電網地縣一體化AVC系統的建設與應用

石倩倩(國網安徽省電力公司滁州供電公司，安徽 滁州 239000)

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電網地縣一體化AVC系統的建設與應用

石倩倩
(國網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無功電壓的管理現狀，分析了該地區地縣一體化AVC系統的建設模式；通過該系統的建設和應用，實現了地區電網220 kV，110 kV及35 kV廠站無功電壓的一體化管理，增加了地調無功在線調節資源，提升了地區電網無功電壓控制的技術水平。

〔關鍵詞〕調度控制系統；自動電壓調控系統；自動控制

0 引言

AVC(自動電壓調控系統)作為智能電網調度控制系統的一個高級應用模塊，通過變電站無功設備自動投切以及有載調壓裝置實現系統電壓的自動控制。AVC系統的投入運行可極大地提高監控效率，將監控員從頻繁的人工投切無功設備的工作中解放出來，從而使調控人員統觀全局，有效地指揮電網安全、穩定和經濟運行，提高電網的運行管理水平。

為順應全面建設“大運行”體系的要求，提高地區電網無功電壓管理水平，某供電公司開展了地縣一體化AVC系統建設，使該地區電網內所有35 kV及以上公用變電站的有載調壓裝置和無功補償設備實現了集中監視、統一管理和自動在線控制。

1 電網無功電壓管理現狀

截至2015年3月，該供電公司電網共有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電網風電場4座。

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

截至2014年底，該地區電網已將110 kV及以上變電站全部納入AVC系統，實現閉環運行管理，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。

2 地縣一體化AVC系統的建設

(1) 整合地、縣一體化調度自動化系統，為實現地縣一體化AVC系統提供技術支撐。地縣一體化調度自動化系統將該地區調度自動化系統和分布在其下6個縣的縣調自動化系統廣域遠程互聯，使之邏輯上成為一套調度自動化系統，實現數據資源、技術資源、設備資源的共享。原本地調和縣調的數據需要相互轉發，現在使用同一個系統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，找7個廠家，現在只需1個廠家，維護1套系統，節約了系統維護和建設的成本，減少了維護時間，提高了調度自動化系統的可靠性。

該地區電網的35 kV變電站基本已具備“四遙”功能，且主變具備有載調壓能力，站內無功補償裝置配置合理并均具備納入AVC系統的基本條件，只需在現有調度系統中加入AVC模塊，并將AVC模塊與調度SCADA系統(數據采集系統)相連，就可將這些35 kV變電站納入AVC系統。

(2) 合理規劃AVC系統總體結構，建設地縣一體化的全局優化AVC系統。根據該地區電網現行的調度管理控制模式，AVC系統總體應分為以下5個層級。

① 地區調度層面：作為AVC系統的主站，進行全網的AVC建模、維護、監控；基于地調SCADA系統采集全網實時數據、接收省調下發的無功指令，按照預先設定的考核指標，進行全網無功電壓優化計算并形成調節控制指標。

② 220 kV監控層面：作為AVC系統的子站，接收地調AVC主站的調節指標，并基于監控SCADA系統進行區域范圍的校核計算，形成本監控范圍內220 kV變電站的調節控制指令并可靠執行相關操作，同時將110 kV變電站相關節點的調節控制指令反饋給地調AVC系統主站。

③ 110 kV監控層面：作為AVC系統的子站，接收地調AVC系統主站的控制指令，并可靠執行相關變壓器分接頭的調節及電容器投切的操作。

④ 110 kV風電場監控層面：作為AVC系統的子站，接收地調AVC系統主站的控制指令，執行相關變壓器分接頭的調節及電容器投切的操作。

⑤ 縣調監控層面：作為AVC系統的子站，接收地調AVC系統主站的無功指令，并基于縣調SCADA系統采集調度管轄范圍內的實時數據、按照預先設定的考核指標，進行全網無功電壓優化計算并形成調節控制指標，下發至相關35 kV子站，并可靠執行相關變壓器分接頭的調節及電容器投切的操作。

AVC系統體現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，各層次權責明確，相互協調，從而使整個控制系統的運行達到最佳效果。

3 地縣一體化AVC系統的應用

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

地縣一體化AVC系統建設并投入閉環運行后，該地區電網實現了35 kV及以上變電站AVC系統的全覆蓋，減輕了調控人員的無功電壓監控及調整的工作強度；通過地縣一體化AVC系統建設，提高了地縣調無功電壓的管控水平，重點提升了35 kV電網無功電壓控制技術水平，減少了無功補償設備動作次數，提高了無功補償設備健康水平。

(2) 優化了新能源無功電壓管理。該地區2014年末的風機裝機容量達484．5 MW，而風電的出力具有季節性、隨機性、間歇性和波動性等特點，因此大規模的風電將會對電網的安全穩定運行產生不利影響，尤其是對電網系統電壓穩定性和負荷調度系統影響將更為明顯。

在風電場投運前期，編制風電場AVC系統接入調度自動化系統的技術方案，將風電場無功電壓控制系統接入地調調度自動化系統，實現風電場AVC系統根據調度指令自動調節無功出力，達到“風電場并網點電壓在額定電壓的97 %-107 %內”電壓自動控制的目標要求。

(3) 實現了省、地、縣3級AVC系統的聯動、聯控。該地區地調AVC系統實現了省、地電網之間220 kV母線電壓或關口無功、功率因數的控制。根據省調AVC系統下發的220 kV母線電壓定值或關口無功、功率因數定值進行控制，配合省級AVC系統的自動電壓無功控制。

地縣一體化AVC系統的建成，標志著該地區電網AVC系統實現了省、地、縣3級AVC系統的聯動、聯控，實現了地區電網范圍內的無功優化，豐富了AVC系統調控的無功資源，提升了地區電網無功電壓的地縣一體化管理水平；為“大運行”體系建設提供堅強技術支撐。

省、地、縣3級AVC系統構架如圖1所示。

圖1　省、地、縣3級AVC系統構架

(4) 減輕了調控人員的勞動強度。以某公司為例，為實現電網高效運行，調節無功、控制電網電壓一直是由調控人員手工完成的。操作時，平均每月需要通過人工調節變壓器檔位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節又要進行下一輪調節，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節模式，極大地減輕了調控人員的工作負擔，提高了電網調控安全穩定運行的水平。

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

圖2　AVC系統投入運行前后電壓合格率同期對比

4 結束語

地縣一體化AVC系統的建設和應用，實現了地區電網220 kV，110 kV及35 kV廠站無功電壓的一體化管理，有效地整合了區域電網的無功資源配置，在優化無功設備動作方式的基礎上，提高了設備的利用率，較好地實現了2級電網無功資源分層、分區的平衡，在降低網損的同時，提升了電壓質量及電網運行的穩定性。通過對電網運行相關指標的分析，充分體現了地縣一體化AVC系統對于區域電網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AVC系統分層聯合協調控制[J]．電力系統保護與控制，2008，36(10)：36-39．

2 楊曉雷，錢 嘯．嘉興電網分層分區協調控制AVC系統的開發和應用[J]．浙江電力，2010，29(5)：25-27．

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

春節供保電??南網在行動

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（來源：中國南方電網公司網站 2016-02-04）

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收稿日期：2015-10-09。