AVC系統在電力系統中應用探討

吳鶴宇+鄧潔+左磊

【摘 要】 電壓無功優化控制（AVC）是電網安全、優質和經濟運行的重要手段。本文主要介紹了電壓無功優化自動控制系統在電力系統中的應用。

【關鍵詞】 AVC 電力系統 應用

1 系統簡介

隨著超高電壓等級、大容量和跨區電網的迅速發展，對電壓穩定和電壓質量提出了更高的標準和更嚴格的要求。目前我國電力行業對電壓的控制一般是將每日分為幾個典型時段，以不同的上、下限值，進行比較粗糙的人工控制。現代化工業設備和家電用品對電壓質量提出了很高的要求，只有采用自動電壓控制的方法才能進一步提高電壓質量。

隨著我國電力市場改革的深化，廠網分開后，降低電網損耗對電網公司為說變得非常重要。降低網損的重要途徑是降低電網分層分區之間的無功流動，因此做好電網的無功調度工作不但可以提高電壓質量，同時可以降低網絡損耗。目前，電網無功調度只是根據典型的負荷數據進行離線分析計算，沒有進行實時電網無功潮流計算和優化控制，因此不能及時降低電網中不合理的無功流動所帶來的有功損耗。為提高電網的安全穩定水平，進一步提高電網電壓質量，降低網損，減輕值班人員調整電壓的勞動強度，研發電網的自動電壓控制系統（AVC）顯得十分必要，它為現代電網安全、優質、經濟運行提供了先進的控制手段。

2 系統功能

（1）全網分級協調、分層分區控制，省地級AVC主站集中決策及協調控制。（2）具備在線閉環、開環運行兩種控制方式及研究型無功電壓分析功能。（3）主站軟件通過基于改進遺傳算法與二次線性規劃算法的無功優化模塊，結合動態分區電壓校正的核心算法提出控制方案，使連續變量及離散變量協調控制。

3 實現目標

（1） 實施無功及電壓預防控制措施，提高電網的安全穩定運行水平，防止發生電壓穩定破壞事故。（2）進一步提高電網電壓質量，主網考核點電壓合格率達到國電電壓考核的高檔指標要求。（3）實現無功電壓分層分區控制目標，降低主網網損，實現逆調壓原則。（4）電廠機組及變電站離散設備控制安全，離散設備控制動作次數受限。（5）實現電網無功電壓在線控制及智能化調度的目標。220kV及以上主網電壓控制由人工調整過渡到自動閉環控制。（6）實現主網網損在線計算及統計分析。無功電壓及網損專業管理過渡至基于在線控制及分析為主要手段的技術管理。通過后臺無功電壓的研究分析，可為全網無功補償設備的優化配置提出決策依據。

4 經濟指標

（1）提高電網安全穩定水平，控制電網的電壓在合格范圍內。（2）進一步提高電網的電壓質量，主網電壓考核點合格率達99.5%以上，日電壓波動不超過5%，達到國電建設國際一流要求的電壓考核高檔指標。（3）降低主網網耗2%以上。（4）實現智能化調度，減輕調度運行人員的勞動強度，提高勞動效率。

5 技術特點

（1） 該系統采用集中決策、多級協調、分區控制的總體技術方案，較好地解決了局部、分散控制方案帶來的局限性，既滿足了分層分區的控制原則，又具有綜觀全網、統籌安排、多級協調的特點，通過電網科學計算、集中決策后，按照電壓等級從高到低進行分層協調控制的方案在國內省級以上電網中首次大規模實踐并獲得成功。（2）核心軟件采用改進型的遺傳算法和改進型的二次規劃算法達到國際先進水平，在國內省級以上電網中尚屬首次。（3）該系統的自動電壓無功控制裝置（AVQC）具有參數自辨識功能，可以靈活地適應各種發電廠、變電站無功電壓控制的需要，并具有遠程控制的功能。（4）采用先進的系統集成技術，實現多級分散控制系統的集成。包括AVC主站系統與EMS系統的集成以及主站通過計算機數據網絡與發電廠、變電站、地調的監控系統、DCS系統、AVR裝置實現可靠的通信鏈接和控制。

6 適用范圍

該系統到目前為止已經實現了對火電廠、水電廠、變電站、地調的閉環控制，所有AVC控制功能都有了實際運行經驗，而且運行穩定，控制效果良好，并經受住了多次電網事故的考驗。

該系統設計面向各級調度中心、集控中心、發電廠和變電站，適應我國五級調度管理模式和發電廠、變電站各類無功設備的控制模式，對全國網、省、地三級電網的自動電壓控制具有借鑒及示范作用，并可推廣應用。

7 應用實例

2009年開封公司宋城變、稻香變、金明池變、西郊變及北郊變無功電壓設備首先進入閉環試運行。期間變電站由“單獨控制”轉為“集中控制”，電網無功由“就地補償，就地平衡”轉為“優化補償，分層平衡”。無需人工干預，系統直接參與無功電壓控制。這標志著開封公司電網無功優化控制系統（AVC）開始閉環試運行，全網電壓將進入自動化調控時代。截止今年，該系統控制范圍包括所有110kV及以上電壓等級的變電站。通過該系統的控制降低了電網的損耗、節約了寶貴的能源、提高了電網調度的自動化程度、減輕了值班人員的勞動強度。

在實際應用過程中，要保證AVC系統的準確和穩定，首先要保證基礎數據采集的準確。因此，要定期對自動化設備進行巡視和數據分析，并進行遙測精度校驗和遙控、遙調返校，作好設備維護記錄。針對設備運行中發現的遙測不準確、遙信不對位等問題，通知相關部門及時處理。對于調度、變電等運行部門發現的問題，制定缺陷記錄，每天由專人管理并進行匯總，及時通知給相關部門處理。對自動化設備配置相應的備品備件，縮短了維修時間，從而保證自動化設備的運行指標。

8 結語

電網AVC系統能完成控制方案的在線生成、實時下發、自動控制，實現無功電壓的整套分析、決策、控制和實時追蹤，降低運行人員電壓調控工作量，進一步優化電網無功潮流分布，集中解決電網當前和未來面臨的電壓問題，對電網無功電壓優化控制，有效提升電壓精益化管控水平起到積極的推動作用。endprint