AVC 系統在電力調度監控工作中的應用分析

鄧文彬

（國網湖南省電力有限公司 永州供電分公司，湖南 永州 425000）

0 引 言

自動電壓控制（Automatic Voltage Control，AVC）系統能夠通過調節發電機、變電站無功設備及變壓器的檔位，調整電網的無功與電壓，維持電網的穩定性和安全性。該系統的主要應用包括電網穩定性控制、無功補償、節約能源和提高電網可靠性等。在電網穩定性控制方面，AVC 系統能夠捕捉電網電壓變化的異常情況，及時響應并采取相應措施，確保電網穩定運行；在無功補償方面，AVC 系統可以根據電網負荷變化實時調整發電機的無功出力，以滿足電網的需求；在節約能源方面，AVC 系統能夠優化發電機的運行，減少損耗和浪費，從而降低成本；在提高電網可靠性方面，AVC系統能夠快速響應電網的異常情況，并采取相應的控制措施，避免電網故障擴大，提高電網的可靠性和安全性。

1 AVC 系統在電力調度監控過程中的工作原則

AVC 系統是一種智能化的電力調度監控系統，通過對電力系統的實時數據進行分析，自動調節電壓、頻率等參數，以保持電網穩定運行。

1.1 系統的實時監控

AVC 系統會不斷監測電力系統的狀態和變化，包括電壓、功率等各項參數，并將實時數據傳輸至控制中心，控制中心就可以實時監測電力系統的運行情況，并及時采取措施調節各項參數，以確保電力系統的穩定運行。

1.2 自動調節電壓和功率

AVC 系統會根據電力系統的負載和電壓變化，自動調節發電機的勵磁電流和變壓器的檔位，以保持電力系統的電壓和頻率穩定。同時，AVC 系統還可以根據電力系統的負荷情況，自動控制發電機的出力，以滿足用戶的用電需求[1]。

1.3 節能減排

AVC 系統可以通過優化電力系統的運行方式，最大限度地減少電力損耗和排放量。例如，AVC 系統可以自動控制發電機的出力和檔位，以確保發電效率最大化，并優化負荷分配，從而減少系統的損耗和排放。

1.4 數據傳輸和處理

AVC 系統通過數據傳輸和處理技術，實現對電網狀態的實時監測和自動控制。具體來說，AVC 系統通過傳感器采集電網的實時數據，并將這些數據傳輸到中央處理器進行分析和處理，從而實現對電網狀態的實時監測與控制，保障電網的正常穩定運行。

2 AVC 系統在電力調度監控工作中常見的問題

盡管AVC 系統可以提高電網的穩定性和可靠性，但在實際應用中也會面臨一些常見問題。

2.1 測量誤差

AVC 系統需要依賴各種傳感器和測量設備來獲取電網數據，如電壓、電流、功率等。這些設備本身的精確度有限，且容易受到環境干擾、設備老化等因素的影響，導致數據精確度難以保證，產生較大的誤差。

2.2 通信故障

AVC 系統中的控制器和傳感器之間通過通信網絡進行數據交換。其在電力調度監控工作中的通信故障可能造成數據傳輸失敗或延遲、系統錯誤報警、監控設備離線以及安全事故風險增加等問題，具體表現如下：AVC 系統無法及時更新電網狀態和負荷信息，從而影響電力調度決策；數據錯誤或丟失，可能會導致AVC 系統發出錯誤的報警信息，誤導操作人員采取不必要的措施；監控設備與AVC 系統失去聯系，使得這些設備將無法正常運行和監測，影響電網的穩定性和安全性，影響電網監測，不能及時獲得重要信息，如故障、異常負荷或變壓器溫度過高等問題，進而增加了潛在的安全事故風險[2]。

2.3 系統穩定性差

AVC 系統在電力調度監控工作中穩定性差的表現主要包括以下幾點：頻繁出現系統崩潰或故障，導致系統無法正常進行電力調度監控工作；系統響應速度變慢，處理效率下降，導致調度員無法及時獲取關鍵信息；數據精度不高，存在誤差和漏報等問題，影響電力調度決策的準確性和及時性；與其他系統集成不穩定，可能會導致數據傳輸或處理異常，進而影響整個電力調度監控系統的運行。

2.4 系統響應時間延遲

AVC 系統需要不斷地對電網數據進行采集、處理和計算，來實時控制各個節點的電壓水平。由于數據量龐大、計算復雜以及網絡傳輸等原因，系統響應速度可能比較慢，無法滿足實時控制的需要。系統延遲會直接導致以下幾種情況：一是控制指令延遲，當電力系統出現異常情況時，系統需要及時發送控制指令來穩定系統運行，但如果響應慢，則可能導致指令發送延遲，影響系統穩定性；二是信號傳輸不暢，系統需要實時監測和接收各個子系統的信息，如發電機、變壓器等狀態參數，如果響應慢，則可能導致數據傳輸不暢，影響監控效果；三是數據處理速度緩慢，系統需要對接收到的海量數據進行分析處理，并及時生成監控報告和預警信息，若系統響應慢，則可能導致數據處理速度緩慢，影響監控效果[3]。

2.5 系統安全性不足

系統安全性不足表現為以下幾個方面：（1）容易受到網絡攻擊，AVC 系統使用網絡連接各個部分，因此容易受到黑客攻擊、病毒感染等網絡安全威脅；（2）數據泄露的風險，AVC 系統存儲和處理大量敏感數據，如能源供應情況、設備狀態等，如果未經妥善保護，就會面臨數據泄露的風險；（3）外部干擾的風險，由于AVC 系統對電網的實時監測和控制功能十分關鍵，一旦發生外部干擾，就可能導致電力系統癱瘓；（4）內部操作員操作錯誤，AVC 系統需要操作員進行維護和管理，在操作過程中出現錯誤可能會導致電力系統的意外停運或損壞。

2.6 人為因素導致影響AVC 系統的性能

首先，操作員錯誤是常見的人為因素問題。例如，操作員可能誤操作系統，如錯誤調整電壓等級或設置錯誤的保護參數，從而導致設備故障或系統失效。其次，缺乏操作員培訓和知識更新也會對AVC 系統產生負面影響。當操作員不熟悉新版本的系統或沒有接受最新技術和工作方法的培訓時，就容易出現操作失誤或無法有效地使用系統。再次，人為安全與保密問題也是一個重要的關注點。如果沒有足夠的安全防范措施，操作員可能會未經授權進入系統或泄露敏感信息，從而使系統受到攻擊或數據泄漏風險。最后，組織文化和管理制度也可能影響AVC 系統的運行。

3 提升AVC 系統在電力調度監控工作中工作能力的方法

3.1 提升系統數據采集能力

為了提升AVC 系統的數據采集能力，可以采用以下方法：（1）優化傳感器安裝，合理布置傳感器位置，避免干擾和誤差，從而提高數據采集的精度和可靠性；（2）引入智能算法，利用人工智能技術，通過對大量歷史數據的分析和學習，訓練出一套能夠自動識別和糾正異常數據的算法，實現數據采集的自動化和高效化；（3）加強通信網絡建設，在監控范圍內增加更多的通信設備和節點，建立起一個高速、穩定、可靠的數據傳輸網絡，確保數據采集過程不會受到網絡延遲或故障的影響；（4）使用云計算技術，借助云計算平臺，將數據存儲在云端，并使用分布式計算技術進行實時處理，提高數據采集和分析的精準度與實時性；（5）采用高精度測量儀器，選擇合適的高精度測量儀器，對傳感器采集的數據進行再次精確測量，確保數據的準確性和可靠性；（6）優化算法和模型，AVC 系統需要使用一些算法和模型來處理采集到的數據，因此需要不斷優化算法和模型[4]。

AVC 系統是基于調度自動化系統的應用軟件，它的系統結構如圖1 所示，在數據通信上和數據采集與監視控制（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）實現無縫銜接。

圖1 系統結構

3.2 提高系統的可靠性

首先，AVC 系統需要定期進行維護和檢修。建立完善的設備檔案管理制度，記錄設備安裝、維護、更換等信息，及時發現設備的老化、損壞等問題，同時加強設備巡檢，定期對設備進行檢查，防范潛在故障。采用高品質的設備和材料，提高設備使用壽命和可靠性。其次，AVC 系統需要具備自動切換和備份能力。為了確保系統的連續運行，應配備備用設備和備用電源，當主設備或主電源發生故障時，能夠及時切換到備用設備或備用電源上繼續運行。此外，應建立緊急處理機制，明確操作人員的職責和應急措施，以減少故障對電網的影響。再次，AVC 系統需要具備網絡安全保障措施。在網絡化的監控環境下，AVC 系統存在著被黑客攻擊、病毒感染等安全風險。

3.3 加強對相關技術人員的培訓

AVC 系統的技術維護與管理需要一定的專業技能和知識儲備，因此提升技術人員的能力至關重要，以下是一些提高AVC 系統技術人員能力的方法：（1）建立完善的培訓計劃，制定綜合培訓計劃，包括理論課程、實踐操作以及經驗分享等板塊，全面提升技術人員的專業知識和實際操作能力；（2）加強實踐操作，采用虛擬仿真和實地模擬等方式，加強技術人員在AVC 系統的實踐操作能力，確保技術人員具備獨立處理突發事件的能力；（3）提供學習資源，建立技術文檔庫和知識共享平臺，為技術人員提供詳實清晰的技術文檔和實戰案例，幫助技術人員深入了解AVC系統的原理和應用技巧；（4）推進智慧化管理，借助現代化的信息技術手段，如人工智能、大數據分析等，優化AVC 系統的運維管理流程，提高技術人員的效率和服務水平；（5）加強團隊協作，促進技術人員之間的交流和分享，建立開放共享的學習氛圍，讓技術人員不斷吸收和借鑒他人的經驗成果，不斷提升整個團隊的技術水平[5]。

3.4 增加監控指標

提升AVC 系統在電力調度監控中增加監控指標的目的變得越來越重要，具體包含以下幾個方面：（1）提高監控的覆蓋范圍，保障電網的安全穩定運行，除了AVC 系統本身的監控指標，還需要增加其他關鍵指標，如線路負載、設備運行狀態、頻率、相位等，可以更加全面地掌握電網的狀況，及時發現潛在的問題并采取相應的措施，確保電網高效、安全地運行；（2）更好地滿足用戶的需求；（3）更好地適應現代化的電力需求，通過引入更多的監控指標，如風力發電等新興能源，可以更好地適應現代化的電力需求；（4）提升供電質量，除了電壓調節，還需要關注供電質量，增加相關指標，如電壓諧波、電流諧波等，有助于及時發現問題；（5）優化電網運行效率，通過增加相關指標，如有功功率、無功功率等，能夠更加精細地控制電網的運行，達到最佳的經濟效益，減少能源浪費。

4 結 論

在電力調度監控工作中，AVC 系統不僅可以幫助電力企業在實時掌握電網運行情況的同時，優化電力調度方案，提高電網穩定性和經濟效益，而且在電力調度監控工作中的應用具有實時監控、故障診斷、快速響應等多重優點，但應用過程中也存在一些難點和挑戰，如數據質量、算法優化等。隨著電力行業的快速發展和電力調度監控工作的不斷深入，AVC 系統的應用將越來越廣泛，同時也將面臨更多的機遇和挑戰，期待AVC 系統能夠為電力企業的科學管理和可持續發展做出更大的貢獻。