鄧燕輝

摘要：為電力用戶供應優(yōu)質(zhì)、安全和經(jīng)濟的電能是電力系統(tǒng)運行管理的基本目標。電壓對電能質(zhì)量有很重要的影響，電壓過低或者過高都會對電氣設備的使用壽命和工作效率產(chǎn)生影響，不僅如此，電壓還會影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，因此，減小電壓的波動幅度，使電壓維持在正常范圍十分重要。目前已經(jīng)有法國、意大利、西班牙等歐洲國家，分析了各國的綜合情況，根據(jù)各國的實際需要，采用不同的方式實現(xiàn)自動電壓控制系統(tǒng)的功能。在電力系統(tǒng)中電壓和無功功率聯(lián)系密切，但是，電壓和無功功率的綜合應用的整合情況很復雜。

關鍵詞：智能電網(wǎng);無功控制系統(tǒng);AVC

1整體系統(tǒng)設計

傳統(tǒng)的無功電壓問題日益突出，主要表現(xiàn)在電壓合格率較低、電壓監(jiān)視點眾多、日常調(diào)壓任務繁重、無功電壓關系復雜、人工調(diào)壓難度系數(shù)大、無功功率不合理以及流動不利于電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行等。因此，設計了基于AVC的電網(wǎng)變電自動控制系統(tǒng)。其主要作用是提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，確保電網(wǎng)安全;提升電壓的合格率，保證優(yōu)質(zhì)的電力輸送;降低系統(tǒng)的網(wǎng)損，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。

該系統(tǒng)主要有4個功能：建模與數(shù)據(jù)源、控制功能、人機界面、歷史查詢。為了網(wǎng)絡的安全防護和維護方便，使用SCADA/EMS進行網(wǎng)絡建模與數(shù)據(jù)量測，通過實時拓撲分區(qū)、全網(wǎng)電壓優(yōu)化調(diào)節(jié)、全網(wǎng)無功優(yōu)化控制、全網(wǎng)關口功率控制、全網(wǎng)自動協(xié)調(diào)控制等方法實現(xiàn)控制功能。并在人機交互界面完成電壓控制與調(diào)節(jié)、相關數(shù)據(jù)和信息反饋以及歷史數(shù)據(jù)記錄查詢等功能。

2 ?AVC系統(tǒng)的功能

AVC系統(tǒng)的控制模式。自動電壓控制系統(tǒng)有兩種模式。AVC系統(tǒng)使用優(yōu)化控制模式時，系統(tǒng)進行靈敏度的分析，獲得控制設備對母線電壓等產(chǎn)生的影響的實時數(shù)據(jù)和各種相關信息，同時綜合考慮操作的費用，控制設備根據(jù)調(diào)整綜合指標的排序來進行科學合理的最佳選擇，保證系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性。母線電壓的校正控制的作用是對電壓進行實時監(jiān)視，當出現(xiàn)電壓超過限度的情況時，系統(tǒng)立即進行優(yōu)化計算并產(chǎn)生結果，及時給出校正控制方案，并有效地執(zhí)行，減小了電壓大幅度變化的可能。功率因數(shù)的校正控制是實時監(jiān)視各監(jiān)視地區(qū)總加功率因數(shù)，及時對相關信息進行審查，減少了工作的失誤，增加了電壓的穩(wěn)定性，減少網(wǎng)損。當電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍而且功率因數(shù)保持正常時，網(wǎng)損的優(yōu)化控制將分析電壓、網(wǎng)損以及關口功率因數(shù)的靈敏度，并根據(jù)分析數(shù)據(jù)和實際情況，對其進行科學的綜合調(diào)整，嚴格根據(jù)指標來選擇最佳的控制設備。保證電壓數(shù)值在合格范圍，同時保證電壓波動范圍小，增加了電壓的穩(wěn)定性和安全性，同時保證了經(jīng)濟效益。在分區(qū)控制模式下，電壓、功率因數(shù)的限值分為16區(qū)，根據(jù)當前狀態(tài)進行相應的控制。

3 ?AVC系統(tǒng)及電網(wǎng)自動化發(fā)展現(xiàn)狀

我國在20世紀末，開始將AVC系統(tǒng)應用于電網(wǎng)。AVC系統(tǒng)在電網(wǎng)系統(tǒng)中又被稱為二次電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)，實現(xiàn)無功功率與電壓控制的功能。二次電壓調(diào)節(jié)指的是：由影響全網(wǎng)的發(fā)電機組的一次作用調(diào)節(jié)引起的電壓快速變化;由二、三次無功電壓控制調(diào)節(jié)引起的電壓慢速變化。在《電力工業(yè)部門關于調(diào)度機構開展安全文明生產(chǎn)達標和創(chuàng)一流工作的通知》和《國家電力公司建設國際一流電網(wǎng)調(diào)度機構考核標準（試行）》中，添加了考核電網(wǎng)AGC與AVC功能的規(guī)定，推動了AVC在我國電網(wǎng)的發(fā)展。

近10年來，我國電網(wǎng)已普遍推廣并使用了AVC系統(tǒng)，AVC系統(tǒng)能夠適用于我國的電網(wǎng)發(fā)展，最大限度的降低電網(wǎng)網(wǎng)損，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓。在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，有大量的網(wǎng)絡設備單元。發(fā)生故障后，不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，還要耗費大量的時間進行檢查維修。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)單一，現(xiàn)在已轉變成多元化的電力數(shù)據(jù)，使得電力系統(tǒng)具有更高的安全性和穩(wěn)定性。

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，為了進一步提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，從根本上確保供電安全，我國已經(jīng)逐漸開始使用自動化技術。與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比，電力自動化系統(tǒng)具有更高的效率、更優(yōu)的穩(wěn)定性。同時，還可以降低人工操作造成的失誤和人工電力數(shù)據(jù)統(tǒng)計的錯誤。對于電力企業(yè)而言，能夠有效的降低經(jīng)濟損失，實現(xiàn)經(jīng)濟效益。因此，使用變電自動化技術進行電力數(shù)據(jù)統(tǒng)計，可以提高系統(tǒng)的準確性，降低錯誤數(shù)據(jù)對電力系統(tǒng)的影響。

4現(xiàn)階段智能電網(wǎng)無功電壓運行存在的問題

現(xiàn)行階段，各地區(qū)電網(wǎng)都是按照不同規(guī)程制度和各級人員的責任心來管控無功電壓管理，通過人工就地和集控站手動調(diào)節(jié)在部分安裝，經(jīng)常會發(fā)生運行不穩(wěn)的情況，主要出現(xiàn)了以下問題：第一：在實際運行中，指定的計劃無法滿足電網(wǎng)會存在各種不同的工況;第二：由于無功電壓的關系非常復雜，所以變電站的值班人員工作強度非常大，電壓監(jiān)視點很多，值班員需要花費大量的時間投入到觀察電壓和潮流狀況，日常調(diào)壓的任務非常繁重;第三：計劃與實際無法把全網(wǎng)運行的安全性與經(jīng)濟性兼顧進來;第四：隨著時間不斷積累，調(diào)度、計劃人員的經(jīng)驗不能及時完全的適應電網(wǎng)結構的日益變化。

5 ?AVC系統(tǒng)的改進與優(yōu)化

5.1提高數(shù)據(jù)采集精度和正確性

在相應設備進行改造之前，應該對產(chǎn)生問題數(shù)據(jù)的站點進行變電部的加強其數(shù)據(jù)取值方法的整理和改變，并且要確保遙測數(shù)據(jù)的準確性，上送至AVC系統(tǒng)，比如都老隆站、龍川站等站點。然后才能算是相應設備的改造通過，再進行杜絕系統(tǒng)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)沖突問題、檢測數(shù)據(jù)是不是同步上傳，達到AVC系統(tǒng)調(diào)壓的效果符合電壓合格率的要求。又或者在刀閘位置不一致的問題上，則需要保證AVC的正常調(diào)壓。如果在監(jiān)控設備時，遇見開關刀閘位置無法對應的情況，現(xiàn)場人員應及時強制對位，確認完畢后進行報告自動化、巡檢和遙信封鎖。然后再加強對刀閘機構箱的維護工作，不要造成位置輔助觸點損壞的情況。

5.2閉鎖條件優(yōu)化

必須在保證設備安全的前提下，對閉鎖條件和方式進行適當?shù)恼{(diào)整。AVC系統(tǒng)設置的閉鎖條件，是為了防止發(fā)生故障的設備能夠被強行控制，預防對設備造成的損壞。由AVC安全策略判定系統(tǒng)后，便成為了閉鎖狀態(tài)而判定設備為不可用，于是只能人工解鎖。但是從實際角度來出發(fā)，該設備其實仍是可用狀態(tài)，從而有調(diào)壓空間的情況卻無法調(diào)壓，使得電壓不合格和設備資源產(chǎn)生浪費。

5.3提高自動調(diào)節(jié)成功率

將人工控制通道與自動控制通道上端接口進行整合，當?shù)貐^(qū)電網(wǎng)內(nèi)各級變電所電壓處在合格范圍內(nèi)，控制本級電網(wǎng)內(nèi)無功功率流向合理，實現(xiàn)二者下傳指令的一致性。同一個電壓等級不同變電所電容器組根據(jù)計算決策誰優(yōu)先投入，同一個變電所不同容量電容器組根據(jù)計算決策誰優(yōu)先投入，控制本級電網(wǎng)內(nèi)無功功率也趨向合理，提高自動調(diào)節(jié)的成功率。由于控制本級電網(wǎng)內(nèi)無功功率趨向合理。

結束語：智能電壓控制AVC系統(tǒng)在安全和經(jīng)濟性方面都具有明顯的優(yōu)勢，可以同時保證系統(tǒng)和電網(wǎng)的安全性和實現(xiàn)經(jīng)濟性的控制，隨著AVC系統(tǒng)的逐漸完善和成熟，AVC系統(tǒng)一定會發(fā)揮更大的作用，滿足電網(wǎng)自動化發(fā)展的需要，為電力企業(yè)帶來顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，促進電網(wǎng)調(diào)度由經(jīng)驗型向分析型和經(jīng)濟型發(fā)展。

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