AVC 系统在电力调度监控工作中的应用分析

邓文彬

（国网湖南省电力有限公司 永州供电分公司，湖南 永州 425000）

0 引 言

自动电压控制（Automatic Voltage Control，AVC）系统能够通过调节发电机、变电站无功设备及变压器的档位，调整电网的无功与电压，维持电网的稳定性和安全性。该系统的主要应用包括电网稳定性控制、无功补偿、节约能源和提高电网可靠性等。在电网稳定性控制方面，AVC 系统能够捕捉电网电压变化的异常情况，及时响应并采取相应措施，确保电网稳定运行；在无功补偿方面，AVC 系统可以根据电网负荷变化实时调整发电机的无功出力，以满足电网的需求；在节约能源方面，AVC 系统能够优化发电机的运行，减少损耗和浪费，从而降低成本；在提高电网可靠性方面，AVC系统能够快速响应电网的异常情况，并采取相应的控制措施，避免电网故障扩大，提高电网的可靠性和安全性。

1 AVC 系统在电力调度监控过程中的工作原则

AVC 系统是一种智能化的电力调度监控系统，通过对电力系统的实时数据进行分析，自动调节电压、频率等参数，以保持电网稳定运行。

1.1 系统的实时监控

AVC 系统会不断监测电力系统的状态和变化，包括电压、功率等各项参数，并将实时数据传输至控制中心，控制中心就可以实时监测电力系统的运行情况，并及时采取措施调节各项参数，以确保电力系统的稳定运行。

1.2 自动调节电压和功率

AVC 系统会根据电力系统的负载和电压变化，自动调节发电机的励磁电流和变压器的档位，以保持电力系统的电压和频率稳定。同时，AVC 系统还可以根据电力系统的负荷情况，自动控制发电机的出力，以满足用户的用电需求[1]。

1.3 节能减排

AVC 系统可以通过优化电力系统的运行方式，最大限度地减少电力损耗和排放量。例如，AVC 系统可以自动控制发电机的出力和档位，以确保发电效率最大化，并优化负荷分配，从而减少系统的损耗和排放。

1.4 数据传输和处理

AVC 系统通过数据传输和处理技术，实现对电网状态的实时监测和自动控制。具体来说，AVC 系统通过传感器采集电网的实时数据，并将这些数据传输到中央处理器进行分析和处理，从而实现对电网状态的实时监测与控制，保障电网的正常稳定运行。

2 AVC 系统在电力调度监控工作中常见的问题

尽管AVC 系统可以提高电网的稳定性和可靠性，但在实际应用中也会面临一些常见问题。

2.1 测量误差

AVC 系统需要依赖各种传感器和测量设备来获取电网数据，如电压、电流、功率等。这些设备本身的精确度有限，且容易受到环境干扰、设备老化等因素的影响，导致数据精确度难以保证，产生较大的误差。

2.2 通信故障

AVC 系统中的控制器和传感器之间通过通信网络进行数据交换。其在电力调度监控工作中的通信故障可能造成数据传输失败或延迟、系统错误报警、监控设备离线以及安全事故风险增加等问题，具体表现如下：AVC 系统无法及时更新电网状态和负荷信息，从而影响电力调度决策；数据错误或丢失，可能会导致AVC 系统发出错误的报警信息，误导操作人员采取不必要的措施；监控设备与AVC 系统失去联系，使得这些设备将无法正常运行和监测，影响电网的稳定性和安全性，影响电网监测，不能及时获得重要信息，如故障、异常负荷或变压器温度过高等问题，进而增加了潜在的安全事故风险[2]。

2.3 系统稳定性差

AVC 系统在电力调度监控工作中稳定性差的表现主要包括以下几点：频繁出现系统崩溃或故障，导致系统无法正常进行电力调度监控工作；系统响应速度变慢，处理效率下降，导致调度员无法及时获取关键信息；数据精度不高，存在误差和漏报等问题，影响电力调度决策的准确性和及时性；与其他系统集成不稳定，可能会导致数据传输或处理异常，进而影响整个电力调度监控系统的运行。

2.4 系统响应时间延迟

AVC 系统需要不断地对电网数据进行采集、处理和计算，来实时控制各个节点的电压水平。由于数据量庞大、计算复杂以及网络传输等原因，系统响应速度可能比较慢，无法满足实时控制的需要。系统延迟会直接导致以下几种情况：一是控制指令延迟，当电力系统出现异常情况时，系统需要及时发送控制指令来稳定系统运行，但如果响应慢，则可能导致指令发送延迟，影响系统稳定性；二是信号传输不畅，系统需要实时监测和接收各个子系统的信息，如发电机、变压器等状态参数，如果响应慢，则可能导致数据传输不畅，影响监控效果；三是数据处理速度缓慢，系统需要对接收到的海量数据进行分析处理，并及时生成监控报告和预警信息，若系统响应慢，则可能导致数据处理速度缓慢，影响监控效果[3]。

2.5 系统安全性不足

系统安全性不足表现为以下几个方面：（1）容易受到网络攻击，AVC 系统使用网络连接各个部分，因此容易受到黑客攻击、病毒感染等网络安全威胁；（2）数据泄露的风险，AVC 系统存储和处理大量敏感数据，如能源供应情况、设备状态等，如果未经妥善保护，就会面临数据泄露的风险；（3）外部干扰的风险，由于AVC 系统对电网的实时监测和控制功能十分关键，一旦发生外部干扰，就可能导致电力系统瘫痪；（4）内部操作员操作错误，AVC 系统需要操作员进行维护和管理，在操作过程中出现错误可能会导致电力系统的意外停运或损坏。

2.6 人为因素导致影响AVC 系统的性能

首先，操作员错误是常见的人为因素问题。例如，操作员可能误操作系统，如错误调整电压等级或设置错误的保护参数，从而导致设备故障或系统失效。其次，缺乏操作员培训和知识更新也会对AVC 系统产生负面影响。当操作员不熟悉新版本的系统或没有接受最新技术和工作方法的培训时，就容易出现操作失误或无法有效地使用系统。再次，人为安全与保密问题也是一个重要的关注点。如果没有足够的安全防范措施，操作员可能会未经授权进入系统或泄露敏感信息，从而使系统受到攻击或数据泄漏风险。最后，组织文化和管理制度也可能影响AVC 系统的运行。

3 提升AVC 系统在电力调度监控工作中工作能力的方法

3.1 提升系统数据采集能力

为了提升AVC 系统的数据采集能力，可以采用以下方法：（1）优化传感器安装，合理布置传感器位置，避免干扰和误差，从而提高数据采集的精度和可靠性；（2）引入智能算法，利用人工智能技术，通过对大量历史数据的分析和学习，训练出一套能够自动识别和纠正异常数据的算法，实现数据采集的自动化和高效化；（3）加强通信网络建设，在监控范围内增加更多的通信设备和节点，建立起一个高速、稳定、可靠的数据传输网络，确保数据采集过程不会受到网络延迟或故障的影响；（4）使用云计算技术，借助云计算平台，将数据存储在云端，并使用分布式计算技术进行实时处理，提高数据采集和分析的精准度与实时性；（5）采用高精度测量仪器，选择合适的高精度测量仪器，对传感器采集的数据进行再次精确测量，确保数据的准确性和可靠性；（6）优化算法和模型，AVC 系统需要使用一些算法和模型来处理采集到的数据，因此需要不断优化算法和模型[4]。

AVC 系统是基于调度自动化系统的应用软件，它的系统结构如图1 所示，在数据通信上和数据采集与监视控制（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）实现无缝衔接。

图1 系统结构

3.2 提高系统的可靠性

首先，AVC 系统需要定期进行维护和检修。建立完善的设备档案管理制度，记录设备安装、维护、更换等信息，及时发现设备的老化、损坏等问题，同时加强设备巡检，定期对设备进行检查，防范潜在故障。采用高品质的设备和材料，提高设备使用寿命和可靠性。其次，AVC 系统需要具备自动切换和备份能力。为了确保系统的连续运行，应配备备用设备和备用电源，当主设备或主电源发生故障时，能够及时切换到备用设备或备用电源上继续运行。此外，应建立紧急处理机制，明确操作人员的职责和应急措施，以减少故障对电网的影响。再次，AVC 系统需要具备网络安全保障措施。在网络化的监控环境下，AVC 系统存在着被黑客攻击、病毒感染等安全风险。

3.3 加强对相关技术人员的培训

AVC 系统的技术维护与管理需要一定的专业技能和知识储备，因此提升技术人员的能力至关重要，以下是一些提高AVC 系统技术人员能力的方法：（1）建立完善的培训计划，制定综合培训计划，包括理论课程、实践操作以及经验分享等板块，全面提升技术人员的专业知识和实际操作能力；（2）加强实践操作，采用虚拟仿真和实地模拟等方式，加强技术人员在AVC 系统的实践操作能力，确保技术人员具备独立处理突发事件的能力；（3）提供学习资源，建立技术文档库和知识共享平台，为技术人员提供详实清晰的技术文档和实战案例，帮助技术人员深入了解AVC系统的原理和应用技巧；（4）推进智慧化管理，借助现代化的信息技术手段，如人工智能、大数据分析等，优化AVC 系统的运维管理流程，提高技术人员的效率和服务水平；（5）加强团队协作，促进技术人员之间的交流和分享，建立开放共享的学习氛围，让技术人员不断吸收和借鉴他人的经验成果，不断提升整个团队的技术水平[5]。

3.4 增加监控指标

提升AVC 系统在电力调度监控中增加监控指标的目的变得越来越重要，具体包含以下几个方面：（1）提高监控的覆盖范围，保障电网的安全稳定运行，除了AVC 系统本身的监控指标，还需要增加其他关键指标，如线路负载、设备运行状态、频率、相位等，可以更加全面地掌握电网的状况，及时发现潜在的问题并采取相应的措施，确保电网高效、安全地运行；（2）更好地满足用户的需求；（3）更好地适应现代化的电力需求，通过引入更多的监控指标，如风力发电等新兴能源，可以更好地适应现代化的电力需求；（4）提升供电质量，除了电压调节，还需要关注供电质量，增加相关指标，如电压谐波、电流谐波等，有助于及时发现问题；（5）优化电网运行效率，通过增加相关指标，如有功功率、无功功率等，能够更加精细地控制电网的运行，达到最佳的经济效益，减少能源浪费。

4 结 论

在电力调度监控工作中，AVC 系统不仅可以帮助电力企业在实时掌握电网运行情况的同时，优化电力调度方案，提高电网稳定性和经济效益，而且在电力调度监控工作中的应用具有实时监控、故障诊断、快速响应等多重优点，但应用过程中也存在一些难点和挑战，如数据质量、算法优化等。随着电力行业的快速发展和电力调度监控工作的不断深入，AVC 系统的应用将越来越广泛，同时也将面临更多的机遇和挑战，期待AVC 系统能够为电力企业的科学管理和可持续发展做出更大的贡献。