自動電壓控制系統(AVC)在湛江電網的應用

摘要：自動電壓控制系統（AVC）是提高電網電壓質量，降低網損，實現電網運行在線控制的有效手段，AVC系統在湛江電網的應用，提高了湛江電網的電壓無功運行水平，文章對其應用進行分析。

關鍵詞：自動電壓控制系統；電網；控制原理；工作模式

中圖分類號：TM76文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2012）05-0036-02

隨著高電壓等級、大容量和跨區電網的迅速發展，為保證電網安全、優質和經濟運行，對電壓質量提出了更高標準和更嚴格的要求。電網的電壓質量是電能質量的一項重要指標。為進一步提高電網主網的電壓質量，降低主網網損，實現電網運行在線控制的目標，減輕值班人員人工調整電壓的勞動強度，自動電壓控制系統（Automatic Voltage Control，以下簡稱AVC）在電網中的應用就顯得十分必要，它為現代電網安全穩定控制提供了先進的技術手段。AVC系統的主要功能是在確保電網安全穩定運行前提下，保證電壓和關口功率因數合格，盡可能減少線路無功傳輸、降低電網因不必要無功潮流引起的有功損耗。

1湛江電網無功電壓控制的模式

湛江電網在應用AVC前，一直采用變電站內VAC裝置或人工來控制無功電壓，VQC裝置原理明晰簡單，可靠性較高，但是只能控制單個廠站，對全網的協調性較差。而人工控制只是注重母線電壓的控制，存在無功竄動大，電容器投切不能和電網實際合理協調，且調整的勞動強度大的缺點。

上述調節手段都只是限于無功和電壓的就地分散控制，不能滿足保持系統足夠的動態無功儲備的要求，無功電壓的控制難以達到全網優化的目標。因此湛江電網從2009年開始應用AVC系統來實現地區電網無功電壓的自動控制。

2湛江電網AVC的構成

湛江電網目前采用的是國電南瑞科技股份有限公司的基于OPEN-3000 調度自動化平臺的AVC系統。

湛江電網的電壓無功自動控制系統主要有三個模塊構成，如圖1所示：自動電壓調整程序（AVC_MAIN）、遙控程序（DO_CTLS）和報警程序（AVC_ALM）。AVC_MAIN通常只運行在PAS節點上，它從SCADA獲得電網的實時運行狀態，根據分區調壓原則，對電網電壓進行監視，發現電壓異常時提出相應的調節措施。當系統處于自動控制狀態時，將調節措施交給SCADA的遙控程序，執行變壓器的升降和電容器的投切，遙控環節是電壓無功自動控制系統的關鍵環節，電壓無功自動控制系統運行是否成功將在很大程度上決定于電網基礎自動化狀況。報警程序負責顯示自動調壓程序提出的調壓建議和遙控程序所做的自動調壓措施。

3AVC控制原理

3.1AVC控制模式

AVC按分層分區空間解耦來構建三種AVC控制模式，即區域電壓控制、就地電壓控制、區域無功控制三種模式，各控制模式按響應周期在時間上解耦。各控制模式的策略見表1。

3.2AVC的協調控制過程

控制模式之間的協調優先保證電壓和功率因數約束，系統網損則次之。再通過模式優先級和響應周期考慮控制動作次序問題，避免控制過調或振蕩。控制模式的構建方法遵循無功優化原則，綜合廠站九區圖控制原理，可達到運行可靠和區域無功平衡全網協調和全局優化的目的。AVC的協調控制過程如下：

①上級按照優化控制策略盡量控制220 kV線路無功流動小。

②在滿足220 kV母線電壓合格的前提下，上級AVC盡量控制220 kV變電所主變高壓側無功負荷滿足要求。

③上級AVC對下級AVC下達每個220 kV變電所期望無功負荷指令。

④下級AVC應具有對上級AVC指令有效性進行校核的功能。

⑤上級AVC要考慮下級電網無功調節能力，使AVC指令可行。

⑥在規定時間內接收不到上級AVC指令，下級AVC應切至當地控制模式。

⑦下級AVC軟件運行狀態（開環/閉環）應上傳上級。

4湛江局AVC的工作模式

為方便電網試點逐步接入AVC，湛江局的AVC分監視、開環和閉環三種工作模式運行。

①監視：只參與計算分析，不下達實際操作命令。

②開環：參與計算分析并提示控制方案，但不能自動控制，需要人工確認。

③閉環：參與計算分析且對產生的方案自動控制。

5工程實例

湛江電網從2007年開始推行AVC，經兩年的測試和開環運行后，部分變電站具備了閉環運行條件，從2009年開始陸續投入了AVC對各變電站控制的閉環運行。從AVC投入閉環運行至今，運行效果良好，對湛江電網的無功電壓控制起到了很大的作用。圖2是AVC在湛江電網的運行控制實例。

①區域電壓控制。設置變電站母線電壓的下限值是10.2kV，AVC監視到B、C變電站的母線電壓均低于該限值，投入樞紐廠站（A站）的電容器以最少動作次數校正和優化電壓，投入A站的電容器后，B、C變電站的母線電壓恢復到了正常值。

②就地電壓控制。設置變電站母線電壓的下限值是10.2 kV，AVC監視到C站的母線電壓低于該限值，就地廠站（C站）OLTC上調校正電壓后，C站的母線電壓恢復了正常值。

6結語

AVC系統是控制和優化電壓無功的有效手段，湛江電網AVC系統經過在220 kV變電站和市區110 kV變電站的兩年閉環運行，及對縣局110 kV變電站的開環測試，具備了較成熟的運行條件和運行經驗，故今年湛江電網陸續又投入了AVC系統對縣局110 kV變電站的閉環控制，至今AVC系統對湛江電網各運行站點的閉環控制覆蓋率已達100%。運行經驗證明，AVC系統的應用，大大的提高了湛江電網的電壓無功運行水平。

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