AVC系统在电网调度自动化中的应用

国网山东省电力公司德州市陵城区供电公司 张 鑫



AVC系统在电网调度自动化中的应用

国网山东省电力公司德州市陵城区供电公司 张 鑫

【摘要】我国的电网系统正在向数字化、智能化的方向迈进，在智能电网快速发展的背景下，要构建和完善电网自动电压控制，即AVC系统，它可以实现对电网的自动化无功电压控制，保障电网的安全、经济而优质高效运行，在现代科技和网络技术日益发达的时代，AVC系统需要进行科学分析，在安全的基础上提升其应用水平，全面实现智能电网的自动化、数字化。

【关键词】电网；AVC系统；自动；设计；应用

随着社会的不断发展，安全、经济、优质和高效成为电网企业的目标，在这个目标的实现过程中，对电网的无功电压控制是最为关键的一环，而目前的电网电压控制系统是由分散的控制器构成，不能实现系统的、全局性的控制和协调，导致电压合格率较低、调度及监控的工作量较大、难度较高等问题，这些无功电压的不合理流动状态，在一定程度上产生了较多的电网损耗，制约了电网的智能、安全运行。为了保障电网的安全、稳定、经济运行，需要对电网无功电压实现优化控制，构建AVC系统并加以完善，从而满足人们对电能质量的需求，全面提升电网的自动化控制和调度水平。

1　AVC系统的概念

AVC系统也即智能化无功电压控制系统，它是基于能量管理系统——EMS之上，对智能电网实施实时运行状态下的数据控制，并提出最佳的无功电压调整方案，自动下达给各个子站点，在连续而闭环的状态下实现对电压的控制与调节，实现了在线生成、实时下发、闭环控制一体化控制。这一自动化系统是高智能的自动化软件应用，科学而合理地进行闭环控制与优化，为各个区域站点的无功电压稳定运行奠定了重要的技术基础。

2　AVC系统的科学系统设计与研究

AVC系统是基于“分解协调”的科学设计理念，对电网实施“软分区”，整体构建三级电压控制调整系统，在各级电压控制体系中有相应的技术理论，同时，AVC系统也与安全预警系统实现了整合，生成了在线控制与预警一体化的体系，有助于实现电网的安全、经济、稳定、优质运行。

我国的电网建设速度较快，电网的架构也处于不断变化的不稳定状态中，采用原有的“硬分区”模式显然无法适应快速发展的要求，因而，要以“软分区”的三级电压控制模式为设计理念，由主站控制中心系统和子站系统构成，在线进行耦合松散的控制区域划分，并且实现在线跟踪电网拓扑结构的变化，在高速电力网络下实现数据通信和联络。其中三级电压是高级控制中心环节，它要通过优化计算设定各个区域的中枢母线电压值，以供二级电压使用；二级电压控制模块则要实时采集当前中枢母线的电压值，在设定值和实际运行的差值输入模型中，进行计算并控制，并将数据下送给下一级别电压系统。一级电压实施闭环控制，它利用AVR进行主站和子站之间的清晰切割，使子站可以独立地实现本地控制。

3　AVC系统在电网调度自动化中应用

AVC系统的优质安全应用，是在科学设计的前提下实施的，它是一个闭环控制的分层控制系统，可以通过SCADA实时地获取在线运行数据，进行自动分析与计算，并对电压各监测点、厂站、控制设备等进行记录，从而实现系统架构下的智能建模。其闭环控制的优质安全应用策略主要包括以下几个方面的内容。

3.1自动闭锁的运行系统控制

AVC系统的一级控制是在自动闭锁的状态下实施的，它可以自动过滤信号输出、输入过程中的干扰因素及噪声等，保障调度人员在无干扰的状态下进行异常事件的辨析和分析，这种自动闭锁的状态是在主网支撑电压过低的条件下而实施的，它可以避免主网的无功吸收，从而较大程度上也抑制了主网电压的崩溃问题。同时，自动闭锁状态控制也发生于电网设备控制过程中，它包括对运行设备的控制以及对备用设备的控制，在对运行设备进行控制调节的过程中，要考虑运行设备的状态以及电气设备的相关参数，在自动闭锁的状态下对设备进行信息的自动读取及分析，以便进行电气设备检修和复位。在对备用设备进行控制的过程中，主要是根据设备的开关刀闸的状况进行网络拓扑运算，对于备用的热系统可以在线调整，而对于备用的冷系统则要自动闭锁调整。

3.2AVC系统中心主站的自动化优化控制

对于电网AVC系统中的中心主站点要进行合理的预算，针对10千瓦母线电压的灵敏度变化情况，采用准稳态控制灵敏度分析方法，进行科学而合理的估算，在估算过程中要注重分析发电机准稳态的无功电压特性，防止各种不良的振荡状况，以确保优化控制的精度和可靠性。

为了防止环流现象的发生，还要对并列的变压器电气设备进行交替的调整，要根据变压器的运行内容及容量等参数进行不同的设定，合理对变压器的并列档位进行调节，使之处于同一水平。然而，当一台主变闭锁而另一台主变压器没有闭锁时，则不能进行并列调整，要主动规避档位不一致的状态。同时，我们要对变压器电气设备实施颗粒控制和电压的优化调节，减少电气设备的运行动作次数，降低调节振荡的发生机率。

3.3AVC系统的总体控制策略应用

AVC系统在智能电网中的应用可以采用基于动态分区分级之下的专家控制策略，在电网分层分区空间解耦的前提下，进行AVC系统的优化策略控制，它在遵循高电压水平下无功分层分区平衡优化的原则之下，按响应周期在时间上进行解耦，这种控制策略可以有效保障电网的全局优化和协调性能，在模式优先级和响应周期考虑控制动作次序的同时，尽量防范控制过度或振荡。

在电网的无功平衡的局域性和分散性特点之下，AVC系统实施对电网的无功分层分区控制，在自动控制下进行空间上的解耦，并对相关的电网设备进行数据实时的记录和跟踪，其具体应用策略如下。

3.3.1电网电压的优化调节

对于电网电压的优化调节，可以采用区域电压控制、就地电压控制和电压控制协调三个内容，其中：区域电压控制是区域电网整体无功平衡的结果，当区域电压偏高或偏低时，要调节其无功设备，并尽量少地调节设备的次数，避免因调节而引起的振荡。就地电压控制是当电压越限时，则对其无功设备进行启动调节，按照就地电压策略加以协调控制，从而有效消除电压越限。电压控制协调是依据“区域电压控制＞电压校正控制”的顺序，在个别站点的母线越限时，实施电压的校正控制，采取自适应的电压优化调节。

3.3.2全网自动协调控制

这是对电网的空间协调和时间协调，其中空间协调是在电压无功空间分布状态下，自动选择优化控制模式。时间协调是利用AVC系统自动设计混杂控制的结构，实现闭环控制跟随时间追踪电压无功状态，在有序的状态下进行自动协调。

4　避免误动作的安全系统控制

在AVC系统的设计和应用过程中，我们要力求实现各数据的无缝对接，减少遥控环节，从安全起见，可以对AVC系统进行准确的筛选和确认，尽量避免通信中断、接点粘连等不良现象，保证各厂站可以依次接入闭环运行状态，从而在减少误动作的前提下，确保安全性能。

综上所述，AVC系统在智能、数字化水平提升的背景下，可以有效提升电网的运行状态，对于供电的电能质量也有了技术保证，它可以有效地降低系统的网络损耗，对于调节控制人员的工作强度也有所降低，极大地提高了电网电压的静态稳定裕度，实现了全网无功电压在线优化控制和静态的安全预警控制，提升了电网控制系统的经济效益。

参考文献

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