太原地区电网无功优化自动控制系统升级改造

王凤萍

【摘 要】本工程的目标是对地区电网AVC系统进行升级改造，实现全部220kV变电站和110kV变电站全部闭环控制，实现省地AVC系统通信及联调，从全网角度进行无功电压优化控制，实现无功补偿设备投入合理和无功分层就地平衡与稳定电压，实现主变分接开关调节次数最少、电压合格率最高、网损率尽可能小，从而进一步提高电力系统运行的稳定性和安全性，全面改善和提高电网电压质量，降低电网损耗，实现全网经济调度。

【关键词】AVC 经济调度 闭琐控制

【中图分类号】V242.3【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0441-01

引言

按照《山西电网变电站自动电压控制技术规范（试行）》和《山西电网自动电压控制系统（AVC）运行管理办法（试行）》的要求，按照山西省电力公司的统一部署，山西电网要实现从500kV变电站到110kV变电站的全网AVC闭环控制运行，地调AVC系统承担着网内220kV变电站和110kV变电站闭环控制的任务，2009年太原做为试点对220kV变电站和110kV变电站进行闭环控制，本次升级改造主要对控制策略和系统功能根据“大运行”要求进一步完善。升级建模子系统，升级图形监视子系统，升级计算分析控制子系统，升级安全闭琐控制子系统，升级报表查询分析子系统。

1 与EMS数据交互与集成

1.1 AVC主站从调度中心能量管理系统（EMS）获取电网实时数据及有关信息，并在此基础上进行控制计算。AVC主站与EMS的数据交互信息完善。

1.2 遥测采集精度优化。对于并列运行的多条母线电压量测偏差较大、母线电压量测数据波动较大、电压量测死区传送门槛过大等情况，应采取技术改造等措施，保证数据质量；对主变三相分接头档位配备量测并正确采集；有关遥信量采集的冗余度和可靠性应满足闭环控制对可靠性、安全性的要求，应覆盖变电站内重要开关和刀闸设备（尤其是和控制设备相关的开关与刀闸），合成并上传必要的保护动作闭锁信号、控制闭锁信号等遥信信息。

1.3 应实现AVC应用服务主备配置和自动切换，可考虑实现AVC应用服务器与SCADA服务器之间的双网络配置，提高AVC系统运行可靠性。

1.4 AVC主站应对实时数据和控制参数的有效性进行检测，避免明显不合理的数据进入分析和控制过程。能判别明显不在合理范围内的实时采集数据，并予以屏蔽；能利用遥测、遥信等信息的冗余性，对局部数据的可信性进行校验，发现并屏蔽明显的坏遥测遥信数据或不合理数据；应具有滤除数据突变和高频电压波动的功能；AVC系统应能对与SCADA系统通信中断和不合理数据进行检测报警。

2 实时监视

完善监视母线的实时运行信息；对于母线电压越限的情况进行告警，提醒运行人员注意；

监视变电站无功设备的运行信息；监视当前AVC系统的运行情况；可监视电网传输有功损耗信息。

3 控制与优化策略计算

3.1 利用电网实时信息，实现控制策略在线计算；应采用成熟、高效、先进、实用的设计和算法，保证策略计算的可靠性和有效性。

3.2 在优化策略计算中应满足以下约束条件：

母线电压满足电网运行要求，可满足全天高峰、低谷、平峰不同时段的电压控制要求及峰谷转换时的电压平稳过渡；符合无功电压调节设备动作次数、动作时间间隔等约束。

3.3 在策略计算中可考虑以下目标：无功分层分区平衡；提高动态无功储备；减小电网传输损耗。

3.4 在策略计算中应考虑上级电网对本级电网的协调控制目标或约束。

3.5 在控制策略计算失败的情况下，应提供相应的后备措施，且不引起电网电压波动。

3.6 在电网出现事故或异常下，必要时闭锁或退出AVC控制，并给出报警。

4 控制指令执行

1 AVC系统应具有开环控制和闭环控制模式完善。在开环控制模式下，AVC控制策略在主站显示作为参考；在闭环控制模式下，AVC控制策略自动下发到站端执行。正常情况下AVC系统应运行在闭环控制模式。

2 AVC主站下发给变电站的控制指令可以是电容器（电抗器）开关投切指令（遥控）、有载调压分接头档位调节指令（遥调），也可以是相关变电站母线电压或主变关口无功的设定目标值或调整量等。

3 控制指令下发应采用可靠数据通道和成熟通信规约。控制指令建议通过现有EMS系统的遥控/遥调下行通道下发，也可由AVC主站与站端子站直接通信。

4 所有下发控制指令在有关环节都应保存带时标的详细日志，便于事后查询和分析。

5 对于下发失败的控制指令，能自动重试。对于多次（不少于3次）连续控制失败的情况，应及时进行报警，并闭锁相应设备。

6从主站能够对选定的设备进行传动测试和AVC控制试验。

5 统计分析功能

变电站控制相关信息的统计分析功能完善；对上下级间的协调控制策略和控制结果进行统计和查询；支持数据导出。

6 AVC主站的闭锁功能完善。

主站闭锁设置分为三个层次：系统级闭锁、站级闭锁和设备级闭锁；系统级闭锁指调度中心AVC主站将整个AVC控制模块闭锁，主站不再下发闭环控制指令，全部厂站转入人工控制或者就地控制；站级闭锁指调度中心AVC主站对单个变电站进行闭锁，不对该厂站下发闭环控制指令，该站转入人工控制或者就地控制；设备级闭锁指调度中心AVC主站对某个具体设备进行闭锁，闭环控制中不考虑对此设备的调节，不下发对此设备的闭环控制指令。

7 增加省地协调管理及考核功能

省地协调调试完成、相关部门批准投运后，正常情况下省地协调控制应保持投运。省调AVC系统按月自动统计各地调的省地协调投运率和省地协调关口调节合格率，同时统计省调220kV母线电压合格率。如出现地调关口满足省调下发的上下限值，但母线电压仍不合格的情况，由省调AVC系统负责整改。如地调某些关口长期不可控、可控时间远低于省调要求或者关口调节合格率不满足省调要求，则由地调负责整改。

8 冗余配置

为系统软硬件进行冗余配置，实现关键模块的热备功能，提升系统的可靠性、安全性，增强系统在异常情况下的容灾能力。

9 系统增加以下功能以满足在闭环控制中遇到的问题：

复杂接线方式建模功能；复杂接线方式自动拓扑解析功能；页面导航功能；网络版功能；主变参数一致，三主变档位联调功能（满足电网220kV变电站三主变并列运行的要求）；主变参数一致，三主变档位联调功能（满足电网220kV变电站不同参数三主变并列运行的要求）；变升降档方向相反AVC控制功能；主变档位数量不一致AVC控制功能；特殊运行方式控制策略功能；保护闭锁控制模块；自动回调功能；时钟同步功能；增加直观监视画面；统计分析功能；遥控试验管理功能；安全闭锁控制功能；保护闭琐设备图形化闪动告警功能。

10 变电站闭环控制。

实现变电站AVC接入和闭环控制的工作主要有设备参数录入，设备参数检查核对，SCADA转发库的配置，AVC遥测遥信参数录入，遥测遥信实时数据检查核对，AVC保护闭所信号添加核对和传动试验，AVC遥控参数录入核对和遥控预置试验，AVC运行定值的配置等。

参考文献

[1] 《实现变电站无人值班对调度自动化系统的基本要求》

[2] 国家电力监管委员会第5号令《电力二次系统安全防护规定》

[3] 《地区电网无功电压优化自动控制系统改造完善技术方案》

[4] 《山西电网AVC省地协调技术方案》

[5] 《山西电网AVC系统省地协调实时通信方案》