地区电力调度自动化AVC闭环控制安全策略探究

王明雨，李志鹏，王 洋2，万 茹

（1.国网天津市电力公司城西供电分公司，天津 300190：2.国网天津市电力公司，天津 300010）

当前我国变电站普遍采用AVC（自动电压控制）系统实现电力调度，在提高功率因数、降低网损等方面发挥了重要作用。AVC闭环控制系统的设计可实现电力数据信息的智能化采集，结合电力故障具体类型给出相应的安全策略，促使电力调度可靠性与智能化程度得到显著提升。

1 AVC系统结构与工作流程

1.1 AVC系统结构设计

AVC系统的全称为自动电压控制系统，基于计算机技术针对配电网无功、电压进行实时监测，并实现对无功设备的协调控制，保障电力系统的安全稳定运行。地区电力调度自动化AVC闭环控制系统主要由省调AVC系统、调度自动化（SCADA）系统、AVC系统监控目标、实时数据采集接口、无功电压计算分析平台、厂站设备控制出口等结构组成，用于针对各厂站母线电压、主变功率进行实时监控，实现全网控制目标。

1.2 工作流程分析

AVC系统基于PAS网络模型实现对电网无功电压的分析计算，借助SCADA系统优化全网无功电压，以此实现对电网的闭环控制。同时，基于220kV主变高压侧分别针对省级、地区电网进行分层、分区处理，借助数据库与网络模型构建厂站、控制设备记录的关联性，配合EMS系统实现协同运转，并采用增量更新算法完成自动监控模型的构建与验证，实现智能建模[1]。

2 地区电力调度自动化AVC闭环控制安全策略的具体设计

2.1 某电力调度系统建设情况

以某区域电网为例，该电网覆盖范围达472km2，为超过75万户电力用户提供电网建设、运维管理、电力营销等服务，对于供电可靠性提出了较高的要求。当前该地区共建有13座110kV变电站、32座35kV变电站，输电线路为1169.11km，10kV配电线路为3802.36km，市区内电缆化率为94.53%。在该地区的电力调度自动化系统建设方面，其AVC系统主要由自动电压调整程序、遥控程序与报警程序组成，为实现AVC闭环安全控制，更好的实现对电网故障、异常情况的及时有效处理，提升电力调度自动化运行的可靠性，还需对其安全策略进行优化。

2.2 AVC闭环控制安全策略设计

2.2.1 AVC系统控制模型建立

AVC系统通过控制、计算运行参数，来调节影响电压的参数，以此实现电压智能化控制，其主站一级控制模型为：

在考虑到电力生产成本、电网运行损耗等因素的基础上，应利用网损最小作为目标函数与约束，完成三级控制模型的构建：

2.2.2 基于闭锁功能实现安全隔离

基于AVC系统闭锁功能执行故障隔离策略，通过切断存在数据传输错误的节点，并运行备选方案，保障电网系统的正常运转。以220kV主电网系统为例，当检测得出其电压数值低于标准值时，应闭锁主变压器分接头，并将电容器分别接在110kV、35kV变电站中，用以防止电网带故障运行而加大电网损耗。在AVC系统的闭锁控制功能设计上，应从以下三个层面入手：

其一是针对闭锁控制范围进行设定，应将故障设备或故障节点与设备所在系统、上级节点间的连接切断，避免系统带故障运行；其二是针对闭锁控制警告提示进行设计，应依据变电站运行需求或电力用户需求完成故障判断周期的设定，例如当变压器档位处于10kV上限、无法继续操作时，可以判断变电站将出现运行故障，设置10min的闭锁控制周期，倘若维修人员未能在规定时间内排除故障，则应基于闭锁功能切断设备运行，并发出故障警告；其三是结合变电站系统运行特点设定闭锁控制状态，分别完成冷闭锁、热闭锁的设置，例如热闭锁控制运行满一个周期后，倘若设备故障未能得到有效排除，则立即执行冷闭锁控制，通过切断故障设备保障变电站系统的正常运转。

2.2.3 基于参数优化实现故障智能判断

结合变电站系统运行常见故障问题，拟围绕以下三类参数进行优化设计：其一是电压参数，依据电网运行需求针对母线电压进行优先级别的设定，以此决定故障设备的切断顺序、控制电压输出值，并将补偿电容器安装在主变压器接头处，实现母线电压的优化。其二是无功电压参数，借助AVC系统控制模型与变电站智能调节技术实现对无功电压参数的校正，防范在特殊情况下出现无功电压数值不准确的问题，保障计算数值的精确度。其三是关口功率因数，通常AVC系统依照调节顺序、次数、补偿、设定的流程进行参数调节，依据电容组在母线上的运行情况进行参数智能调节，实现对设备运行故障的智能判断[2]。

2.2.4 基于数据传输排除安全故障

首先基于AVC系统创设数据传输遥控关系表，对照表中数据传输参数判断有无异常情况，进而决定是否发出警报；其次构建远程数据控制系统，依据数据警报排查故障问题，实现设备故障的精准定位与有效排除；最后是结合异常数据建立应急预案，保障AVC系统的正常运行，为维修人员留足故障排除时间。

结论：AVC闭环控制安全策略的设计，对于降低电力调度故障发生几率、保障电力持续输送具有重要意义。基于此，应当着重围绕闭锁控制、参数优化、数据传输等层面进行AVC系统闭环控制安全策略的优化设计，结合电力调度自动化运行需求提高AVC系统运行实效，进一步保障变电站的安全稳定与智能化运行。