探讨智能电网无功电压自动控制AVC系统

邓燕辉

摘要：为电力用户供应优质、安全和经济的电能是电力系统运行管理的基本目标。电压对电能质量有很重要的影响，电压过低或者过高都会对电气设备的使用寿命和工作效率产生影响，不仅如此，电压还会影响电力系统的稳定性和安全性，因此，减小电压的波动幅度，使电压维持在正常范围十分重要。目前已经有法国、意大利、西班牙等欧洲国家，分析了各国的综合情况，根据各国的实际需要，采用不同的方式实现自动电压控制系统的功能。在电力系统中电压和无功功率联系密切，但是，电压和无功功率的综合应用的整合情况很复杂。

关键词：智能电网;无功控制系统;AVC

1整体系统设计

传统的无功电压问题日益突出，主要表现在电压合格率较低、电压监视点众多、日常调压任务繁重、无功电压关系复杂、人工调压难度系数大、无功功率不合理以及流动不利于电网的安全经济运行等。因此，设计了基于AVC的电网变电自动控制系统。其主要作用是提高电网的电压稳定性，确保电网安全;提升电压的合格率，保证优质的电力输送;降低系统的网损，提高电力企业的经济效益。

该系统主要有4个功能：建模与数据源、控制功能、人机界面、历史查询。为了网络的安全防护和维护方便，使用SCADA/EMS进行网络建模与数据量测，通过实时拓扑分区、全网电压优化调节、全网无功优化控制、全网关口功率控制、全网自动协调控制等方法实现控制功能。并在人机交互界面完成电压控制与调节、相关数据和信息反馈以及历史数据记录查询等功能。

2  AVC系统的功能

AVC系统的控制模式。自动电压控制系统有两种模式。AVC系统使用优化控制模式时，系统进行灵敏度的分析，获得控制设备对母线电压等产生的影响的实时数据和各种相关信息，同时综合考虑操作的费用，控制设备根据调整综合指标的排序来进行科学合理的最佳选择，保证系统的安全性和经济性。母线电压的校正控制的作用是对电压进行实时监视，当出现电压超过限度的情况时，系统立即进行优化计算并产生结果，及时给出校正控制方案，并有效地执行，减小了电压大幅度变化的可能。功率因数的校正控制是实时监视各监视地区总加功率因数，及时对相关信息进行审查，减少了工作的失误，增加了电压的稳定性，减少网损。当电压稳定在规定范围而且功率因数保持正常时，网损的优化控制将分析电压、网损以及关口功率因数的灵敏度，并根据分析数据和实际情况，对其进行科学的综合调整，严格根据指标来选择最佳的控制设备。保证电压数值在合格范围，同时保证电压波动范围小，增加了电压的稳定性和安全性，同时保证了经济效益。在分区控制模式下，电压、功率因数的限值分为16区，根据当前状态进行相应的控制。

3  AVC系统及电网自动化发展现状

我国在20世纪末，开始将AVC系统应用于电网。AVC系统在电网系统中又被称为二次电压调节网，实现无功功率與电压控制的功能。二次电压调节指的是：由影响全网的发电机组的一次作用调节引起的电压快速变化;由二、三次无功电压控制调节引起的电压慢速变化。在《电力工业部门关于调度机构开展安全文明生产达标和创一流工作的通知》和《国家电力公司建设国际一流电网调度机构考核标准（试行）》中，添加了考核电网AGC与AVC功能的规定，推动了AVC在我国电网的发展。

近10年来，我国电网已普遍推广并使用了AVC系统，AVC系统能够适用于我国的电网发展，最大限度的降低电网网损，稳定电网电压。在传统的电力系统中，有大量的网络设备单元。发生故障后，不仅会造成巨大的经济损失，还要耗费大量的时间进行检查维修。传统的电力系统的统计数据单一，现在已转变成多元化的电力数据，使得电力系统具有更高的安全性和稳定性。

在现代电力系统中，为了进一步提高系统的安全性和稳定性，从根本上确保供电安全，我国已经逐渐开始使用自动化技术。与传统的电力系统相比，电力自动化系统具有更高的效率、更优的稳定性。同时，还可以降低人工操作造成的失误和人工电力数据统计的错误。对于电力企业而言，能够有效的降低经济损失，实现经济效益。因此，使用变电自动化技术进行电力数据统计，可以提高系统的准确性，降低错误数据对电力系统的影响。

4现阶段智能电网无功电压运行存在的问题

现行阶段，各地区电网都是按照不同规程制度和各级人员的责任心来管控无功电压管理，通过人工就地和集控站手动调节在部分安装，经常会发生运行不稳的情况，主要出现了以下问题：第一：在实际运行中，指定的计划无法满足电网会存在各种不同的工况;第二：由于无功电压的关系非常复杂，所以变电站的值班人员工作强度非常大，电压监视点很多，值班员需要花费大量的时间投入到观察电压和潮流状况，日常调压的任务非常繁重;第三：计划与实际无法把全网运行的安全性与经济性兼顾进来;第四：随着时间不断积累，调度、计划人员的经验不能及时完全的适应电网结构的日益变化。

5  AVC系统的改进与优化

5.1提高数据采集精度和正确性

在相应设备进行改造之前，应该对产生问题数据的站点进行变电部的加强其数据取值方法的整理和改变，并且要确保遥测数据的准确性，上送至AVC系统，比如都老隆站、龙川站等站点。然后才能算是相应设备的改造通过，再进行杜绝系统中出现的数据冲突问题、检测数据是不是同步上传，达到AVC系统调压的效果符合电压合格率的要求。又或者在刀闸位置不一致的问题上，则需要保证AVC的正常调压。如果在监控设备时，遇见开关刀闸位置无法对应的情况，现场人员应及时强制对位，确认完毕后进行报告自动化、巡检和遥信封锁。然后再加强对刀闸机构箱的维护工作，不要造成位置辅助触点损坏的情况。

5.2闭锁条件优化

必须在保证设备安全的前提下，对闭锁条件和方式进行适当的调整。AVC系统设置的闭锁条件，是为了防止发生故障的设备能够被强行控制，预防对设备造成的损坏。由AVC安全策略判定系统后，便成为了闭锁状态而判定设备为不可用，于是只能人工解锁。但是从实际角度来出发，该设备其实仍是可用状态，从而有调压空间的情况却无法调压，使得电压不合格和设备资源产生浪费。

5.3提高自动调节成功率

将人工控制通道与自动控制通道上端接口进行整合，当地区电网内各级变电所电压处在合格范围内，控制本级电网内无功功率流向合理，实现二者下传指令的一致性。同一个电压等级不同变电所电容器组根据计算决策谁优先投入，同一个变电所不同容量电容器组根据计算决策谁优先投入，控制本级电网内无功功率也趋向合理，提高自动调节的成功率。由于控制本级电网内无功功率趋向合理。

结束语：智能电压控制AVC系统在安全和经济性方面都具有明显的优势，可以同时保证系统和电网的安全性和实现经济性的控制，随着AVC系统的逐渐完善和成熟，AVC系统一定会发挥更大的作用，满足电网自动化发展的需要，为电力企业带来显著的社会效益和经济效益，促进电网调度由经验型向分析型和经济型发展。

参考文献：

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