寧東電網電壓自動控制（AVC）系統的建設

張源

摘 要：作為衡量電力系統電能質量重要指標的電壓，在寧東電網OPEN 3000調度自動化系統建設初期，監控人員只能依靠對變電站母線電壓的監視進行手動調節，存在運行缺陷，因此，從全網穩定運行考慮，需要建設一套電壓自動控制系統。系統建設完成，將為電網安全穩定控制提供科學的技術手段，提高了寧東電網的電壓質量，保證了系統運行所需的優質電壓，減輕了監控人員調整電壓的勞動強度。

關鍵詞：電壓自動控制 無功控制 建設

中圖分類號：TM761 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（c）-0105-01

電網運行過程中，電力系統的電壓水平與無功狀況緊密相關。如果系統中的無功電源出力不能滿足系統所有負荷和網絡損耗的需求，就會導致電壓偏離額定值范圍，而一旦電壓偏低，系統中的能量損耗和功率損耗就會增加，電壓低于一定程度，就可能危及系統運行的穩定性，甚至引起電壓崩潰；而電壓過高，各類電氣設備的絕緣就可能受到破壞，不利于電網運行的優質經濟，因此，配置適當的無功補償設備不僅可以提高電壓水平，還能保證電網的穩定、經濟運行。

1 系統建設情況

寧東電網目前共接入變電站56座，通過OPEN 3000系統實現對變電站設備的遠程監控，在電網運行過程中，對電壓的調節主要采用手動調節方式，存在明顯的缺陷，具體如下：

（1）監控人員每日監控的信息量較大，同時還要配合進行電氣設備檢修停送電等工作，每日電壓變化情況較多，逐條檢查不僅增加了監控人員的勞動強度，而且容易發生人為失誤；

（2）寧東OPEN 3000系統投入運行后，由于每日上送主站信息較多，電壓越正常上下限僅發異常告警，因此，存在監控人員不能及時對電壓進行調節的情況，造成安全隱患；

（3）監控人員對電壓的調節很多屬于憑經驗決定，無法科學合理的進行分析、判斷；

（4）無法從全網優化的角度考慮對電壓進行調節，只是對局部電壓的控制。

因此，建設一套AVC無功電壓自動控制系統，可以使系統電壓的調節控制能力得到很大的提高，同時也能減輕監控人員的勞動強度，進一步提高寧東電網的電能質量水平。

該系統建設完成后，不僅可以確保整個系統的電壓合格率滿足同業對標要求，還能防止電壓崩潰，保證電氣設備的安全穩定運行，延長電氣設備的使用壽命，同時也進一步提高了寧東自動化水平。通過省地一體化聯調工作的開展，可以更好的保證整個寧夏電網運行的安全、優質、經濟。

2 系統主要功能及控制模式

地區電網自動電壓控制（AVC）系統的主要功能，是在確保電網安全穩定運行的前提下，保證母線電壓和變電站關口功率因數在合格范圍內，最大限度的減少線路的無功傳輸，降低電網的有功損耗。

寧東AVC控制模式主要包括兩種：一種是區域就地控制模式，另一種是省地AVC協調控制模式。

針對地調AVC區域就地控制模式，主要針對區域內母線電壓越限進行調整，同時兼顧無功和220 kV母線電壓，由于寧東電網沒有220 kV電壓等級變電站，因此只需要兼顧無功。在判斷變電站電壓越限后，將根據電壓越限情況和站內無功值決定投、切電容器和升、降變壓器檔位，該調節過程在變電站通道正常且具備遙控、遙調功能的條件下完全實現自動化，不需要人工干預。在調節完成后，變電站上送遙控（遙調）成功信號，AVC發相應的信息到告警窗。

而省地調協調控制模式，是由省調電網AVC系統控制發電廠發電機組無功功率，結合與地調電網AVC控制系統，實現220 kV及以上變電站的母線電壓在正常上下限范圍內，合理的協調發電廠大機組進行無功出力分配，并且盡可能減少各地區和各不同電壓等級之間的無功傳輸，減少網損。

3 系統建設的優點

寧東地調AVC系統采用和SCADA系統統一的支撐軟件平臺，從PAS網絡建模獲取電網模型，從SCADA獲取實時數據并進行在線分析、計算，對寧東電網內各個變電站的無功補償裝置（包括電容器、電抗器）和有載調壓裝置（變壓器）進行集中監控、統一管理和在線控制，最終實現了全網無功電壓優化控制的閉環運行。

自AVC系統運行至今，對電網監控起到很重要的作用，系統建設的優點顯而易見，具體如下：

（1）與PAS高級應用共用一套電氣設備參數和電網模型，并且與SCADA共用一張變電站接線圖，極大地減少了自動化人員的維護工作量；

（2）除了與PAS高級應用軟件模塊共用一臺服務器外，又單獨配置兩臺AVC服務器，使系統運行更穩定、可靠；

（3）直接從SCADA獲取實時遙測、遙信數據，并且對數據進行分析、處理，避免錯誤遙測或錯誤遙信對AVC命令執行的干擾；

（4）數據庫配置靈活，充分考慮電氣設備的運行狀況和使用壽命，對間隔時間內設備的動作次數進行限制，確保設備不因頻繁動作而損壞；

（5）對部分保護信號和遙測數據進行AVC閉鎖關聯和自動判斷，實現了AVC操作的準確判斷和可靠閉鎖；

（6）采用開環和閉環兩種運行方式，在系統正式投入運行前，首先進行人工干預，確認變電站無功補償裝置和有載調壓裝置能根據要求正確動作，且系統運行穩定、可靠后，再投入閉環正式運行。

4 結語

自動電壓控制系統在寧東電網的應用達到了預期的目標，減少了監控人員的工作內容，實現了對變電站電壓和無功的自動分析、控制，保證了全網的電壓合格率，合理的對變電站設備進行控制，對提高電網運行的穩定性、安全性和經濟性，均起到了積極的作用。

參考文獻

[1] 杜春玲，劉斌.無功電壓自動控制（AVC）系統建設[J].華北電力技術，2009（12）：25-27.

[2] 李光林.電網無功電壓優化控制[J].科技風，2010（22）.

[3] 馬永芳.電網自動電壓控制（AVC）系統設計及實現[D].華北電力大學，2009.

[4] 仲從杰.自動電壓控制系統在富陽電網的應用研究[D].華北電力大學，2012.

[5] 惠建峰，焦莉，張世學.自動電壓控制系統建設與應用分析[J].陜西電力，2009，37（2）：38-41.endprint