電網(wǎng)地縣一體化AVC系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

石倩倩(國網(wǎng)安徽省電力公司滁州供電公司，安徽 滁州 239000)

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電網(wǎng)地縣一體化AVC系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

石倩倩
(國網(wǎng)安徽省電力公司滁州供電公司，安徽 滁州 239000)

〔摘 要〕闡述了某供電公司電網(wǎng)無功電壓的管理現(xiàn)狀，分析了該地區(qū)地縣一體化AVC系統(tǒng)的建設(shè)模式；通過該系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用，實現(xiàn)了地區(qū)電網(wǎng)220 kV，110 kV及35 kV廠站無功電壓的一體化管理，增加了地調(diào)無功在線調(diào)節(jié)資源，提升了地區(qū)電網(wǎng)無功電壓控制的技術(shù)水平。

〔關(guān)鍵詞〕調(diào)度控制系統(tǒng)；自動電壓調(diào)控系統(tǒng)；自動控制

0 引言

AVC(自動電壓調(diào)控系統(tǒng))作為智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的一個高級應(yīng)用模塊，通過變電站無功設(shè)備自動投切以及有載調(diào)壓裝置實現(xiàn)系統(tǒng)電壓的自動控制。AVC系統(tǒng)的投入運行可極大地提高監(jiān)控效率，將監(jiān)控員從頻繁的人工投切無功設(shè)備的工作中解放出來，從而使調(diào)控人員統(tǒng)觀全局，有效地指揮電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行，提高電網(wǎng)的運行管理水平。

為順應(yīng)全面建設(shè)“大運行”體系的要求，提高地區(qū)電網(wǎng)無功電壓管理水平，某供電公司開展了地縣一體化AVC系統(tǒng)建設(shè)，使該地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)所有35 kV及以上公用變電站的有載調(diào)壓裝置和無功補償設(shè)備實現(xiàn)了集中監(jiān)視、統(tǒng)一管理和自動在線控制。

1 電網(wǎng)無功電壓管理現(xiàn)狀

截至2015年3月，該供電公司電網(wǎng)共有500 kV變電站1座，220 kV變電站10座，110 kV變電站34座，35 kV變電站68座，接入110 kV電網(wǎng)風(fēng)電場4座。

該地區(qū)電網(wǎng)無功電壓管理按照電壓等級和行政區(qū)域的劃分采取分區(qū)控制的模式，實行“分層分區(qū)、就地平衡”的原則。其中，地調(diào)調(diào)度管轄所有220 kV及110 kV電壓等級變電站，以及城網(wǎng)范圍內(nèi)的35 kV變電站；各縣調(diào)調(diào)度管轄各行政區(qū)域內(nèi)的35 kV變電站。

截至2014年底，該地區(qū)電網(wǎng)已將110 kV及以上變電站全部納入AVC系統(tǒng)，實現(xiàn)閉環(huán)運行管理，并取得了很好的效果(220 kV電壓合格率達到100 %，110 kV電壓合格率達到99．94 %)。截至2015年3月，35 kV電壓等級的變電站無功電壓也納入了AVC系統(tǒng)。

2 地縣一體化AVC系統(tǒng)的建設(shè)

(1) 整合地、縣一體化調(diào)度自動化系統(tǒng)，為實現(xiàn)地縣一體化AVC系統(tǒng)提供技術(shù)支撐。地縣一體化調(diào)度自動化系統(tǒng)將該地區(qū)調(diào)度自動化系統(tǒng)和分布在其下6個縣的縣調(diào)自動化系統(tǒng)廣域遠程互聯(lián)，使之邏輯上成為一套調(diào)度自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源、技術(shù)資源、設(shè)備資源的共享。原本地調(diào)和縣調(diào)的數(shù)據(jù)需要相互轉(zhuǎn)發(fā)，現(xiàn)在使用同一個系統(tǒng)后省去了這一部分的工作量；且原本7個單位需要維護7套系統(tǒng)，找7個廠家，現(xiàn)在只需1個廠家，維護1套系統(tǒng)，節(jié)約了系統(tǒng)維護和建設(shè)的成本，減少了維護時間，提高了調(diào)度自動化系統(tǒng)的可靠性。

該地區(qū)電網(wǎng)的35 kV變電站基本已具備“四遙”功能，且主變具備有載調(diào)壓能力，站內(nèi)無功補償裝置配置合理并均具備納入AVC系統(tǒng)的基本條件，只需在現(xiàn)有調(diào)度系統(tǒng)中加入AVC模塊，并將AVC模塊與調(diào)度SCADA系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))相連，就可將這些35 kV變電站納入AVC系統(tǒng)。

(2) 合理規(guī)劃AVC系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，建設(shè)地縣一體化的全局優(yōu)化AVC系統(tǒng)。根據(jù)該地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)行的調(diào)度管理控制模式，AVC系統(tǒng)總體應(yīng)分為以下5個層級。

① 地區(qū)調(diào)度層面：作為AVC系統(tǒng)的主站，進行全網(wǎng)的AVC建模、維護、監(jiān)控；基于地調(diào)SCADA系統(tǒng)采集全網(wǎng)實時數(shù)據(jù)、接收省調(diào)下發(fā)的無功指令，按照預(yù)先設(shè)定的考核指標(biāo)，進行全網(wǎng)無功電壓優(yōu)化計算并形成調(diào)節(jié)控制指標(biāo)。

② 220 kV監(jiān)控層面：作為AVC系統(tǒng)的子站，接收地調(diào)AVC主站的調(diào)節(jié)指標(biāo)，并基于監(jiān)控SCADA系統(tǒng)進行區(qū)域范圍的校核計算，形成本監(jiān)控范圍內(nèi)220 kV變電站的調(diào)節(jié)控制指令并可靠執(zhí)行相關(guān)操作，同時將110 kV變電站相關(guān)節(jié)點的調(diào)節(jié)控制指令反饋給地調(diào)AVC系統(tǒng)主站。

③ 110 kV監(jiān)控層面：作為AVC系統(tǒng)的子站，接收地調(diào)AVC系統(tǒng)主站的控制指令，并可靠執(zhí)行相關(guān)變壓器分接頭的調(diào)節(jié)及電容器投切的操作。

④ 110 kV風(fēng)電場監(jiān)控層面：作為AVC系統(tǒng)的子站，接收地調(diào)AVC系統(tǒng)主站的控制指令，執(zhí)行相關(guān)變壓器分接頭的調(diào)節(jié)及電容器投切的操作。

⑤ 縣調(diào)監(jiān)控層面：作為AVC系統(tǒng)的子站，接收地調(diào)AVC系統(tǒng)主站的無功指令，并基于縣調(diào)SCADA系統(tǒng)采集調(diào)度管轄范圍內(nèi)的實時數(shù)據(jù)、按照預(yù)先設(shè)定的考核指標(biāo)，進行全網(wǎng)無功電壓優(yōu)化計算并形成調(diào)節(jié)控制指標(biāo)，下發(fā)至相關(guān)35 kV子站，并可靠執(zhí)行相關(guān)變壓器分接頭的調(diào)節(jié)及電容器投切的操作。

AVC系統(tǒng)體現(xiàn)了分級逐層推進的控制思路，同時遵循“層次越高、智能越高，控制精度越低；層次越低、智能越低，控制精度越高”的控制原則，各層次權(quán)責(zé)明確，相互協(xié)調(diào)，從而使整個控制系統(tǒng)的運行達到最佳效果。

3 地縣一體化AVC系統(tǒng)的應(yīng)用

(1) 實現(xiàn)了35 kV及以上變電站AVC系統(tǒng)的全覆蓋。在地縣一體化AVC系統(tǒng)建設(shè)并投入閉環(huán)運行之前，該地區(qū)電網(wǎng)所轄的110 kV及以上變電站已全部投入AVC系統(tǒng)，實現(xiàn)了無功電壓的自動控制；但縣調(diào)管轄的67座35 kV變電站的無功電壓調(diào)整一直是調(diào)控人員監(jiān)控、分析、手動調(diào)整的；對于用戶負荷特性較特殊的變電站，部分負荷起伏大，母線的調(diào)壓頻率較高，調(diào)控人員的勞動強度較大，電壓、無功調(diào)整相對滯后。

地縣一體化AVC系統(tǒng)建設(shè)并投入閉環(huán)運行后，該地區(qū)電網(wǎng)實現(xiàn)了35 kV及以上變電站AVC系統(tǒng)的全覆蓋，減輕了調(diào)控人員的無功電壓監(jiān)控及調(diào)整的工作強度；通過地縣一體化AVC系統(tǒng)建設(shè)，提高了地縣調(diào)無功電壓的管控水平，重點提升了35 kV電網(wǎng)無功電壓控制技術(shù)水平，減少了無功補償設(shè)備動作次數(shù)，提高了無功補償設(shè)備健康水平。

(2) 優(yōu)化了新能源無功電壓管理。該地區(qū)2014年末的風(fēng)機裝機容量達484．5 MW，而風(fēng)電的出力具有季節(jié)性、隨機性、間歇性和波動性等特點，因此大規(guī)模的風(fēng)電將會對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生不利影響，尤其是對電網(wǎng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性和負荷調(diào)度系統(tǒng)影響將更為明顯。

在風(fēng)電場投運前期，編制風(fēng)電場AVC系統(tǒng)接入調(diào)度自動化系統(tǒng)的技術(shù)方案，將風(fēng)電場無功電壓控制系統(tǒng)接入地調(diào)調(diào)度自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)風(fēng)電場AVC系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度指令自動調(diào)節(jié)無功出力，達到“風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓在額定電壓的97 %-107 %內(nèi)”電壓自動控制的目標(biāo)要求。

(3) 實現(xiàn)了省、地、縣3級AVC系統(tǒng)的聯(lián)動、聯(lián)控。該地區(qū)地調(diào)AVC系統(tǒng)實現(xiàn)了省、地電網(wǎng)之間220 kV母線電壓或關(guān)口無功、功率因數(shù)的控制。根據(jù)省調(diào)AVC系統(tǒng)下發(fā)的220 kV母線電壓定值或關(guān)口無功、功率因數(shù)定值進行控制，配合省級AVC系統(tǒng)的自動電壓無功控制。

地縣一體化AVC系統(tǒng)的建成，標(biāo)志著該地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)實現(xiàn)了省、地、縣3級AVC系統(tǒng)的聯(lián)動、聯(lián)控，實現(xiàn)了地區(qū)電網(wǎng)范圍內(nèi)的無功優(yōu)化，豐富了AVC系統(tǒng)調(diào)控的無功資源，提升了地區(qū)電網(wǎng)無功電壓的地縣一體化管理水平；為“大運行”體系建設(shè)提供堅強技術(shù)支撐。

省、地、縣3級AVC系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

圖1　省、地、縣3級AVC系統(tǒng)構(gòu)架

(4) 減輕了調(diào)控人員的勞動強度。以某公司為例，為實現(xiàn)電網(wǎng)高效運行，調(diào)節(jié)無功、控制電網(wǎng)電壓一直是由調(diào)控人員手工完成的。操作時，平均每月需要通過人工調(diào)節(jié)變壓器檔位1 000余次、投退電容器800余次，不但工作量大，而且往往是剛剛完成一輪調(diào)節(jié)又要進行下一輪調(diào)節(jié)，極大地占用了運行人員的時間和精力。通過自動控制模式代替人工調(diào)節(jié)模式，極大地減輕了調(diào)控人員的工作負擔(dān)，提高了電網(wǎng)調(diào)控安全穩(wěn)定運行的水平。

(5) 提升了該地區(qū)電網(wǎng)電壓水平。地縣一體化AVC系統(tǒng)建成并投入閉環(huán)后，該地區(qū)電網(wǎng)的電壓水平有了明顯的提高，特別是縣域電網(wǎng)的35 kV變電站的電壓合格率有了顯著的提升。AVC系統(tǒng)投入運行后電壓合格率同期對比如圖2所示。

圖2　AVC系統(tǒng)投入運行前后電壓合格率同期對比

4 結(jié)束語

地縣一體化AVC系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用，實現(xiàn)了地區(qū)電網(wǎng)220 kV，110 kV及35 kV廠站無功電壓的一體化管理，有效地整合了區(qū)域電網(wǎng)的無功資源配置，在優(yōu)化無功設(shè)備動作方式的基礎(chǔ)上，提高了設(shè)備的利用率，較好地實現(xiàn)了2級電網(wǎng)無功資源分層、分區(qū)的平衡，在降低網(wǎng)損的同時，提升了電壓質(zhì)量及電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。通過對電網(wǎng)運行相關(guān)指標(biāo)的分析，充分體現(xiàn)了地縣一體化AVC系統(tǒng)對于區(qū)域電網(wǎng)無功電壓的控制方式更為合理有效。

參考文獻：

1 蘇家祥，廖亨利，袁文謙，等．地、縣兩級電網(wǎng)AVC系統(tǒng)分層聯(lián)合協(xié)調(diào)控制[J]．電力系統(tǒng)保護與控制，2008，36(10)：36-39．

2 楊曉雷，錢 嘯．嘉興電網(wǎng)分層分區(qū)協(xié)調(diào)控制AVC系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用[J]．浙江電力，2010，29(5)：25-27．

石倩倩(1984-)，女，工程師，主要從事電網(wǎng)的無功電壓運行管理，以及電網(wǎng)短期負荷預(yù)測與經(jīng)濟運行工作，email：xyshiqiang@163．com。

春節(jié)供保電??南網(wǎng)在行動

春節(jié)臨近，為做好春運及春節(jié)期間的保供電工作，南方電網(wǎng)公司認真貫徹落實國家部委有關(guān)工作要求及公司工作會議精神，及早部署春運及春節(jié)期間的安全生產(chǎn)和供電保障工作。各分子公司及供電單位按照要求，加強對車站、機場、碼頭、電氣化鐵路、主要旅游景點、人員密集場所、重大慶典活動現(xiàn)場等重要輸變配電設(shè)施的特巡特維和隱患排查，對線路覆冰嚴(yán)重且電氣化鐵路運輸繁忙地區(qū)，邀請鐵路供電調(diào)度人員共同值班，確保重要場所及電氣化鐵路供電安全。部分單位還組織志愿者前往現(xiàn)場，為春運旅客提供免費充電等熱心服務(wù)。

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南方電網(wǎng)公司還要求相關(guān)單位結(jié)合季節(jié)特點，全面加強重要輸變電設(shè)備巡視維護，落實防覆冰、防山火、防污閃、防外力破壞、防配變過載等措施，抓好薄弱環(huán)節(jié)隱患排查整治，嚴(yán)肅應(yīng)急管理和節(jié)日值班紀(jì)律，加強搶修人身安全、交通安全及消防管理，確保電網(wǎng)安全與可靠供電。

（來源：中國南方電網(wǎng)公司網(wǎng)站 2016-02-04）

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收稿日期：2015-10-09。