太原地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化自動控制系統(tǒng)升級改造

王鳳萍

【摘 要】本工程的目標是對地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)進行升級改造，實現(xiàn)全部220kV變電站和110kV變電站全部閉環(huán)控制，實現(xiàn)省地AVC系統(tǒng)通信及聯(lián)調(diào)，從全網(wǎng)角度進行無功電壓優(yōu)化控制，實現(xiàn)無功補償設(shè)備投入合理和無功分層就地平衡與穩(wěn)定電壓，實現(xiàn)主變分接開關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)最少、電壓合格率最高、網(wǎng)損率盡可能小，從而進一步提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，全面改善和提高電網(wǎng)電壓質(zhì)量，降低電網(wǎng)損耗，實現(xiàn)全網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度。

【關(guān)鍵詞】AVC 經(jīng)濟調(diào)度 閉瑣控制

【中圖分類號】V242.3【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0441-01

引言

按照《山西電網(wǎng)變電站自動電壓控制技術(shù)規(guī)范（試行）》和《山西電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)（AVC）運行管理辦法（試行）》的要求，按照山西省電力公司的統(tǒng)一部署，山西電網(wǎng)要實現(xiàn)從500kV變電站到110kV變電站的全網(wǎng)AVC閉環(huán)控制運行，地調(diào)AVC系統(tǒng)承擔(dān)著網(wǎng)內(nèi)220kV變電站和110kV變電站閉環(huán)控制的任務(wù)，2009年太原做為試點對220kV變電站和110kV變電站進行閉環(huán)控制，本次升級改造主要對控制策略和系統(tǒng)功能根據(jù)“大運行”要求進一步完善。升級建模子系統(tǒng)，升級圖形監(jiān)視子系統(tǒng)，升級計算分析控制子系統(tǒng)，升級安全閉瑣控制子系統(tǒng)，升級報表查詢分析子系統(tǒng)。

1 與EMS數(shù)據(jù)交互與集成

1.1 AVC主站從調(diào)度中心能量管理系統(tǒng)（EMS）獲取電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)及有關(guān)信息，并在此基礎(chǔ)上進行控制計算。AVC主站與EMS的數(shù)據(jù)交互信息完善。

1.2 遙測采集精度優(yōu)化。對于并列運行的多條母線電壓量測偏差較大、母線電壓量測數(shù)據(jù)波動較大、電壓量測死區(qū)傳送門檻過大等情況，應(yīng)采取技術(shù)改造等措施，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量；對主變?nèi)喾纸宇^檔位配備量測并正確采集；有關(guān)遙信量采集的冗余度和可靠性應(yīng)滿足閉環(huán)控制對可靠性、安全性的要求，應(yīng)覆蓋變電站內(nèi)重要開關(guān)和刀閘設(shè)備（尤其是和控制設(shè)備相關(guān)的開關(guān)與刀閘），合成并上傳必要的保護動作閉鎖信號、控制閉鎖信號等遙信信息。

1.3 應(yīng)實現(xiàn)AVC應(yīng)用服務(wù)主備配置和自動切換，可考慮實現(xiàn)AVC應(yīng)用服務(wù)器與SCADA服務(wù)器之間的雙網(wǎng)絡(luò)配置，提高AVC系統(tǒng)運行可靠性。

1.4 AVC主站應(yīng)對實時數(shù)據(jù)和控制參數(shù)的有效性進行檢測，避免明顯不合理的數(shù)據(jù)進入分析和控制過程。能判別明顯不在合理范圍內(nèi)的實時采集數(shù)據(jù)，并予以屏蔽；能利用遙測、遙信等信息的冗余性，對局部數(shù)據(jù)的可信性進行校驗，發(fā)現(xiàn)并屏蔽明顯的壞遙測遙信數(shù)據(jù)或不合理數(shù)據(jù)；應(yīng)具有濾除數(shù)據(jù)突變和高頻電壓波動的功能；AVC系統(tǒng)應(yīng)能對與SCADA系統(tǒng)通信中斷和不合理數(shù)據(jù)進行檢測報警。

2 實時監(jiān)視

完善監(jiān)視母線的實時運行信息；對于母線電壓越限的情況進行告警，提醒運行人員注意；

監(jiān)視變電站無功設(shè)備的運行信息；監(jiān)視當前AVC系統(tǒng)的運行情況；可監(jiān)視電網(wǎng)傳輸有功損耗信息。

3 控制與優(yōu)化策略計算

3.1 利用電網(wǎng)實時信息，實現(xiàn)控制策略在線計算；應(yīng)采用成熟、高效、先進、實用的設(shè)計和算法，保證策略計算的可靠性和有效性。

3.2 在優(yōu)化策略計算中應(yīng)滿足以下約束條件：

母線電壓滿足電網(wǎng)運行要求，可滿足全天高峰、低谷、平峰不同時段的電壓控制要求及峰谷轉(zhuǎn)換時的電壓平穩(wěn)過渡；符合無功電壓調(diào)節(jié)設(shè)備動作次數(shù)、動作時間間隔等約束。

3.3 在策略計算中可考慮以下目標：無功分層分區(qū)平衡；提高動態(tài)無功儲備；減小電網(wǎng)傳輸損耗。

3.4 在策略計算中應(yīng)考慮上級電網(wǎng)對本級電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制目標或約束。

3.5 在控制策略計算失敗的情況下，應(yīng)提供相應(yīng)的后備措施，且不引起電網(wǎng)電壓波動。

3.6 在電網(wǎng)出現(xiàn)事故或異常下，必要時閉鎖或退出AVC控制，并給出報警。

4 控制指令執(zhí)行

1 AVC系統(tǒng)應(yīng)具有開環(huán)控制和閉環(huán)控制模式完善。在開環(huán)控制模式下，AVC控制策略在主站顯示作為參考；在閉環(huán)控制模式下，AVC控制策略自動下發(fā)到站端執(zhí)行。正常情況下AVC系統(tǒng)應(yīng)運行在閉環(huán)控制模式。

2 AVC主站下發(fā)給變電站的控制指令可以是電容器（電抗器）開關(guān)投切指令（遙控）、有載調(diào)壓分接頭檔位調(diào)節(jié)指令（遙調(diào)），也可以是相關(guān)變電站母線電壓或主變關(guān)口無功的設(shè)定目標值或調(diào)整量等。

3 控制指令下發(fā)應(yīng)采用可靠數(shù)據(jù)通道和成熟通信規(guī)約。控制指令建議通過現(xiàn)有EMS系統(tǒng)的遙控/遙調(diào)下行通道下發(fā)，也可由AVC主站與站端子站直接通信。

4 所有下發(fā)控制指令在有關(guān)環(huán)節(jié)都應(yīng)保存帶時標的詳細日志，便于事后查詢和分析。

5 對于下發(fā)失敗的控制指令，能自動重試。對于多次（不少于3次）連續(xù)控制失敗的情況，應(yīng)及時進行報警，并閉鎖相應(yīng)設(shè)備。

6從主站能夠?qū)x定的設(shè)備進行傳動測試和AVC控制試驗。

5 統(tǒng)計分析功能

變電站控制相關(guān)信息的統(tǒng)計分析功能完善；對上下級間的協(xié)調(diào)控制策略和控制結(jié)果進行統(tǒng)計和查詢；支持數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

6 AVC主站的閉鎖功能完善。

主站閉鎖設(shè)置分為三個層次：系統(tǒng)級閉鎖、站級閉鎖和設(shè)備級閉鎖；系統(tǒng)級閉鎖指調(diào)度中心AVC主站將整個AVC控制模塊閉鎖，主站不再下發(fā)閉環(huán)控制指令，全部廠站轉(zhuǎn)入人工控制或者就地控制；站級閉鎖指調(diào)度中心AVC主站對單個變電站進行閉鎖，不對該廠站下發(fā)閉環(huán)控制指令，該站轉(zhuǎn)入人工控制或者就地控制；設(shè)備級閉鎖指調(diào)度中心AVC主站對某個具體設(shè)備進行閉鎖，閉環(huán)控制中不考慮對此設(shè)備的調(diào)節(jié)，不下發(fā)對此設(shè)備的閉環(huán)控制指令。

7 增加省地協(xié)調(diào)管理及考核功能

省地協(xié)調(diào)調(diào)試完成、相關(guān)部門批準投運后，正常情況下省地協(xié)調(diào)控制應(yīng)保持投運。省調(diào)AVC系統(tǒng)按月自動統(tǒng)計各地調(diào)的省地協(xié)調(diào)投運率和省地協(xié)調(diào)關(guān)口調(diào)節(jié)合格率，同時統(tǒng)計省調(diào)220kV母線電壓合格率。如出現(xiàn)地調(diào)關(guān)口滿足省調(diào)下發(fā)的上下限值，但母線電壓仍不合格的情況，由省調(diào)AVC系統(tǒng)負責(zé)整改。如地調(diào)某些關(guān)口長期不可控、可控時間遠低于省調(diào)要求或者關(guān)口調(diào)節(jié)合格率不滿足省調(diào)要求，則由地調(diào)負責(zé)整改。

8 冗余配置

為系統(tǒng)軟硬件進行冗余配置，實現(xiàn)關(guān)鍵模塊的熱備功能，提升系統(tǒng)的可靠性、安全性，增強系統(tǒng)在異常情況下的容災(zāi)能力。

9 系統(tǒng)增加以下功能以滿足在閉環(huán)控制中遇到的問題：

復(fù)雜接線方式建模功能；復(fù)雜接線方式自動拓撲解析功能；頁面導(dǎo)航功能；網(wǎng)絡(luò)版功能；主變參數(shù)一致，三主變檔位聯(lián)調(diào)功能（滿足電網(wǎng)220kV變電站三主變并列運行的要求）；主變參數(shù)一致，三主變檔位聯(lián)調(diào)功能（滿足電網(wǎng)220kV變電站不同參數(shù)三主變并列運行的要求）；變升降檔方向相反AVC控制功能；主變檔位數(shù)量不一致AVC控制功能；特殊運行方式控制策略功能；保護閉鎖控制模塊；自動回調(diào)功能；時鐘同步功能；增加直觀監(jiān)視畫面；統(tǒng)計分析功能；遙控試驗管理功能；安全閉鎖控制功能；保護閉瑣設(shè)備圖形化閃動告警功能。

10 變電站閉環(huán)控制。

實現(xiàn)變電站AVC接入和閉環(huán)控制的工作主要有設(shè)備參數(shù)錄入，設(shè)備參數(shù)檢查核對，SCADA轉(zhuǎn)發(fā)庫的配置，AVC遙測遙信參數(shù)錄入，遙測遙信實時數(shù)據(jù)檢查核對，AVC保護閉所信號添加核對和傳動試驗，AVC遙控參數(shù)錄入核對和遙控預(yù)置試驗，AVC運行定值的配置等。

參考文獻

[1] 《實現(xiàn)變電站無人值班對調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本要求》

[2] 國家電力監(jiān)管委員會第5號令《電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定》

[3] 《地區(qū)電網(wǎng)無功電壓優(yōu)化自動控制系統(tǒng)改造完善技術(shù)方案》

[4] 《山西電網(wǎng)AVC省地協(xié)調(diào)技術(shù)方案》

[5] 《山西電網(wǎng)AVC系統(tǒng)省地協(xié)調(diào)實時通信方案》