電網(wǎng)AVC系統(tǒng)應(yīng)用分析

趙地

摘要：電壓是考核電網(wǎng)供電質(zhì)量的主要指標之一，直接決定著電網(wǎng)的運行安全，本文對某地區(qū)的電網(wǎng)AVC系統(tǒng)控制模式進行論述，并對實際應(yīng)用情況展開分析。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)系統(tǒng);自動電壓控制;無功控制;控制方式

AVC是自動電壓控制的英文縮寫，由于電網(wǎng)中的電壓、無功呈現(xiàn)出非線性特點，控制起來難度比較大。隨著電子技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)自動化程度的提高，使得電網(wǎng)可以采取AVC系統(tǒng)進行控制，采取集中的方式來對電網(wǎng)的無功電壓進地監(jiān)控和分析，優(yōu)化配置好處于分散狀態(tài)的電網(wǎng)無功設(shè)備。很多地區(qū)都應(yīng)用了AVC系統(tǒng)，電網(wǎng)的自動化管理水平得到了提升，電網(wǎng)的損耗也明顯減少，有效的保證了電網(wǎng)電壓質(zhì)量。

1電網(wǎng)AVC系統(tǒng)控制模式分析

某地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)采取軟分區(qū)的三級自動電壓控制和無功優(yōu)化方式，系統(tǒng)的框架圖如圖1所示。

1.1三級電壓控制

三級電壓控制，也就對該地區(qū)電網(wǎng)進行無功優(yōu)化分析計算，從而得到經(jīng)過優(yōu)化后的電網(wǎng)潮流值，為該地區(qū)的電網(wǎng)無功優(yōu)化目標提供依據(jù)。確定好的控制目標傳送給二級電壓控制系統(tǒng)當中。與此同時，根據(jù)目前電網(wǎng)的運行模式，讓二級電壓控制系統(tǒng)根據(jù)給出的控制目標，再次經(jīng)過科學的計算來確定變電站的控制策略。

1.2二級電壓控制

該級電壓控制是針對每個分區(qū)采取的自動電壓控制方式，確定的控制目標應(yīng)該在保證電壓數(shù)值和無功滿足上級的考核要求的同時，還應(yīng)該對三級電壓控制無功電壓優(yōu)化進行跟蹤監(jiān)測，從而確定好電網(wǎng)整體的優(yōu)化目標，保證優(yōu)化的目標可以實現(xiàn)。在電網(wǎng)AVC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中可以看出，二級電壓控制單元當中，只把地調(diào)和市調(diào)控制體現(xiàn)出來，把該區(qū)域的電網(wǎng)調(diào)控中心AVC系統(tǒng)作為主要的控制對象，市調(diào)AVC系統(tǒng)依據(jù)三級電壓控制確定出該地區(qū)電壓的優(yōu)化控制目標。與此同時，對該地區(qū)的地調(diào)AVC系統(tǒng)進行分析，依據(jù)目前電網(wǎng)的運行模式可以達到向上輸送的無功調(diào)節(jié)能力，采用功率因數(shù)的方式發(fā)出對該地區(qū)的地調(diào)關(guān)口調(diào)節(jié)需求。

1.3一級電壓控制

該地區(qū)沒有超過35kV的發(fā)電廠，所以此控制單元只體現(xiàn)出變電站控制。當前，該城市的35kV，110 kV變電站都采取無人值守的工作方式，采用調(diào)度控制中心來進行遠程的監(jiān)測和集中控制。所以，該地區(qū)電網(wǎng)的AVC系統(tǒng)可以實現(xiàn)所有電站的閉環(huán)控制，把AVC控制系統(tǒng)通過運算方式確定出的控制策略傳送給變電站中的無功裝置，從而實現(xiàn)遠程遙控。AVC控制系統(tǒng)的主站和EMS通信系統(tǒng)把前置的數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)對監(jiān)測控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互換，同時根據(jù)變電站的運行模式，經(jīng)過運算方式制定出的遠程控制程序，通過變電站監(jiān)測系統(tǒng)傳送到電容器開關(guān)裝置、變壓器分接觸頭，從而實現(xiàn)對電容器裝置的投入和切斷，并對分接頭進行調(diào)整。值班工作人員可以利用調(diào)控中心的監(jiān)測控制系統(tǒng)對AVC系統(tǒng)運行信息進行實時監(jiān)測，查看AVC系統(tǒng)運行是否正常。

2 AVC系統(tǒng)在某地區(qū)電網(wǎng)實際應(yīng)用情況分析

2.1 AVC系統(tǒng)運行狀態(tài)分析

由于該地區(qū)的變電站都采用閉環(huán)控制方式接入到AVC控制系統(tǒng)當中，一座35kV變電站采用無載調(diào)壓的方式，和電容器裝置進行配合實現(xiàn)無功的優(yōu)化。對原有的AVC系統(tǒng)進行改進升級之后，有效的解決了異常死機的情況，值班工作人員的工作強度有所減輕。該地區(qū)的主電網(wǎng)電壓合格率高于平均水平，無功分布更加科學合理，AVC控制系統(tǒng)運行比較穩(wěn)定。2018年5-10月，該地區(qū)10kV母線電壓合格情況統(tǒng)計如表1所示，AVC控制策略的完成情況如表2所示。

失敗的原因主要是在電網(wǎng)非正常情況下或者無功設(shè)備工作條件下產(chǎn)生的，AVC控制系統(tǒng)經(jīng)過多次的試調(diào)無法成功產(chǎn)生閉鎖也是失敗的原因之一，不會對系統(tǒng)的正常使用造成影響。對于該現(xiàn)象，值班工作人員在進行操作之前，應(yīng)該把無功設(shè)備在AVC閉環(huán)控制系統(tǒng)中切除，防止一些非關(guān)鍵控制信號傳遞上來。在具體的應(yīng)用過程中，還應(yīng)該保證AVC控制系統(tǒng)可以和廠站通信端口之間可以順利進行通訊，保證站內(nèi)無功裝置處于正常運行狀態(tài)。

2.2該地區(qū)AVC控制系統(tǒng)效果驗證

選擇2018年最大負荷時期段的運行情況來對AVC控制系統(tǒng)效果進行檢測，對無功優(yōu)化以及消除電壓越限進行分析。

在無功優(yōu)化效果方面，以某110kV變電站進行分析。在8月20日晚10點，該變電站3號變壓器功率因數(shù)值為1.003，已經(jīng)超過了上限值，AVC控制系統(tǒng)進行優(yōu)化計算需要減少了無功數(shù)值，在進行分析判斷之后，切斷電容器裝置輸出端的三側(cè)電壓，都沒產(chǎn)生超過上限值的情況，把該電容器裝置切除之后，對電網(wǎng)輸入無功顯著降低，功率因數(shù)減少到0.924.

而對于電壓越限控制效果方面，同樣把該電站作為分析實例。在8月20日早8點，該變電站的5號10kV母線電壓值達到10.06kV，已經(jīng)接近下限值10.05kV，應(yīng)該進行升壓操作，由于電容器裝置處于運行條件下，無功也已經(jīng)達到倒送臨界點，應(yīng)該對3號變壓器的分接頭進行調(diào)節(jié)來對越限情況進行控制，從檢測和校驗的情況可以發(fā)現(xiàn)，控制策略執(zhí)行之后不會產(chǎn)生其它的超限問題。

3結(jié)束語

綜上所述，該地區(qū)電網(wǎng)采用AVC控制系統(tǒng)之后，采用三級自動電壓控制方式，可以很好的保證該地區(qū)電壓質(zhì)量，無功平衡得到了很好的控制，減弱工作人員的工作強度，電網(wǎng)的自動化水平得到了顯著的提高，電網(wǎng)的損耗明顯下降，軟分區(qū)的控制方式可以保證該地區(qū)電網(wǎng)滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要。

參考文獻

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[2]秦紹俊. 自動電壓無功控制系統(tǒng)（AVC）在聊城發(fā)電廠的應(yīng)用研究[D].華北電力大學，2013.

（作者單位：鄭州大學）