電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)（AVC）在電網(wǎng)中的應(yīng)用

潘琪*，孟志云，郎雋

（國網(wǎng)山西省電力公司晉中供電公司，山西晉中，030600）

引言

電力系統(tǒng)的電壓水平與無功狀況密切相關(guān)，在線路上流動(dòng)的無功功率越大，電壓的損失就越大，電網(wǎng)的有功功率損耗也越大。因此，可以通過對無功功率的自動(dòng)控制來實(shí)現(xiàn)電壓自動(dòng)控制和網(wǎng)損的降低。將無功自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用在現(xiàn)代化建設(shè)的電網(wǎng)中，是順應(yīng)時(shí)代和社會(huì)的發(fā)展，對構(gòu)建和諧社會(huì)有著深遠(yuǎn)的影響。所以在今后的工作中，就要找出目前存在的一些問題，然后結(jié)合實(shí)際的情況，提出相關(guān)的解決措施，最終保證我國電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行，提升人們的生活質(zhì)量水平。

1 電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究背景

隨著我國信息技術(shù)的快速發(fā)展，對于智能電網(wǎng)的建設(shè)需求也在不斷提高，人們對于電力系統(tǒng)運(yùn)行的智能化也提出了更高的要求。自控性與可調(diào)節(jié)性是智能電網(wǎng)建設(shè)的基本特征，也成為了電網(wǎng)調(diào)控中心追求發(fā)展的新目標(biāo)。電網(wǎng)運(yùn)行中，電壓和功率因數(shù)是兩個(gè)基本的考核指標(biāo)，而電壓作為電能質(zhì)量最基本的因素，將會(huì)直接影響到電力系統(tǒng)平穩(wěn)安全的運(yùn)行。所以無功自控控制系統(tǒng)不僅可以提高電壓的質(zhì)量，還可以極大限度的降低網(wǎng)絡(luò)損耗的電力。

電壓問題在當(dāng)今生活發(fā)展中也存在著一定的弊端，當(dāng)電壓質(zhì)量嚴(yán)重偏離額定值時(shí)，就會(huì)對用電用戶造成嚴(yán)重的影響。例如異步電動(dòng)機(jī)在使用過程中，它的電磁轉(zhuǎn)矩是與其端電壓的平方成正比的，當(dāng)電壓降低時(shí)，對轉(zhuǎn)矩的影響主要為可能存在停止轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷沒有發(fā)生變化時(shí)，當(dāng)電壓降低時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度就會(huì)下降，轉(zhuǎn)差增大，定子電流同時(shí)也會(huì)隨著轉(zhuǎn)差的增大而增大，將會(huì)使電動(dòng)機(jī)繞組的溫度不斷的升高，使絕緣老化速度加快，嚴(yán)重情況下還會(huì)影響到電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)損壞，無法正常的工作。如果電壓太大偏離額定電壓時(shí)，對電動(dòng)機(jī)的絕緣壽命也是非常不利的，電壓降低就會(huì)造成電網(wǎng)的能量損耗增加。另外，由于電網(wǎng)的電壓質(zhì)量是依靠無功功率的電源支撐的，當(dāng)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)電源供電不足的現(xiàn)象，就會(huì)使電力系統(tǒng)中的電壓出現(xiàn)快速的下降。當(dāng)某些中心樞紐變電站的母線電壓受到波及時(shí)，也會(huì)瞬間的引起系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定受到破壞，造成系統(tǒng)電壓發(fā)生崩潰，將會(huì)造成供電系統(tǒng)的大面積停電事故，社會(huì)的安全穩(wěn)定和人們的生活都會(huì)受到多少的影響。

無功功率平衡與電壓之間也存在著某些聯(lián)系，電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷中包括了很多種不同的用電設(shè)備，例如一些電熱器、白熾燈以及異步電動(dòng)機(jī)等。電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷的電壓靜態(tài)特性就是指各種用電設(shè)備所消耗的有功功率與無功功率都會(huì)隨著電壓的變化而存在一定的聯(lián)系，所以簡稱為負(fù)荷的電壓特性。由于異步電動(dòng)機(jī)與電力系統(tǒng)負(fù)荷中所占的比重比較大，異步電動(dòng)機(jī)所消耗的有功功率幾乎與電壓沒有任何關(guān)系，而消耗的無功功率對于電壓卻有著密切的聯(lián)系。所以綜合負(fù)荷的電壓特性就具體表現(xiàn)為負(fù)荷無功功率的電壓特性。

2 無功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理和方式

無功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)是當(dāng)前進(jìn)行電力系統(tǒng)控制中的一項(xiàng)重要技術(shù)，它將會(huì)降低由于系統(tǒng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)所造成的大面積通電事故發(fā)生，從而提升電網(wǎng)供電質(zhì)量和電器設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性，減少停電事故發(fā)生造成的經(jīng)濟(jì)損失，減輕值班人員調(diào)整電壓的工作力度，最終保證電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性。

工作的基本原理：電力系統(tǒng)調(diào)控中心從實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)采集的信息和數(shù)據(jù)之后，一般包括一些保護(hù)和斷路器的實(shí)際工作狀態(tài)和節(jié)點(diǎn)電壓、支路功率等實(shí)際量測的數(shù)據(jù)信息之后，然后將這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中，采取優(yōu)化的解決技術(shù)來達(dá)到最優(yōu)的解決方案。當(dāng)方案形成之后，然后通過計(jì)算得出相關(guān)的結(jié)論，利用系統(tǒng)的無功潮流和節(jié)點(diǎn)電壓在將數(shù)據(jù)信息傳遞到實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，通過高級的平臺應(yīng)用，利用遙控和遙感實(shí)現(xiàn)電力控制的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

電網(wǎng)自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)的控制策略：AVC數(shù)據(jù)庫模型是基于一體化的SCADMEMS平臺，AVC從SCADA中獲取電網(wǎng)的實(shí)施數(shù)據(jù)信息之后，就需要用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模獲得相關(guān)的設(shè)備參數(shù)和物理鏈接方式。由于電網(wǎng)運(yùn)行具有閉環(huán)結(jié)線，開環(huán)運(yùn)行的特點(diǎn)。所以就要區(qū)分開來，為所屬的每一個(gè)供電站都構(gòu)成一個(gè)供電區(qū)域。還要使區(qū)域調(diào)壓和廠站調(diào)壓協(xié)調(diào)配合，才能結(jié)合實(shí)際的工作情況，減少類似停電事故的發(fā)生。最終與實(shí)際的情況相結(jié)合，取得一定的發(fā)展前景。

3 結(jié)束語

信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，要想改變電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)，就需要充分利用信息平臺，改變傳統(tǒng)的管理落后觀念和方式，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的及時(shí)交流和分析安全，才能加強(qiáng)無功自動(dòng)控制系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用。

[1] 張小花.基于自動(dòng)電壓控制 AVC系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用研究[J].科學(xué)與財(cái)富,2016,(12):747-747,746. DOI:10.3969/j.issn.1671-2226.2016.12.714.

[2] 馬冬雪,張政,馬志忠.AVC系統(tǒng)在安陽電網(wǎng)中的應(yīng)用與分析[J].安陽工學(xué)院學(xué)報(bào),2017,(6):11-14. DOI:10.3969/j.issn.1673-2928.2012.06.004.

[3] 劉君.電壓偏離額定值對感應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的影響分析[J].西藏科技,2008(6):73-74.

[4] 張琳,孫慶海.電力系統(tǒng)無功功率的平衡與電壓調(diào)整[J].科技風(fēng),2013(1):100.

[5] 付明.配電網(wǎng)實(shí)時(shí)電壓無功綜合控制系統(tǒng)研究[J].鄭州大學(xué),2012.