AVC系統在電網調度自動化中的應用

國網山東省電力公司德州市陵城區供電公司 張 鑫

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AVC系統在電網調度自動化中的應用

國網山東省電力公司德州市陵城區供電公司 張 鑫

【摘要】我國的電網系統正在向數字化、智能化的方向邁進，在智能電網快速發展的背景下，要構建和完善電網自動電壓控制，即AVC系統，它可以實現對電網的自動化無功電壓控制，保障電網的安全、經濟而優質高效運行，在現代科技和網絡技術日益發達的時代，AVC系統需要進行科學分析，在安全的基礎上提升其應用水平，全面實現智能電網的自動化、數字化。

【關鍵詞】電網；AVC系統；自動；設計；應用

隨著社會的不斷發展，安全、經濟、優質和高效成為電網企業的目標，在這個目標的實現過程中，對電網的無功電壓控制是最為關鍵的一環，而目前的電網電壓控制系統是由分散的控制器構成，不能實現系統的、全局性的控制和協調，導致電壓合格率較低、調度及監控的工作量較大、難度較高等問題，這些無功電壓的不合理流動狀態，在一定程度上產生了較多的電網損耗，制約了電網的智能、安全運行。為了保障電網的安全、穩定、經濟運行，需要對電網無功電壓實現優化控制，構建AVC系統并加以完善，從而滿足人們對電能質量的需求，全面提升電網的自動化控制和調度水平。

1　AVC系統的概念

AVC系統也即智能化無功電壓控制系統，它是基于能量管理系統——EMS之上，對智能電網實施實時運行狀態下的數據控制，并提出最佳的無功電壓調整方案，自動下達給各個子站點，在連續而閉環的狀態下實現對電壓的控制與調節，實現了在線生成、實時下發、閉環控制一體化控制。這一自動化系統是高智能的自動化軟件應用，科學而合理地進行閉環控制與優化，為各個區域站點的無功電壓穩定運行奠定了重要的技術基礎。

2　AVC系統的科學系統設計與研究

AVC系統是基于“分解協調”的科學設計理念，對電網實施“軟分區”，整體構建三級電壓控制調整系統，在各級電壓控制體系中有相應的技術理論，同時，AVC系統也與安全預警系統實現了整合，生成了在線控制與預警一體化的體系，有助于實現電網的安全、經濟、穩定、優質運行。

我國的電網建設速度較快，電網的架構也處于不斷變化的不穩定狀態中，采用原有的“硬分區”模式顯然無法適應快速發展的要求，因而，要以“軟分區”的三級電壓控制模式為設計理念，由主站控制中心系統和子站系統構成，在線進行耦合松散的控制區域劃分，并且實現在線跟蹤電網拓撲結構的變化，在高速電力網絡下實現數據通信和聯絡。其中三級電壓是高級控制中心環節，它要通過優化計算設定各個區域的中樞母線電壓值，以供二級電壓使用；二級電壓控制模塊則要實時采集當前中樞母線的電壓值，在設定值和實際運行的差值輸入模型中，進行計算并控制，并將數據下送給下一級別電壓系統。一級電壓實施閉環控制，它利用AVR進行主站和子站之間的清晰切割，使子站可以獨立地實現本地控制。

3　AVC系統在電網調度自動化中應用

AVC系統的優質安全應用，是在科學設計的前提下實施的，它是一個閉環控制的分層控制系統，可以通過SCADA實時地獲取在線運行數據，進行自動分析與計算，并對電壓各監測點、廠站、控制設備等進行記錄，從而實現系統架構下的智能建模。其閉環控制的優質安全應用策略主要包括以下幾個方面的內容。

3.1自動閉鎖的運行系統控制

AVC系統的一級控制是在自動閉鎖的狀態下實施的，它可以自動過濾信號輸出、輸入過程中的干擾因素及噪聲等，保障調度人員在無干擾的狀態下進行異常事件的辨析和分析，這種自動閉鎖的狀態是在主網支撐電壓過低的條件下而實施的，它可以避免主網的無功吸收，從而較大程度上也抑制了主網電壓的崩潰問題。同時，自動閉鎖狀態控制也發生于電網設備控制過程中，它包括對運行設備的控制以及對備用設備的控制，在對運行設備進行控制調節的過程中，要考慮運行設備的狀態以及電氣設備的相關參數，在自動閉鎖的狀態下對設備進行信息的自動讀取及分析，以便進行電氣設備檢修和復位。在對備用設備進行控制的過程中，主要是根據設備的開關刀閘的狀況進行網絡拓撲運算，對于備用的熱系統可以在線調整，而對于備用的冷系統則要自動閉鎖調整。

3.2AVC系統中心主站的自動化優化控制

對于電網AVC系統中的中心主站點要進行合理的預算，針對10千瓦母線電壓的靈敏度變化情況，采用準穩態控制靈敏度分析方法，進行科學而合理的估算，在估算過程中要注重分析發電機準穩態的無功電壓特性，防止各種不良的振蕩狀況，以確保優化控制的精度和可靠性。

為了防止環流現象的發生，還要對并列的變壓器電氣設備進行交替的調整，要根據變壓器的運行內容及容量等參數進行不同的設定，合理對變壓器的并列檔位進行調節，使之處于同一水平。然而，當一臺主變閉鎖而另一臺主變壓器沒有閉鎖時，則不能進行并列調整，要主動規避檔位不一致的狀態。同時，我們要對變壓器電氣設備實施顆粒控制和電壓的優化調節，減少電氣設備的運行動作次數，降低調節振蕩的發生機率。

3.3AVC系統的總體控制策略應用

AVC系統在智能電網中的應用可以采用基于動態分區分級之下的專家控制策略，在電網分層分區空間解耦的前提下，進行AVC系統的優化策略控制，它在遵循高電壓水平下無功分層分區平衡優化的原則之下，按響應周期在時間上進行解耦，這種控制策略可以有效保障電網的全局優化和協調性能，在模式優先級和響應周期考慮控制動作次序的同時，盡量防范控制過度或振蕩。

在電網的無功平衡的局域性和分散性特點之下，AVC系統實施對電網的無功分層分區控制，在自動控制下進行空間上的解耦，并對相關的電網設備進行數據實時的記錄和跟蹤，其具體應用策略如下。

3.3.1電網電壓的優化調節

對于電網電壓的優化調節，可以采用區域電壓控制、就地電壓控制和電壓控制協調三個內容，其中：區域電壓控制是區域電網整體無功平衡的結果，當區域電壓偏高或偏低時，要調節其無功設備，并盡量少地調節設備的次數，避免因調節而引起的振蕩。就地電壓控制是當電壓越限時，則對其無功設備進行啟動調節，按照就地電壓策略加以協調控制，從而有效消除電壓越限。電壓控制協調是依據“區域電壓控制＞電壓校正控制”的順序，在個別站點的母線越限時，實施電壓的校正控制，采取自適應的電壓優化調節。

3.3.2全網自動協調控制

這是對電網的空間協調和時間協調，其中空間協調是在電壓無功空間分布狀態下，自動選擇優化控制模式。時間協調是利用AVC系統自動設計混雜控制的結構，實現閉環控制跟隨時間追蹤電壓無功狀態，在有序的狀態下進行自動協調。

4　避免誤動作的安全系統控制

在AVC系統的設計和應用過程中，我們要力求實現各數據的無縫對接，減少遙控環節，從安全起見，可以對AVC系統進行準確的篩選和確認，盡量避免通信中斷、接點粘連等不良現象，保證各廠站可以依次接入閉環運行狀態，從而在減少誤動作的前提下，確保安全性能。

綜上所述，AVC系統在智能、數字化水平提升的背景下，可以有效提升電網的運行狀態，對于供電的電能質量也有了技術保證，它可以有效地降低系統的網絡損耗，對于調節控制人員的工作強度也有所降低，極大地提高了電網電壓的靜態穩定裕度，實現了全網無功電壓在線優化控制和靜態的安全預警控制，提升了電網控制系統的經濟效益。

參考文獻

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