自動電壓無功控制(AVC)系統(tǒng)存在問題及改進(jìn)建議

摘要:自動電壓無功控制(AVC)系統(tǒng)是針對傳統(tǒng)人工監(jiān)控方式的弊端而開發(fā)的旨在提高電壓質(zhì)量，降低網(wǎng)損的一個系統(tǒng)。其對電網(wǎng)的正常、穩(wěn)定運行而言具有重要的功能和意義。本文首先介紹了AVC系統(tǒng)的概況，然后著重分析了在其設(shè)計和運行時比較常見的三個問題，并提出了四點相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞:自動電壓無功控制(AVC)系統(tǒng);安全性;異常閉鎖

一、AVC系統(tǒng)概述

(一)問題的提出

隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大，負(fù)荷需求不斷增加。從大的方面講，這使得電壓問題從以前的只是關(guān)乎供電質(zhì)量，轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)系到電力系統(tǒng)安全運行和經(jīng)濟(jì)運行的一個重大問題，必須引起我們的足夠重視。另一方面，這也就意味著調(diào)度中心和變電站根據(jù)負(fù)荷波動對電壓的調(diào)節(jié)將變得越來越頻繁。

(二)、AVC系統(tǒng)介紹

1、AVC系統(tǒng)

自動電壓控制系統(tǒng)(AVC) (以下簡稱AVC系統(tǒng))就是通過監(jiān)視關(guān)口的無功和變電站母線電壓，保證關(guān)口無功和母線電壓合格的條件下進(jìn)行無功電壓優(yōu)化計算，通過改變電網(wǎng)中可控?zé)o功電源的出力，無功補償設(shè)備的投切，變壓器分接頭的調(diào)整來滿足安全經(jīng)濟(jì)運行條件，提高電壓質(zhì)量，降低網(wǎng)損。[2] AVC系統(tǒng)的基本原理是根據(jù)電網(wǎng)中連續(xù)運行的動態(tài)過程與離散指令、離散操作相互作用的特點，以離散事件作為驅(qū)動，離散指令與動態(tài)過程相互交互，實現(xiàn)電網(wǎng)電壓無功的自適應(yīng)有序協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，屬于混雜控制系統(tǒng)范疇。一般而言，AVC系統(tǒng)主要有兩種形式:一種是集中控制型，即在電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)(SCADA/EMS)與現(xiàn)場調(diào)控裝置間閉環(huán)控制實現(xiàn)AVC;另一種是分散控制型，即單獨在現(xiàn)場電壓無功控制裝置(VQC)上的計算模塊與調(diào)控模塊間閉環(huán)控制實現(xiàn)AVC。

2、AVC系統(tǒng)的功能和意義

AVC系統(tǒng)主要有以下三項功能:(1)優(yōu)化全網(wǎng)電壓。當(dāng)電壓越上限或越下限運行時，自動分析同電源、同電壓等級的變電站和上級變電站的相關(guān)電壓，根據(jù)不同情況調(diào)節(jié)變電站的有載主變分接頭開關(guān)檔位，從而實現(xiàn)全網(wǎng)調(diào)節(jié)電壓。(2)優(yōu)化無功電壓。當(dāng)電網(wǎng)內(nèi)各級變電站電壓處在合格范圍時，通過控制本級電網(wǎng)內(nèi)無功功率流向，從而達(dá)到無功功率分層就地平衡。(3)優(yōu)化網(wǎng)損。當(dāng)壓額和功率都合格時，可以進(jìn)行設(shè)備電壓、網(wǎng)損靈敏度分析，并進(jìn)行排隊選擇控制的設(shè)備，從而達(dá)到優(yōu)化網(wǎng)損的目的。

正因為AVC系統(tǒng)的上述三項功能，在其實際的運用中，其主要有以下三點意義:(1)大大降低了以前調(diào)度工作的勞動強(qiáng)度，實現(xiàn)了自動電壓調(diào)度，提高了電壓質(zhì)量。(2)實現(xiàn)了無功經(jīng)濟(jì)調(diào)度，降低了網(wǎng)損，提高了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運行指標(biāo)。(3)提高了電網(wǎng)電壓的運行水平，保證了足夠的、快速的無功備用，并且較大提高了電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。

二、AVC系統(tǒng)運行中存在的問題及相關(guān)建議

(一)AVC系統(tǒng)運行中比較常見的幾個問題

AVC系統(tǒng)是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)，因此在設(shè)計和建設(shè)過程中很容易出現(xiàn)各種各樣的問題。

1、經(jīng)常出現(xiàn)的的一個問題是，在AVC系統(tǒng)操作中容易操作失敗。如果出現(xiàn)這種情況，首先可以檢查一下變電站RTU或是綜自系統(tǒng)遙控功能是否失效;或者察看是否由于現(xiàn)場的受控設(shè)備的拒動失敗造成;或者是由于AVC系統(tǒng)和PAS系統(tǒng)采用的是FTP傳輸系統(tǒng)，文件傳輸?shù)臅r間單位為分鐘。這就會造成統(tǒng)一分鐘內(nèi)的多個命令的重疊而造成一定的延時，而命令的延時無疑會造成AVC系統(tǒng)的操作失誤，甚至命令會由于延時而丟失，同樣也會造成操作失敗。

2、AVC設(shè)備經(jīng)常異常閉鎖，不得不頻繁地進(jìn)行人工干預(yù)。AVC系統(tǒng)能夠自動處理異常事件并進(jìn)行可靠閉鎖，這不但增強(qiáng)了系統(tǒng)地的安全性和可靠性，同時也減輕了操作人員的工作量。一般而言，當(dāng)系統(tǒng)變壓器檔位拒動、變壓器分頭滑檔、電容器開關(guān)檢修時將不允許下發(fā)遙控命令或是事故跳閘等時候才會出現(xiàn)閉鎖現(xiàn)象，這些都是正常的。但除了上述幾種情況，在實際操作中，常會碰到AVC設(shè)備經(jīng)常異常閉鎖的情況。這個問題一種情況是由于目前AVC系統(tǒng)中設(shè)備的保護(hù)性閉鎖是在PAS系統(tǒng)上完成設(shè)置的，如果接口出現(xiàn)錯誤很容易出現(xiàn)閉鎖的情況發(fā)生。另外一種常見的情況則是因為AVC系統(tǒng)跳閘閉鎖的反應(yīng)時間較長，從而導(dǎo)致系統(tǒng)誤判，產(chǎn)生誤閉鎖的情況。

3、AVC系統(tǒng)使用后，有時會產(chǎn)生輸出的電壓不合格的現(xiàn)象，或高或低。這可能是由于一定的時間段內(nèi)，調(diào)節(jié)次數(shù)過多而導(dǎo)致動作次數(shù)過早被用完，使得該時間段內(nèi)需要調(diào)節(jié)時沒有了相應(yīng)的執(zhí)行手段，不得不進(jìn)行人工干頂。人工調(diào)節(jié)無疑會導(dǎo)致調(diào)節(jié)不及時，也就會產(chǎn)生輸出電壓不合格的現(xiàn)象。

針對上述幾個運行中常見的問題，接下來主要討論一下在設(shè)計和運行AVC系統(tǒng)時應(yīng)注意的幾個方面和相關(guān)改進(jìn)建議。

(二)AVC系統(tǒng)應(yīng)注意的幾個問題和相關(guān)改進(jìn)建議

1、建議一:保證系統(tǒng)運行的安全性。因為AVC系統(tǒng)對電壓無功調(diào)節(jié)設(shè)備直接進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，與其它一般調(diào)度自動化軟件相比，安全性顯得尤為重要。(1)數(shù)據(jù)處理的安全性。可以通過質(zhì)量檢驗、數(shù)字濾波、遙測誤差校正等多種方法對從SCADA系統(tǒng)獲取的一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行衍生數(shù)據(jù)處理。(2)異常事件處理的安全性。可以通過變壓器調(diào)節(jié)拒動、變壓器調(diào)節(jié)滑擋、電容器開關(guān)保護(hù)動作等方法自動處理AVC系統(tǒng)運行時的大量異常事件，并進(jìn)行可靠閉鎖。(3)相關(guān)軟件設(shè)計的安全性。通過在相關(guān)遙控接口進(jìn)行附加條件的判斷可以保證遙控安全可靠。另外，為了保證AVC系統(tǒng)的安全性，不能輕易允許登陸用戶修改軟件系統(tǒng)參數(shù)，必須設(shè)置一定的使用權(quán)限。[3]

2、建議二:完善AVC系統(tǒng)的運行管理。(1)完善AVC系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。要依據(jù)實際的電壓負(fù)荷運行情況調(diào)整相關(guān)動作的次數(shù)，進(jìn)行時段的合理設(shè)置和次數(shù)的合理配置，以完善AVC系統(tǒng)功能。(2)完善AVC系統(tǒng)的基礎(chǔ)工作。定期檢查電壓量測和開關(guān)狀態(tài)和分接頭的位置，以確保PAS系統(tǒng)狀態(tài)估計的正確合理，從而為AVC提供優(yōu)良的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(3)完善AVC系統(tǒng)運行的人工監(jiān)視工作，對異常閉鎖的設(shè)備及時進(jìn)行人工干頂，提高時效性。(4)完善運行數(shù)據(jù)分析工作。分析AVC系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置情況和相應(yīng)的AVC系統(tǒng)動作情祝，通過數(shù)據(jù)可以掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，并且要及時根據(jù)系統(tǒng)運行方式的相關(guān)變化調(diào)整配置新的參數(shù)。

3、建議三:優(yōu)化AVC系統(tǒng)的設(shè)備管理。(1)著重加強(qiáng)AVC系統(tǒng)的通信接口的優(yōu)化。首先要提高AVC系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)的信息交換速度，延長判據(jù)的時間，消除因系統(tǒng)通訊原因而造成的操作失敗和誤閉鎖。(2)優(yōu)化電網(wǎng)無功的配置。優(yōu)化配置電壓負(fù)荷和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，做到無功分層控制，就地平衡。(3)優(yōu)化二次設(shè)備，提高動作的成功率。完善各變電站的RTU或綜自系統(tǒng)設(shè)備性能，加強(qiáng)SCADA設(shè)備的建設(shè)和維護(hù)，保證AVC系統(tǒng)控制命令暢通。

4、建議四:加強(qiáng)AVC系統(tǒng)的操作管理。針對目前操作或管理AVC系統(tǒng)的工作人員經(jīng)常出現(xiàn)的問題，需要從以下幾個具體的方面加強(qiáng)AVC系統(tǒng)的管理:(1)遵守相關(guān)的規(guī)定，正確加載、注銷AVC系統(tǒng)正常運行的軟總線模塊(SB)、事項查看器模塊(Eventdll)、電壓無功控制模塊(Vvaretrl)三大模塊。(2)嚴(yán)格權(quán)限操作，操作員必須通過一定的“口令”方可進(jìn)行操作。(3)定期檢查AVC系統(tǒng)的“聲音報警”，未經(jīng)許可，不得關(guān)閉。(4)AVC系統(tǒng)運行期間，各AVC系統(tǒng)操作人員應(yīng)當(dāng)密切監(jiān)視AVC系統(tǒng)的運行狀況，如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時通告調(diào)度臺。(5)當(dāng)AVC系統(tǒng)運行異常時，操作人員在接到調(diào)度通知后，應(yīng)立即將相應(yīng)設(shè)備的“遠(yuǎn)方、就地”切換把手切換到“就地”。(6)在修改AVC系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之前，一定要做好數(shù)據(jù)庫備份。

參考文獻(xiàn):

[1] 施有安.城市電網(wǎng)自動電壓無功控制系統(tǒng)(AVC)建設(shè)相關(guān)問題的探討[D]. 合肥工業(yè)大學(xué)，2009

[2] 趙文博. 地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)[J]. 自動化應(yīng)用， 2010，(05)