對智能電網無功電壓自動控制AVC系統的相關分析

劉楠

摘 要：以對智能電網無功電壓自動控制AVC系統為研究對象，在有關資料研究與分析的基礎上，結合實踐工作經驗，從智能電網無功電壓自動控制AVC系統的相關概述，包括基本定義、特點、應用意義進行了分析，并聯系某地區AVC系統應用情況，探討了系統運行過程中存在的問題，并從系統設計實踐與管理層面提出系統優化與改進建議，以期進一步加深對AVC系統的認知與了解，提升ACV系統應用質量與效率，實現電力企業服務水平與能力的提升。

關鍵詞：智能電網；無功電壓自動化控制系統；AVC系統

中圖分類號：TM761.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）16-0178-02

社會經濟、科技的不斷發展推動了我國電力事業的進步與發展，加之社會建設與發展對電能需求的日漸增加使智能電網的新建與改造成為人們關注與研究的重點課題。在此背景下，傳統無功電壓控制系統的問題愈發明顯，已經無法滿足電網安全與穩定運行需求。而智能電網無功電壓自動控制AVC系統的提出與應用，為電網高效、高質、安全與可靠運行提供了支持。因此，加強智能電網無功電壓自動控制AVC系統的研究力度，深化對智能電網無功電壓自動控制AVC系統的認知與理解，推動AVC系統優化發展已成為電力企業現代化建設與可持續發展過程中的重點工作，研究價值與現實意義重大。

1 智能電網無功電壓自動控制AVC系統的相關概述

1.1 AVC系統定義

智能電網無功電壓自動控制AVC（Automatic Voltage Control）系統是智能電網系統中的重要組成部分，是高技術水平無功動態補償裝置與經濟壓差無功潮流計算技術有機結合下形成，可實現補償（包括就地平衡補償、諧波補償等）一體化、電網無功電壓全過程智能化管控的系統[1]。

通常情況下，我國所應用的智能電網無功電壓自動控制AVC系統是“集中式AVC系統”。該系統工作原理如下：通過對電網自動化系統進行調度，實現對智能電網中各節點實時數據（包括遙信、遙控等）進行采集、計算與分析，并將節點電壓合格情況、節點關口功率因素等視為制約因子，對在線電壓無功優化進行有效管控，從而實現綜合目標的最優化（包括發電機無功出力、電網網損率、開關控制次數、電壓合格率等），形成系統控制命令，并通過命令執行實現智能電網無功電壓自動控制[2]。

1.2 AVC系統特點

就現階段地區智能電網無功電壓自動控制AVC系統而言，主要具備以下特點：其一，系統運行過程中，其輸電效率可得到有效提升，并在一定程度上改善輸電網損情況；其二，基于EMS（Element Management System，能源管理系統）系統的應用，在保證系統獨立性的同時，實現了AVC系統與EMS系統之間的有效溝通與連接，從而在提升系統控制效率的同時，保證了系統運行的穩定性、安全性與可靠性；其三，基于與經濟壓差無功潮流計算技術的應用，可在5min內實現數據的更新，保證數據獲取的及時性、準確性，實現全網無功控制，保證數據信息傳輸的準確性、時效性；其四，智能電網無功電壓自動控制AVC系統，降低了監控管理人員工作強度，并為綠色電網建設奠定了良好基礎；其五，以IEC61970-CIM/CIS標準化技術為支撐的智能電網無功電壓自動控制AVC系統，其適用性得到增強，可與其他系統進行系統合作。

1.3 AVC系統應用意義

在智能電網中應用AVC系統，對提升電網運行安全性與可靠性，增強電力企業經濟效益具有重要現實意義。

就電網運行安全與可靠性而言，由于AVC系統可直接對電網電壓無功調節設備進行管控，降低其他系統運行對電網電壓無功調節設備存在的影響，提升設備應用的安全性與穩定性。與此同時，AVC系統的分布式遞進化控制，可有效判斷最優場站自控接入形式，并支持人工調整，實現實施管控質量與效率的提升。此外，AVC系統本身所具有的安全性，為智能電網電壓無功調節提供了安全保障，降低了系統運行故障與問題的產生。

2 智能電網無功電壓自動控制AVC系統應用現狀

2.1 AVC系統應用現狀

智能電網是新時期我國電力行業發展的客觀需求與必然趨勢，自《國家發展改革委、國家能源局關于促進智能電網發展的指導意見》提出并實施以來，各地積極組織開展了智能電網建設與改造項目，電網智能化水平得到大幅度提升，預計到2020年，將實現全面統一堅強智能電網的構建，其相關技術將達到國際先進標準。而在此背景下，智能電網無功電壓自動控制AVC系統得到創新發展。以某地區智能電網無功電壓自動控制AVC系統為例，對其應用現狀進行分析了解到，該地區現有變電站共210個，其中500kV的有5個，220kV的有40個110kV的有165個，目前，多數變電站以進入到智能電網無功電壓自動控制AVC系統中。該地區所應用的智能電網無功電壓自動控制AVC系統，實現了與EMS平臺的一體化設計，并依據電壓等級進行了分層處理，通過SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，數據采集與監視控制系統）遠程通道可實現全網無功電壓優化控制[3]。

2.2 AVC系統應用存在的主要問題

智能電網無功電壓自動控制AVC系統在運行過程中主要存在的問題由以下幾點：其一，智能電網無功電壓自動控制AVC系統在引入“保護信號”的過程中為設備設置了閉鎖，用以保障設備運行穩定與安全，但在系統實際應用過程中，閉鎖功能易出現錯誤閉鎖現象，對AVC系統穩定運行帶來一定影響。其二，AVC系統在運行過程中存在電壓預判不準確問題，從而導致主變分接頭出現大量循環動作，部分10kV母線電壓發生越限線性，影響AVC系統功能的正常發揮。其三，理論上AVC系統的安全效益與經濟效益無法在實際中得到兼顧。其四，在進行全面電網無功電壓自動化控制過程中，10kV電壓負荷低谷期易出現過調問題（低谷期為10.2kV～10.4kV，高峰期為10.3kV～10.5kV），從而發生AVC系統遙控拒動現象[5]。

3 智能電網無功電壓自動控制AVC系統改進與優化對策

在明確認知智能電網無功電壓自動控制AVC系統工作原理、特征與應用現狀的基礎上，針對智能電網無功電壓自動控制AVC系統應用過程中存在的問題，建議從系統優化設計與實現、系統優化管理兩個層面入手進行創新與改善，從而提升AVC系統應用有效性。

3.1 AVC系統優化設計與實現措施

在AVC系統優化設計與實現過程中，應做好以下幾點工作：

第一，在進行系統優化設計與設備改造過程時，需采用行之有效的數據采集與計算方法，事項對存在問題的站點進行數據信息采集與分析，用以保證系統遙測數據的真實性、精準性，并在此基礎上實現數據在AVC系統中的有效上傳。與此同時，注重建設數據上傳模式、智能電網無功電壓自動控制AVC系統調壓情況的全面分析與嚴格管控，避免出現改造后電壓合格率不達標問題。

第二，為降低AVC系統閉鎖功能其他設備存在的影響，應根據實際情況與系統應用需求，對閉鎖條件進行優化調整，從而在保證設備運行安全的用時，提升設備資源利用率。

第三，對實時動態數據發送時間進行調整，保證5min一計算，15min一發送，從而保證在數據出現問題后，下次數據的及時與準確應用。

第四，進行AVC系統算法的優化，建議利用非線性遠對偶內點法進行系統設計，提升系統運行過程中算法魯棒性的提升；進行系統參考數據的科學設計，用以實現數據容錯處理；注重系統監控管理體系的優化，通過系統編程以及先進技術的應用，提升系統故障自動化判斷與處理能力。

第五，提升智能電網無功電壓自動控制AVC系統異常處理能力，保證系統的穩定、安全、可靠運行。例如，智能電網無功電壓自動控制AVC系統在實踐運行過程，當對用以設備進行二至三次遙控操作后，設備仍無法正常運行，則向工作人員發送“遙控制失敗”信號，用時起動系統閉鎖功能，進行設備有效控制；當AVC系統運行過程中，變電站母線電壓超出了上下限且智能電網無功電壓自動控制AVC系統并未作出相應調整時，相關工作人員應向上級進行調度匯報，在接收到調度工作許可時，采用行之有效的方法對智能電網無功電壓自動控制AVC系統進行檢測，針對檢測結果進行系統處理；當系統主變分接開關出現滑檔問題時，應根據相關規定進行故障應急處理，如關閉總電源、起動系統緊急停止裝置等。

3.2 AVC系統優化管理對策

智能電網無功電壓自動控制AVC系統運行管理工作質量的高低直接影響智能電網無功電壓自動控制AVC系統運行的穩定與安全。對此，要想保證智能電網無功電壓自動控制AVC系統正常運行，實現系統應用價值與功能的充分發揮。應做好系統管理工作，提升系統運行管理質量與水平。

首先，做好智能電網無功電壓自動控制AVC系統的日常運行管理工作。在此過程中電力企業應成立專業化AVC系統運行管理小組，由監控中心值班人員、電網調度人員、維修養護班組共同組成完善的日常運行管理架構。并在此基礎上明確工作人員管理職責與權力。

其次，做好智能電網無功電壓自動控制AVC系統運行報表報送工作。相關企業在進行AVC系統運行管理時，應以電子表報或紙質表報的形式定期將系統運行情況報送給變電管理部門，一方面保證日常管理工作的有效落實，強化系統管理質量與水平，另一方面深入對系統運行現狀的了解，使變電管理人員根據報表分析，做出相應規劃。

此外，加強系統狀態管理，實現系統參數科學調整。在此過程中，應保證各項工作的嚴謹性，避免因工作疏忽加大系統故障影響力。例如，當設備處于檢修狀態時，應通過手動操作起動閉鎖功能，并在系統圖中標注相關標識。

4 結語

總而言之，智能電網無功電壓自動控制AVC系統在安全性、穩定性、經濟性上具有較強的優勢。因此，在智能電網建設規模日漸增多，電網自動化管理需求與要求不斷提升的背景下，電力企業以及相關工作人員應明確認知智能電網無功電壓自動控制AVC系統工作原理與應用意義，掌握系統應用問題，并從系統設計與實踐、系統日常管理與維護等層面出發進行改進與完善，從而提升智能電網運行的高效、高質、安全、可靠、經濟的一體化發展。

參考文獻

[1]譚泓.淺談智能電網無功電壓自動控制AVC系統[J].中國戰略新興產業，2018，（16）：71.

[2]覃翠娥.無功電壓自動控制（AVC）系統的運行管理與異常處置[J].通訊世界，2017，（21）：305.

[3]孫亮，牛秋野，張青，等.基于智能AVC系統的全網無功電壓協調控制研究[J].電力電容器與無功補償，2017，38（03）：147-150+156.