電壓無功控制系統(tǒng)(AVC)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

黃境 國網(wǎng)北京密云供電公司

隨著科技的發(fā)展，無人值守變電站的建設(shè)數(shù)量逐漸增多，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化變電站的技術(shù)，在電網(wǎng)管理中無功電壓調(diào)節(jié)變得越來越重要。AVC對于網(wǎng)損的減低起到重要的作用，并且能夠提升電壓的質(zhì)量以及對系統(tǒng)資源進(jìn)行統(tǒng)籌與配置，當(dāng)前世界上的大部分國家都在大力展開AVC系統(tǒng)的使用，我國也不例外。當(dāng)前我國的大部分地區(qū)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了AVC系統(tǒng)的覆蓋，通過經(jīng)濟(jì)壓差來達(dá)到對全局無功優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)，將每條線路的電壓降落縱分量作為目標(biāo)，并保證其達(dá)到最佳的狀態(tài)。本文將對AVC系統(tǒng)中存在的一些問題進(jìn)行講解，并給出改善建議，希望能為我國電力部門的發(fā)展提供一些幫助。

1.AVC系統(tǒng)工作原理

在電網(wǎng)中，AVC系統(tǒng)是通過OPEN平臺(tái)，與調(diào)度中心主站EMS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)，可以通過PAS網(wǎng)絡(luò)建模來取得控制模型，然后在SCADA中進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與獲取，最后再依據(jù)電網(wǎng)中的無功電壓的實(shí)時(shí)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)在線的分析與計(jì)算，最終利用SCADA遠(yuǎn)程通道來實(shí)現(xiàn)遙控命令，達(dá)到對全網(wǎng)無功電壓進(jìn)行優(yōu)化控制的閉環(huán)運(yùn)行。在AVC系統(tǒng)中的分層依據(jù)的是電壓的等級，分區(qū)依據(jù)的則是管理的區(qū)域，而根據(jù)電網(wǎng)中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層分區(qū)也是能夠通過的。在AVC系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫的模型主要對廠站、控制設(shè)備、電壓臨測點(diǎn)的層次記錄進(jìn)行定義，然后利用網(wǎng)絡(luò)建模來實(shí)現(xiàn)各記錄間的靜態(tài)關(guān)聯(lián)。AVC系統(tǒng)與EMS平臺(tái)屬于一體設(shè)計(jì)，對技術(shù)的更新采取的都是增量模型方式，都能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)建立AVC臨空點(diǎn)，并對設(shè)備模型進(jìn)行控制，以及自動(dòng)進(jìn)行驗(yàn)證的功能。

2.AVC系統(tǒng)存在的一些問題

首先是對電壓的不準(zhǔn)確的預(yù)判，比較容易造成電壓校正控制模式與AVC的無功優(yōu)化控制模式產(chǎn)生沖突，這樣就會(huì)使得主變分接頭與電容器之間發(fā)生不必要的循環(huán)性動(dòng)作，如果情況嚴(yán)重則會(huì)造成母線的電壓過大，甚至是越線。

第二個(gè)問題是AVC系統(tǒng)對保護(hù)信號進(jìn)行引入之后來達(dá)到對設(shè)備的可靠閉鎖，主要針對的問題是主變分接頭的滑檔，以及電容器在進(jìn)行連續(xù)投切時(shí)產(chǎn)生的不成功等。盡管增加該功能可以解決以上問題，但是在使用中也經(jīng)常會(huì)使得一些正常的設(shè)備產(chǎn)生錯(cuò)誤性的閉鎖，進(jìn)而對整個(gè)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行產(chǎn)生影響。

第三個(gè)問題是在對區(qū)域性電壓采取控制模式的時(shí)候，對區(qū)域中其他10KV母線電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)使用的是投切220KV變電站的電容器，這樣做非常容易造成本站中10KV母線電壓的巨大變化，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐杀菊局须妷侯A(yù)判的不準(zhǔn)確，或者越限。

最后是逆調(diào)壓原則問題，在電網(wǎng)中的AVC系統(tǒng)中，對于全局參數(shù)進(jìn)行設(shè)置工作時(shí)，10KV電壓的負(fù)荷高峰為10.2KV到10.6KV；低谷負(fù)荷為10.1KV到10.5KV。由此能夠看出，在負(fù)荷的高峰與低谷的邊界會(huì)存在過調(diào)的問題，話句話說在相同的一個(gè)時(shí)間之中需要發(fā)出大量的指令，而這些指令的下發(fā)執(zhí)行要經(jīng)過排隊(duì)，該排隊(duì)的時(shí)間如果太長就會(huì)使得遙控出現(xiàn)拒動(dòng)。

3.AVC系統(tǒng)優(yōu)化與改善的措施

首先需要對系統(tǒng)中的算法進(jìn)行優(yōu)化，比如使用非線性遠(yuǎn)對偶內(nèi)點(diǎn)法，該算法能夠?qū)崿F(xiàn)一定的收斂性，對系統(tǒng)優(yōu)化起到重要改善作用。其次是對于系統(tǒng)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)先實(shí)行容錯(cuò)處理，在EMS進(jìn)行更新的情況時(shí)，對一些數(shù)據(jù)的采集會(huì)出現(xiàn)不是特別完整的問題，如果發(fā)生這樣的情況，為了保證系統(tǒng)的有效運(yùn)行就需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行默認(rèn)數(shù)據(jù)處理。第三對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化之前，對于使用到的狀態(tài)估計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流計(jì)算，如果潮流計(jì)算依然是不收斂則可認(rèn)定該結(jié)果是不可信結(jié)果，發(fā)生這種問題的時(shí)候就不需要繼續(xù)實(shí)行優(yōu)化計(jì)算了，此時(shí)二級電壓的控制會(huì)根據(jù)原始的曲線來完成信息控制的工作。第四是實(shí)現(xiàn)規(guī)定時(shí)間的優(yōu)化計(jì)算，比如每五分鐘實(shí)現(xiàn)一次計(jì)算，每十五分鐘進(jìn)行一次優(yōu)化措施的發(fā)送，這樣就可以保證數(shù)據(jù)在發(fā)生異常的時(shí)候能夠繼續(xù)使用下次的數(shù)據(jù)。最后是對AVC系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中發(fā)生異常或者停機(jī)等問題時(shí)，可以執(zhí)行系統(tǒng)中設(shè)置好的自動(dòng)啟動(dòng)程序。

結(jié)語：在電力系統(tǒng)中，各種設(shè)備與線路在實(shí)際的工作中都會(huì)吸收大量的無功功率，時(shí)間一長必然會(huì)降低整個(gè)電力系統(tǒng)中功率因數(shù)，進(jìn)而造成線路中電壓與能耗的增長，長此以往，就會(huì)給企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益帶來一定的影響，而如果事態(tài)發(fā)展的更加嚴(yán)重，設(shè)備的安全也不會(huì)得到保證。AVC系統(tǒng)存在自動(dòng)調(diào)度的功能，可以很大程度的減少以往調(diào)度工作的勞動(dòng)強(qiáng)度，并全方位的保證電壓的質(zhì)量，為電壓的調(diào)度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，滿足社會(huì)對于高質(zhì)量電能的需求。