主要以環(huán)網(wǎng)形式運行，110kV主要為輻射線路，電壓調(diào)整方式以逆調(diào)壓為主。自2012年1月AVC系統(tǒng)正式閉環(huán)運行以來極大的減輕了調(diào)度運行中電壓調(diào)整的工作量，提高電壓質(zhì)量。在2014年6月隨著調(diào)度自動化系統(tǒng)由OPEN3000向D5000系統(tǒng)的升級，AVC系統(tǒng)得到全面升級，控制策略進一步優(yōu)化。截止目前已投入AVC系統(tǒng)220kV變電站28座，110kV變電站119座，變電站投入率達到99%。

三、AVC系統(tǒng)原理及控制策略

（一）AVC系統(tǒng)原理及系統(tǒng)架構(gòu)

自動電壓控制（Automatic Voltage control）系統(tǒng)對全網(wǎng)無功電壓狀態(tài)進行集中監(jiān)視和分析計算，從全局的角度對廣域分散的電網(wǎng)無功裝置進行協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。

保定電網(wǎng)AVC系統(tǒng)應(yīng)用基于南瑞智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)D5000平臺一體化設(shè)計，在滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行前提下，保證電壓和功率因數(shù)合格，并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。AVC從網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用（PAS）獲取控制模型、從電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)監(jiān)控應(yīng)用（SCADA）獲取實時采集數(shù)據(jù)并進行在線分析和計算，對電網(wǎng)內(nèi)各變電所的有載調(diào)壓裝置和無功補償設(shè)備進行集中監(jiān)視、統(tǒng)一管理和在線控制，實現(xiàn)全網(wǎng)無功電壓優(yōu)化控制閉環(huán)運行。

AVC應(yīng)用包括自動電壓調(diào)整程序（AVC_MAIN）、遙控程序（DO_CTLS）和報警程序（AVC_ALM）三個模塊。AVC_MAIN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。調(diào)節(jié)措施交給遙控程序，執(zhí)行變壓器的升降和電容器的投切。報警程序負責顯示自動電壓調(diào)整程序提出的調(diào)壓建議和遙控程序所做的自動調(diào)壓措施。

（二）AVC控制策略

AVC控制策略主要有區(qū)域電壓、母線電壓、區(qū)域無功、單站無功控制策略。

區(qū)域電壓：當整個區(qū)域內(nèi)大多數(shù)母線電壓超過限值時，通過調(diào)節(jié)樞紐站的主變檔位來整體調(diào)節(jié)區(qū)域電壓質(zhì)量。

母線單元電壓：遵從九區(qū)圖原理。

區(qū)域無功：區(qū)域關(guān)口（220kV站主變高）無功越限時，調(diào)節(jié)屬于此區(qū)域的容抗器。

單站無功：單站關(guān)口（非220kV站高壓側(cè)）的無功越限時，調(diào)節(jié)屬于此站的容抗器。

四、電壓調(diào)整常用措施

電力系統(tǒng)常用調(diào)壓手段：1） 調(diào)整發(fā)電機勵磁電流調(diào)壓；2） 調(diào)整變壓器分接頭位置改變變比調(diào)壓：；3）利用無功功率補償調(diào)壓；4）改變輸電線路參數(shù)調(diào)壓。

電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整是一個系統(tǒng)的、區(qū)域性問題。一般對于發(fā)電機調(diào)壓主要用于地方性供電網(wǎng)，對于區(qū)域電網(wǎng)作為輔助手段。在系統(tǒng)無功充裕時，首先采用改變變壓器變比調(diào)壓。當系統(tǒng)無功不足時，需通過投入無功電源的方式調(diào)整電壓，避免因調(diào)整主變分頭發(fā)生系統(tǒng)無功缺額增大，引起電壓崩潰。無功電源投入減少了系統(tǒng)無功功率在輸電線路上的傳輸，提高了電壓水平，同時降低有功損耗，提高電網(wǎng)的經(jīng)濟運行。

五、電網(wǎng)AVC運行過程中出現(xiàn)問題及解決辦法

（一）運行主變發(fā)“有載調(diào)壓瓦斯動作”信號問題

AVC系統(tǒng)投運以來，出現(xiàn)多起110kV主變“主變有載輕瓦斯動作信號”。由于大負荷變化明顯，AVC系統(tǒng)投運后電壓無功的運行水平要求較高，無形中增加了設(shè)備的動作次數(shù)。同時個別廠站一次設(shè)備質(zhì)量存在一定問題導(dǎo)致造成了主變出現(xiàn)有載調(diào)壓裝置產(chǎn)生瓦斯氣體現(xiàn)象。當主變發(fā)“有載輕瓦斯動作信號”，需在AVC系統(tǒng)中閉鎖相應(yīng)主變，待有載調(diào)壓裝置處理后，恢復(fù)正常，期間減少主變調(diào)壓操作。

（二）主變并列運行時，注意主變分頭的對應(yīng)關(guān)系（主變分頭非一對一）

電網(wǎng)中受一次設(shè)備承受短路電流能力的限制，110kV站主變一般不采用并列運行方式。在大負荷期間，可以短期采用兩臺主變并列運行。當并列主變設(shè)備參數(shù)不一致時，并列運行主變分頭位置可能不對應(yīng)，導(dǎo)致并列運行時主變分頭非一對一關(guān)系。

AVC系統(tǒng)雖然本身具備自動識別并列運行方式功能，對于并列運行的主變實施聯(lián)調(diào)策略，以保證并列主變檔位的一致性。在主變并列運行時，加強電壓無功監(jiān)視，特別是并列運行主變監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)檔位不對應(yīng)時，及時進行干預(yù)調(diào)節(jié)。

（三）對于負荷快速增長，迅速達到滿負荷變壓器 AVC調(diào)節(jié)不及時

由于個別廠站帶有鋼廠負荷或集中的春灌負荷，負荷可以短時快速增長達到滿負荷，但AVC系統(tǒng)調(diào)節(jié)不及時，滿負荷后無法調(diào)整主變分頭，電壓不能滿足要求。

AVC系統(tǒng)優(yōu)先保證電壓調(diào)整，再保證功率因數(shù)調(diào)節(jié)，在電壓發(fā)生變化時，因負荷變化速率快，電容器優(yōu)先被投入，而主變分頭未動，當負荷超過95%時，主變閉鎖有載調(diào)壓導(dǎo)致無法繼續(xù)進行電壓調(diào)整。調(diào)控人員針對負荷快速上長廠站，應(yīng)進行預(yù)判斷，提前進行人工干預(yù)，首先進行主變分頭調(diào)整。當負荷增長達到一定程度后再投入電容器。

（四）優(yōu)化控制策略，針對不同時期，確保電壓質(zhì)量

針對春灌、迎峰度夏及節(jié)假日等特殊運行時段，形成不同控制策略，優(yōu)化電網(wǎng)電壓無功調(diào)整，確保電網(wǎng)經(jīng)濟運行。針對部分變電站負荷較重特點及時調(diào)整控制策略，調(diào)整電壓限制及功率因數(shù)限制，進行特殊處理，優(yōu)化控制策略，全面確保大負荷期間，主網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)電壓合格率。

六、結(jié)束語

保定電網(wǎng)AVC系統(tǒng)自投入以來，基本取代了人工電壓無功調(diào)整方式。經(jīng)過不斷的策略優(yōu)化，通信通道、綜自系統(tǒng)等支持系統(tǒng)改造升級，AVC系統(tǒng)滿足了春灌、迎峰度夏、度冬等大負荷時期等典型時段下電壓無功調(diào)整需求，最大限度的提高了電網(wǎng)電壓合格水平及無功運行經(jīng)濟性。但是也應(yīng)該看到AVC系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的個別廠站問題，電網(wǎng)方式綜合考慮從運行方式、AVC系統(tǒng)策略角度著手提高電網(wǎng)電壓無功運行水平。

參考文獻

[1]朱軍飛，唐寅生，周全人.電網(wǎng)AVC分層控制[J].2002，3（4）：28～31。

[2]熊信銀，張步涵.電力系統(tǒng)工程基礎(chǔ)，2002。

[3]南瑞科技，D5000系統(tǒng)AVC電壓無功策略（V3.1）.2014.06。

（作者單位：國網(wǎng)保定供電公司）