电网AVC系统存在的问题及改进措施

刘伟

【摘 要】AVC系统主要由三个模块构成：自动电压调整程序（AVC_MAIN）、遥控程序（DO_CTLS）和报警程序（AVC_ALM）。AVC_MAIN通常只运行在PAS节点上，它从SCADA获得电网的实时运行状态，根据分区调压原则对电网电压进行监视，发现电压异常时提出相应的调节措施。当系统处于自动控制状态时，将调节措施交给SCADA的遥控程序，执行变压器的升降和电容器的投切，遥控环节是电压无功自动控制系统的关键环节，电压无功自动控制系统运行是否成功将在很大程度上决定于电网基础自动化状况。报警程序负责显示自动调压程序提出的调压建议和遥控程序所做的自动调压措施。在AVC系统的现场应用过程中，发现了AVC系统存在一些需要完善的问题，现作如下介绍，与大家共同探讨。

【关键词】电网；数据采集与监视控制系统（SCADA）；自动电压控制（AVC）；无功优化

1.AVC系统工程存在问题研究

电网AVC作为涉及电力系统、自动化、通信等专业协调的系统工程，具有相当的复杂性，在实际运行过程中不可避免地会存在一些需要进一步完善的问题。

1.1 设备存在的问题

1）变压器的问题。AVC系统是建立在电网高度自动化基础上的控制系统，对电网设备的要求较高，无载调压变压器已经不能适应AVC系统的要求；110 kV变电站中三圈变压器在负荷变化较大或负荷分配不合理的情况下，为了保持35 kV侧和10 kV侧电压在合格范围内，动作次数比较频繁。现有的油浸式110 kV变压器有载调压分接开关正常情况下，动作次数应控制在10次/天，但在负荷较高、电压波动较大时分接开关动作次数常常超过这个限值，不能适应AVC系统高标准的要求，影响了电压合格率。

2）无功补偿装置的问题。使用电容器组是最传统的无功补偿装置选型，优点是价格低，缺点是可控性差，不能跟踪无功负荷动态调整，与电网的需要不一致，影响电压质量，影响节约能源，影响电网稳定运行。而且变电站普遍存在电容器分组配置容量不合理的问题，导致电容器组投入率偏低。

1.2 AVC系统运行发现的问题

AVC系统虽然实现了全网电压无功的闭环自动控制，但是由于AVC软件系统自身设计存在的问题以及电网运行状况的制约，使得AVC系统的安全性存在隐患，一旦引发电网事故，后果将非常严重，应当引起足够的重视。

1）AVC系统“软闭锁”的问题。AVC系统在SCADA主站收到保护信号时，触发相关设备保护状态，系统不会对该设备发令。但这种闭锁方式只是对AVC软件系统本身起作用，并不能够直接闭锁控制设备，在某些情况下无法阻止设备误动事故，这种闭锁可以称之为“软闭锁”。例如，实际运行中变压器有载调压分接头如出现滑档，此时应立即闭锁有载调压控制器动作，AVC系统在这方面并不能防止滑档的发生，只是不再发令调档。常规有人值守时设计的急停功能由于遥控实时性达不到要求，将很难发挥作用，给变压器安全运行带来隐患。有些变电站保护信号发出后，由于通道、前置机存在问题被延误，十几分钟以后主站端才收到，此时AVC启动闭锁程序已经失去了意义；有的变电站保护信号漏报严重，这些隐患给AVC系统的安全运行带来了潜在的危险，一旦设备出现严重故障时，AVC系统可能会导致更加严重的事故。

2）过度依赖SCADA系统的问题。、

由于AVC系统过度依赖SCADA系统提供的数据，在SCADA系统自身仍有许多问题的情况下，AVC系统的基础条件并不牢固。因此，在控制精度、遥控可靠性、实时性等方面存在一定的问题，并有引起设备误动的可能性，对电网的安全运行带来一定的隐患。在AVC系统日常运行过程当中，会遇到一些伪数据，这些数据将会影响整个系统的自动调节，如电压测量值出现误差、母线电压测量值一直偏小，AVC系统会发令使变压器调高档位，引起实际电压偏高，造成严重事故。AVC系统是借助SCADA系统的遥控、遥调功能，由于遥控、遥调返校成功率以及执行成功率不高，导致完成一次全网操作时间过长，如调节厂站数量较多时，很难适应负荷快速变化的要求。另外，通常電网负荷变化时段比较集中，短时间内大量集中的遥控、遥调操作占用大量系统资源，对SCADA系统存在不良的影响，而且大量遥信变位信号形成了信号淹没现象，对正常监控造成严重干扰。

3）AVC系统智能化的缺陷。AVC系统虽然能够实现进行全网优化分析计算，但是对电网运行方式的变化并没有智能化的应对能力，需要维护人员及时进行干预。针对一些运行方式的变化，AVC系统表现出智能化不足的缺陷。

2.AVC系统改进措施

电网技术日新月异，随着新技术的不断发展，许多新型设备、技术的出现对AVC系统的应用正在产生广泛而深远的影响。

2.1 控制设备的改进

建议逐步推广应用变压器真空有载调压开关。针对AVC系统对调压设备的要求，只有逐步采用先进的调压设备，才能更好地适应AVC系统的高要求。有载分接开关领域的新成果就是引入了真空开关技术。真空有载分接开关已经可以做到隔30万次操作才维护一次，而且没有运行时间的限制。对大多数电力变压器而言，真空技术使得有载分接开关的免维护运行已经成为可能。新技术的应用将使AVC系统不再受到有载调压动作次数的限制，从而保证了电压的稳定性，而且简化了AVC软件的算法，不必再考虑电容器投入和电压调节的耦合关系，保证了无功补偿的投入率，进一步减少了损耗。

2.2 AVC系统运行的改进建议

1）AVC系统可靠性的提高

对变电站VQC装置闭锁问题进行了深入探讨，指出了VQC装置闭锁可靠性的问题。同样闭锁可靠性对于AVC系统的应用也是一个关键问题，AVC系统采用的“软闭锁”策略受到实时性、可靠性的限制，难以达到安全运行的要求。VQC装置虽然不能做到全网无功优化，但在闭锁可靠性方面具有明显优势，自带I/O系统的独立VQC装置集I/O系统和计算判断于一身。特别是有关闭锁信号由相应装置的硬接点输入，大大增强了VQC闭锁的快速性和可靠性。针对AVC对SCADA系统数据的依赖性，采用与EMS系统一体化软件设计较为有利，这样可以结合使用PAS状态估计、潮流计算等在线分析工具，并引入PAS状态估计完善的基础数据，提高了数据精度。在控制通道方面，可以考虑使用独立的专用无线或网络通道，避免对SCADA系统的干扰，便于实现快速控制。

2）AVC系统智能化改进建议

AVC软件系统应增强对异常量测变化的识别能力，根据主变无功功率、功率因素的变化情况做出智能预警提示，避免出现连续振荡调节等不合理的控制动作。

3.结语

AVC系统是电网EMS应用的拓展，在设计思想上具有超前性，在工程上具有很强的实践性、复杂性。虽然在实际运行中取得了一定的成效，结合实际应用，抓住系统的安全性、可靠性等关键问题，加大电网建设、维护的力度，才能不断提高AVC系统的应用水平，实现地区电网的安全、经济、稳定运行。

参考文献：

[1]郭庆来，孙宏斌，张伯明，等.江苏电网AVC主站系统的研究和实现[J].电力系统自动化，2004，（22）：83-87.

[2]钟毅，陈蕊.地区电网AVC系统设计与实现[J].电力系统保护与控制，2008（23）：41-44.

（作者单位：国网太原供电公司）