電網AVC系統應用分析

趙地

摘要：電壓是考核電網供電質量的主要指標之一，直接決定著電網的運行安全，本文對某地區的電網AVC系統控制模式進行論述，并對實際應用情況展開分析。

關鍵詞：電網系統;自動電壓控制;無功控制;控制方式

AVC是自動電壓控制的英文縮寫，由于電網中的電壓、無功呈現出非線性特點，控制起來難度比較大。隨著電子技術和通信技術的不斷發展，電網自動化程度的提高，使得電網可以采取AVC系統進行控制，采取集中的方式來對電網的無功電壓進地監控和分析，優化配置好處于分散狀態的電網無功設備。很多地區都應用了AVC系統，電網的自動化管理水平得到了提升，電網的損耗也明顯減少，有效的保證了電網電壓質量。

1電網AVC系統控制模式分析

某地區電網AVC系統采取軟分區的三級自動電壓控制和無功優化方式，系統的框架圖如圖1所示。

1.1三級電壓控制

三級電壓控制，也就對該地區電網進行無功優化分析計算，從而得到經過優化后的電網潮流值，為該地區的電網無功優化目標提供依據。確定好的控制目標傳送給二級電壓控制系統當中。與此同時，根據目前電網的運行模式，讓二級電壓控制系統根據給出的控制目標，再次經過科學的計算來確定變電站的控制策略。

1.2二級電壓控制

該級電壓控制是針對每個分區采取的自動電壓控制方式，確定的控制目標應該在保證電壓數值和無功滿足上級的考核要求的同時，還應該對三級電壓控制無功電壓優化進行跟蹤監測，從而確定好電網整體的優化目標，保證優化的目標可以實現。在電網AVC控制系統結構圖中可以看出，二級電壓控制單元當中，只把地調和市調控制體現出來，把該區域的電網調控中心AVC系統作為主要的控制對象，市調AVC系統依據三級電壓控制確定出該地區電壓的優化控制目標。與此同時，對該地區的地調AVC系統進行分析，依據目前電網的運行模式可以達到向上輸送的無功調節能力，采用功率因數的方式發出對該地區的地調關口調節需求。

1.3一級電壓控制

該地區沒有超過35kV的發電廠，所以此控制單元只體現出變電站控制。當前，該城市的35kV，110 kV變電站都采取無人值守的工作方式，采用調度控制中心來進行遠程的監測和集中控制。所以，該地區電網的AVC系統可以實現所有電站的閉環控制，把AVC控制系統通過運算方式確定出的控制策略傳送給變電站中的無功裝置，從而實現遠程遙控。AVC控制系統的主站和EMS通信系統把前置的數據信息實現對監測控制系統的數據互換，同時根據變電站的運行模式，經過運算方式制定出的遠程控制程序，通過變電站監測系統傳送到電容器開關裝置、變壓器分接觸頭，從而實現對電容器裝置的投入和切斷，并對分接頭進行調整。值班工作人員可以利用調控中心的監測控制系統對AVC系統運行信息進行實時監測，查看AVC系統運行是否正常。

2 AVC系統在某地區電網實際應用情況分析

2.1 AVC系統運行狀態分析

由于該地區的變電站都采用閉環控制方式接入到AVC控制系統當中，一座35kV變電站采用無載調壓的方式，和電容器裝置進行配合實現無功的優化。對原有的AVC系統進行改進升級之后，有效的解決了異常死機的情況，值班工作人員的工作強度有所減輕。該地區的主電網電壓合格率高于平均水平，無功分布更加科學合理，AVC控制系統運行比較穩定。2018年5-10月，該地區10kV母線電壓合格情況統計如表1所示，AVC控制策略的完成情況如表2所示。

失敗的原因主要是在電網非正常情況下或者無功設備工作條件下產生的，AVC控制系統經過多次的試調無法成功產生閉鎖也是失敗的原因之一，不會對系統的正常使用造成影響。對于該現象，值班工作人員在進行操作之前，應該把無功設備在AVC閉環控制系統中切除，防止一些非關鍵控制信號傳遞上來。在具體的應用過程中，還應該保證AVC控制系統可以和廠站通信端口之間可以順利進行通訊，保證站內無功裝置處于正常運行狀態。

2.2該地區AVC控制系統效果驗證

選擇2018年最大負荷時期段的運行情況來對AVC控制系統效果進行檢測，對無功優化以及消除電壓越限進行分析。

在無功優化效果方面，以某110kV變電站進行分析。在8月20日晚10點，該變電站3號變壓器功率因數值為1.003，已經超過了上限值，AVC控制系統進行優化計算需要減少了無功數值，在進行分析判斷之后，切斷電容器裝置輸出端的三側電壓，都沒產生超過上限值的情況，把該電容器裝置切除之后，對電網輸入無功顯著降低，功率因數減少到0.924.

而對于電壓越限控制效果方面，同樣把該電站作為分析實例。在8月20日早8點，該變電站的5號10kV母線電壓值達到10.06kV，已經接近下限值10.05kV，應該進行升壓操作，由于電容器裝置處于運行條件下，無功也已經達到倒送臨界點，應該對3號變壓器的分接頭進行調節來對越限情況進行控制，從檢測和校驗的情況可以發現，控制策略執行之后不會產生其它的超限問題。

3結束語

綜上所述，該地區電網采用AVC控制系統之后，采用三級自動電壓控制方式，可以很好的保證該地區電壓質量，無功平衡得到了很好的控制，減弱工作人員的工作強度，電網的自動化水平得到了顯著的提高，電網的損耗明顯下降，軟分區的控制方式可以保證該地區電網滿足經濟發展的需要。

參考文獻

[1]唐永紅，張蓓，路軼，蘭強，孫曉艷，劉俊勇，沈曉東，許立雄，郭焱林.基于雙閉環控制策略的AVC控制效果互動評估開發與應用[J].電力電容器與無功補償，2017，38（04）：152-157.

[2]秦紹俊. 自動電壓無功控制系統（AVC）在聊城發電廠的應用研究[D].華北電力大學，2013.

（作者單位：鄭州大學）