自動電壓無功控制(AVC)系統存在問題及改進建議

摘要:自動電壓無功控制(AVC)系統是針對傳統人工監控方式的弊端而開發的旨在提高電壓質量，降低網損的一個系統。其對電網的正常、穩定運行而言具有重要的功能和意義。本文首先介紹了AVC系統的概況，然后著重分析了在其設計和運行時比較常見的三個問題，并提出了四點相關建議。

關鍵詞:自動電壓無功控制(AVC)系統;安全性;異常閉鎖

一、AVC系統概述

(一)問題的提出

隨著我國電力工業的快速發展，電網規模日益擴大，負荷需求不斷增加。從大的方面講，這使得電壓問題從以前的只是關乎供電質量，轉變為關系到電力系統安全運行和經濟運行的一個重大問題，必須引起我們的足夠重視。另一方面，這也就意味著調度中心和變電站根據負荷波動對電壓的調節將變得越來越頻繁。

(二)、AVC系統介紹

1、AVC系統

自動電壓控制系統(AVC) (以下簡稱AVC系統)就是通過監視關口的無功和變電站母線電壓，保證關口無功和母線電壓合格的條件下進行無功電壓優化計算，通過改變電網中可控無功電源的出力，無功補償設備的投切，變壓器分接頭的調整來滿足安全經濟運行條件，提高電壓質量，降低網損。[2] AVC系統的基本原理是根據電網中連續運行的動態過程與離散指令、離散操作相互作用的特點，以離散事件作為驅動，離散指令與動態過程相互交互，實現電網電壓無功的自適應有序協調優化控制，屬于混雜控制系統范疇。一般而言，AVC系統主要有兩種形式:一種是集中控制型，即在電網調度自動化系統(SCADA/EMS)與現場調控裝置間閉環控制實現AVC;另一種是分散控制型，即單獨在現場電壓無功控制裝置(VQC)上的計算模塊與調控模塊間閉環控制實現AVC。

2、AVC系統的功能和意義

AVC系統主要有以下三項功能:(1)優化全網電壓。當電壓越上限或越下限運行時，自動分析同電源、同電壓等級的變電站和上級變電站的相關電壓，根據不同情況調節變電站的有載主變分接頭開關檔位，從而實現全網調節電壓。(2)優化無功電壓。當電網內各級變電站電壓處在合格范圍時，通過控制本級電網內無功功率流向，從而達到無功功率分層就地平衡。(3)優化網損。當壓額和功率都合格時，可以進行設備電壓、網損靈敏度分析，并進行排隊選擇控制的設備，從而達到優化網損的目的。

正因為AVC系統的上述三項功能，在其實際的運用中，其主要有以下三點意義:(1)大大降低了以前調度工作的勞動強度，實現了自動電壓調度，提高了電壓質量。(2)實現了無功經濟調度，降低了網損，提高了電網的經濟運行指標。(3)提高了電網電壓的運行水平，保證了足夠的、快速的無功備用，并且較大提高了電網運行的穩定性。

二、AVC系統運行中存在的問題及相關建議

(一)AVC系統運行中比較常見的幾個問題

AVC系統是一個比較復雜的系統，因此在設計和建設過程中很容易出現各種各樣的問題。

1、經常出現的的一個問題是，在AVC系統操作中容易操作失敗。如果出現這種情況，首先可以檢查一下變電站RTU或是綜自系統遙控功能是否失效;或者察看是否由于現場的受控設備的拒動失敗造成;或者是由于AVC系統和PAS系統采用的是FTP傳輸系統，文件傳輸的時間單位為分鐘。這就會造成統一分鐘內的多個命令的重疊而造成一定的延時，而命令的延時無疑會造成AVC系統的操作失誤，甚至命令會由于延時而丟失，同樣也會造成操作失敗。

2、AVC設備經常異常閉鎖，不得不頻繁地進行人工干預。AVC系統能夠自動處理異常事件并進行可靠閉鎖，這不但增強了系統地的安全性和可靠性，同時也減輕了操作人員的工作量。一般而言，當系統變壓器檔位拒動、變壓器分頭滑檔、電容器開關檢修時將不允許下發遙控命令或是事故跳閘等時候才會出現閉鎖現象，這些都是正常的。但除了上述幾種情況，在實際操作中，常會碰到AVC設備經常異常閉鎖的情況。這個問題一種情況是由于目前AVC系統中設備的保護性閉鎖是在PAS系統上完成設置的，如果接口出現錯誤很容易出現閉鎖的情況發生。另外一種常見的情況則是因為AVC系統跳閘閉鎖的反應時間較長，從而導致系統誤判，產生誤閉鎖的情況。

3、AVC系統使用后，有時會產生輸出的電壓不合格的現象，或高或低。這可能是由于一定的時間段內，調節次數過多而導致動作次數過早被用完，使得該時間段內需要調節時沒有了相應的執行手段，不得不進行人工干頂。人工調節無疑會導致調節不及時，也就會產生輸出電壓不合格的現象。

針對上述幾個運行中常見的問題，接下來主要討論一下在設計和運行AVC系統時應注意的幾個方面和相關改進建議。

(二)AVC系統應注意的幾個問題和相關改進建議

1、建議一:保證系統運行的安全性。因為AVC系統對電壓無功調節設備直接進行遠程遙控，與其它一般調度自動化軟件相比，安全性顯得尤為重要。(1)數據處理的安全性?？梢酝ㄟ^質量檢驗、數字濾波、遙測誤差校正等多種方法對從SCADA系統獲取的一系列數據進行衍生數據處理。(2)異常事件處理的安全性。可以通過變壓器調節拒動、變壓器調節滑擋、電容器開關保護動作等方法自動處理AVC系統運行時的大量異常事件，并進行可靠閉鎖。(3)相關軟件設計的安全性。通過在相關遙控接口進行附加條件的判斷可以保證遙控安全可靠。另外，為了保證AVC系統的安全性，不能輕易允許登陸用戶修改軟件系統參數，必須設置一定的使用權限。[3]

2、建議二:完善AVC系統的運行管理。(1)完善AVC系統相關參數的設置。要依據實際的電壓負荷運行情況調整相關動作的次數，進行時段的合理設置和次數的合理配置，以完善AVC系統功能。(2)完善AVC系統的基礎工作。定期檢查電壓量測和開關狀態和分接頭的位置，以確保PAS系統狀態估計的正確合理，從而為AVC提供優良的基礎數據。(3)完善AVC系統運行的人工監視工作，對異常閉鎖的設備及時進行人工干頂，提高時效性。(4)完善運行數據分析工作。分析AVC系統的參數設置情況和相應的AVC系統動作情祝，通過數據可以掌握設備的運行狀態，并且要及時根據系統運行方式的相關變化調整配置新的參數。

3、建議三:優化AVC系統的設備管理。(1)著重加強AVC系統的通信接口的優化。首先要提高AVC系統和SCADA系統的信息交換速度，延長判據的時間，消除因系統通訊原因而造成的操作失敗和誤閉鎖。(2)優化電網無功的配置。優化配置電壓負荷和網架結構，進行合理調節，做到無功分層控制，就地平衡。(3)優化二次設備，提高動作的成功率。完善各變電站的RTU或綜自系統設備性能，加強SCADA設備的建設和維護，保證AVC系統控制命令暢通。

4、建議四:加強AVC系統的操作管理。針對目前操作或管理AVC系統的工作人員經常出現的問題，需要從以下幾個具體的方面加強AVC系統的管理:(1)遵守相關的規定，正確加載、注銷AVC系統正常運行的軟總線模塊(SB)、事項查看器模塊(Eventdll)、電壓無功控制模塊(Vvaretrl)三大模塊。(2)嚴格權限操作，操作員必須通過一定的“口令”方可進行操作。(3)定期檢查AVC系統的“聲音報警”，未經許可，不得關閉。(4)AVC系統運行期間，各AVC系統操作人員應當密切監視AVC系統的運行狀況，如發現異常情況應及時通告調度臺。(5)當AVC系統運行異常時，操作人員在接到調度通知后，應立即將相應設備的“遠方、就地”切換把手切換到“就地”。(6)在修改AVC系統數據庫之前，一定要做好數據庫備份。

參考文獻:

[1] 施有安.城市電網自動電壓無功控制系統(AVC)建設相關問題的探討[D]. 合肥工業大學，2009

[2] 趙文博. 地區電網AVC系統的設計及實現[J]. 自動化應用， 2010，(05)