淺談如何提高AVC閉環(huán)控制覆蓋率

曹立偉 陸地 徐朱晗

摘 要：廠站實行AVC閉環(huán)運行有利于降低網(wǎng)損、提高電壓合格率以及減輕運行人員的工作強度?，F(xiàn)針對駐馬店地區(qū)AVC閉環(huán)控制覆蓋率較低的現(xiàn)狀，分析原因并找出解決方法，使得AVC閉環(huán)控制覆蓋率得到明顯提升，對于保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行具有重大意義。

關鍵詞：自動電壓控制（AVC）;電壓合格率;閉環(huán)控制;覆蓋率

0? ? 引言

世界范圍內(nèi)已發(fā)生的眾多電網(wǎng)事故表明，電壓質量是表征電網(wǎng)電能質量的重要指標，與電網(wǎng)的安全性直接相關，并影響著電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。大量經(jīng)驗表明，電壓波動過大往往會損壞電力設備，嚴重時還可能造成電網(wǎng)解列和系統(tǒng)崩潰，因此亟需找到一種合理、適用的電壓無功控制策略，來應對日益復雜的電網(wǎng)形勢?，F(xiàn)代電網(wǎng)線路多、負荷大、模型復雜，因此要想電壓長期保持在合格范圍內(nèi)，實現(xiàn)全網(wǎng)無功集中優(yōu)化控制，就需要有效利用存在于各變電站和發(fā)電廠內(nèi)的現(xiàn)有各種無功及電壓調節(jié)方式，及時消除不穩(wěn)定因素對電壓的影響，以達到自動電壓控制的目的[1]。

國網(wǎng)駐馬店供電公司使用南瑞科技自主研發(fā)的智能電網(wǎng)調度控制系統(tǒng)，即D5000平臺，自動電壓控制（以下簡稱AVC）系統(tǒng)就是基于該平臺開發(fā)設計的。自投運以來，AVC系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，實現(xiàn)AVC閉環(huán)運行的廠站可以減少人工操作次數(shù)，工作效率得到明顯提高。截至2021年3月，駐馬店地區(qū)的廠站AVC閉環(huán)控制覆蓋率已達到91.84%，但是面對飛速發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)模，省調提出了更高的工作要求，同時也給我們的工作帶來了新的挑戰(zhàn)。

1? ? AVC基本概念及基本原理

1.1? ? AVC基本概念

駐馬店供電公司的AVC系統(tǒng)基于南瑞科技的D5000平臺設計，并依托D5000平臺實現(xiàn)其功能。AVC的主要功能就是在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的前提下，使變電站和發(fā)電廠的電壓質量和功率因數(shù)滿足要求，確保電網(wǎng)的有功損耗能夠降到最低[2]。

1.2? ? AVC基本原理

AVC功能的基本原理就是利用D5000系統(tǒng)中生成的電網(wǎng)模型，并根據(jù)變電站上送的遙測遙信信息，以母線電壓為參照標準，最后通過系統(tǒng)中事先制訂好的AVC策略來控制變電站內(nèi)電容器的投切，用來補償無功或消耗無功，以確保母線電壓始終運行在合理的范圍內(nèi)。

一般來說，首先，同一電壓等級的母線電壓都會設置一個合理的上下限，當實際運行中母線電壓超過或者低于合理范圍時，就會觸發(fā)AVC相關策略去調整母線電壓。再者，在D5000系統(tǒng)中做的電容器間隔的保護信號中，有一些與AVC策略相關的保護信號，當這些信號中的一個或者多個信號觸發(fā)時，系統(tǒng)也會調用AVC相關策略去執(zhí)行投切電容器的操作，以調整母線電壓。

2? ? 廠站實現(xiàn)AVC閉環(huán)控制的步驟

新建廠站接入AVC控制需要執(zhí)行一系列步驟，主要包括模型驗證、模型復制、控制模型更新、做AVC遙控關系表、畫AVC狀態(tài)控制圖以及做遙控測試。特別需要注意的是，若后期增加或減少跟AVC有關的保護信號，都要進行控制模型更新。以上一系列步驟完成后，新建廠站就接入了AVC控制。這時AVC系統(tǒng)就可以從D5000平臺利用電網(wǎng)模型和變電站上傳的遙測遙信數(shù)據(jù)，通過調用AVC相關策略進行計算，然后將計算得到的結果以遙調和遙控的形式發(fā)送給相關變電站和發(fā)電廠，并通過上下級的協(xié)調策略來完成無功電壓的集中控制[3]。

3? ? 影響AVC閉環(huán)控制覆蓋率的因素

要想知道影響AVC閉環(huán)控制覆蓋率的因素，首先要了解當前省、地調AVC系統(tǒng)是如何進行無功/電壓調節(jié)的。當前，河南電網(wǎng)調節(jié)無功/電壓的手段主要包括調整發(fā)電機組、投切并聯(lián)補償設備以及有載調壓變壓器調檔等。再者，發(fā)電機組的無功出力一般是連續(xù)可調的，并且通常沒有調節(jié)次數(shù)的限制，但作為離散調節(jié)方式的主變調檔以及投切并聯(lián)補償設備若頻繁采用，將會大大縮減相關設備的使用時長，因此AVC系統(tǒng)設置了同一離散調節(jié)設備相鄰兩次調整的時間間隔，并且嚴格限制24 h內(nèi)的調節(jié)次數(shù)。鑒于AVC系統(tǒng)涉及的模型眾多、控制策略復雜，在實際運行中難免會出現(xiàn)一些問題，并且處理過程要考慮到模型、數(shù)據(jù)以及控制策略等方面，因此處理起來相當不容易[4]。

另外，由于AVC系統(tǒng)閉環(huán)運行需要準確的實時數(shù)據(jù)作為前提保證，因此在實際的工作中就要確保用來傳輸數(shù)據(jù)的通道正常運轉。目前，廠站的許多日常工作都需要依靠人工維護，因此自動化工作人員的專業(yè)水平也會影響AVC的閉環(huán)運行。對于一些對廠站接入AVC的流程都不十分清楚的工作人員，在做廠站接入AVC相關工作的過程中難免會出現(xiàn)紕漏。最后，還會有一些其他不可控的因素出現(xiàn)，影響AVC閉環(huán)控制覆蓋率，也需要及時解決。

目前駐馬店地區(qū)有各電壓等級變電站共245座，分屬于市公司和9個縣公司管轄，對各公司下轄變電站的AVC閉環(huán)控制覆蓋率進行統(tǒng)計，結果顯示廠站AVC閉環(huán)控制覆蓋率較高的有地調、遂平、確山、新蔡和平輿，其余幾個縣調AVC閉環(huán)控制覆蓋率均不高，進一步分析覆蓋率較低的縣調，得到的分析結果如表1所示。

對表1進一步分析可以得到餅分圖，如圖1所示。由圖1可以看出，“AVC系統(tǒng)運行缺陷處理難”和“廠站接入AVC流程不明確”是造成AVC閉環(huán)控制覆蓋率較低的主要原因。

4? ? 提高AVC閉環(huán)控制覆蓋率的方法

由上述分析可以發(fā)現(xiàn)，只要解決好“AVC系統(tǒng)運行缺陷處理難”和“廠站接入AVC流程不明確”這兩個問題，提高其余幾個縣調的AVC閉環(huán)控制覆蓋率，就能提高整個駐馬店地區(qū)的AVC閉環(huán)控制覆蓋率。接著從人、設備、方法3個方面入手，共找到了造成AVC閉環(huán)控制覆蓋率低的4個末端因素，下面將逐一分析這4個方面的因素并制訂相應的解決方案。

4.1? ? AVC系統(tǒng)維護培訓少

針對AVC系統(tǒng)維護培訓少的問題，統(tǒng)一印制下發(fā)了AVC系統(tǒng)維護培訓相關資料以對自動化人員進行培訓，詳細闡述了維護方法并仔細講解每一個步驟，課后大家再共同探討分析，把有疑問的地方搞清楚。

4.2? ? 廠站接入AVC控制流程復雜

針對廠站接入AVC控制流程復雜的問題，市公司全面開展廠站接入AVC控制流程規(guī)范化管理工作，組織相關人員共同分析標準流程框架并編寫接入規(guī)范，督促每個運維人員切實按照標準規(guī)范接入。

4.3? ? AVC使用過程問題多

針對AVC使用過程中問題多的現(xiàn)狀，市公司組織人員研究制訂AVC運行日常維護方法案例手冊，建立相關知識庫并及時更新，方便工作人員隨時查看。

4.4? ? D5000系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)不夠完善

針對D5000系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)不夠完善的問題，市公司組織工作人員采取集中運維、集中整治的方法，建立相關工作群，并邀請廠家進群，使問題能夠及時得到解決，并能把經(jīng)驗分享給大家。

5? ? 效果與總結

在采取對市公司及縣公司相關人員進行統(tǒng)一培訓，全面開展廠站接入AVC控制流程規(guī)范化管理等一系列措施后，重新統(tǒng)計2021年7月駐馬店地區(qū)AVC閉環(huán)控制覆蓋率，如表2所示。

由表2可以看出，7月份駐馬店地區(qū)AVC閉環(huán)控制覆蓋率比起3月份的91.84%提升明顯，且超過了省調制訂的95%的要求。AVC閉環(huán)控制覆蓋率的提升，有利于降低電能網(wǎng)絡損耗，提高電壓合格率，有利于減輕運行人員的工作強度，最為重要的是有利于電網(wǎng)的長期安全穩(wěn)定運行。

[參考文獻]

[1] 浙江省電力公司.調度自動化崗位培訓教材[M].北京：中國電力出版社，2013.

[2] 盧冰，楊力強，陳家乾.電力調度自動化AVC閉環(huán)控制安全考量[J].電氣應用，2017，36（15）：47-51.

[3] 國網(wǎng)河南省電力公司.智能電網(wǎng)調度控制系統(tǒng)應用技術[M].北京：中國電力出版社，2018.

[4] 朱斌.電網(wǎng)設備監(jiān)控實用技術[M].北京：中國電力出版社，2015.

收稿日期：2021-08-05

作者簡介：曹立偉（1989—），男，河南汝南人，碩士研究生，工程師，從事電力系統(tǒng)及其自動化工作。