地區電網AVC系統運行情況及調控運行中注意事項

引言：電壓作為衡量電能質量的主要三大指標之一，直接影響著電網的安全穩定運行，為保證電壓質量，電壓及無功調整需要及時、合理、準確。AVC系統投入，極大的優化電壓質量、提高系統安全水平、減小網損、減輕調控人員勞動強度。本文介紹保定地區電網AVC系統概況，AVC系統原理及控制策略，及調控運行過程中出現的一些問題及解決辦法。

一、引言

電壓作為衡量電能質量的主要三大指標之一，直接影響著電網的安全穩定運行，電壓質量直接影響著用電設備的經濟安全運行。電力系統運行過程中，存在有功、無功損耗，隨著用電負荷改變，網絡中電壓損耗也發生變化，從而電網中電壓分布隨之改變，為保證電壓質量，需要確保電壓及無功調整的及時、合理、準確。

近年來，隨著AVC系統在國內各級電網中廣泛應用，在優化電壓質量、提高系統安全水平、減小網損及減輕調控人員勞動強度方面取得了理想的效果。

二、保定電網AVC系統應用簡介

保定電網是典型的受端電網，220kV網架主要以環網形式運行，110kV主要為輻射線路，電壓調整方式以逆調壓為主。自2012年1月AVC系統正式閉環運行以來極大的減輕了調度運行中電壓調整的工作量，提高電壓質量。在2014年6月隨著調度自動化系統由OPEN3000向D5000系統的升級，AVC系統得到全面升級，控制策略進一步優化。截止目前已投入AVC系統220kV變電站28座，110kV變電站119座，變電站投入率達到99%。

三、AVC系統原理及控制策略

（一）AVC系統原理及系統架構

自動電壓控制（Automatic Voltage control）系統對全網無功電壓狀態進行集中監視和分析計算，從全局的角度對廣域分散的電網無功裝置進行協調優化控制。

保定電網AVC系統應用基于南瑞智能電網調度技術支持系統D5000平臺一體化設計，在滿足電網安全穩定運行前提下，保證電壓和功率因數合格，并盡可能減少線路無功傳輸、降低電網因不必要無功潮流引起的有功損耗。AVC從網絡分析應用（PAS）獲取控制模型、從電網穩態監控應用（SCADA）獲取實時采集數據并進行在線分析和計算，對電網內各變電所的有載調壓裝置和無功補償設備進行集中監視、統一管理和在線控制，實現全網無功電壓優化控制閉環運行。

AVC應用包括自動電壓調整程序（AVC_MAIN）、遙控程序（DO_CTLS）和報警程序（AVC_ALM）三個模塊。AVC_MAIN從SCADA獲得電網的實時運行狀態，根據分區調壓原則，對電網電壓進行監視，發現電壓異常時提出相應的調節措施。調節措施交給遙控程序，執行變壓器的升降和電容器的投切。報警程序負責顯示自動電壓調整程序提出的調壓建議和遙控程序所做的自動調壓措施。

（二）AVC控制策略

AVC控制策略主要有區域電壓、母線電壓、區域無功、單站無功控制策略。

區域電壓：當整個區域內大多數母線電壓超過限值時，通過調節樞紐站的主變檔位來整體調節區域電壓質量。

母線單元電壓：遵從九區圖原理。

區域無功：區域關口（220kV站主變高）無功越限時，調節屬于此區域的容抗器。

單站無功：單站關口（非220kV站高壓側）的無功越限時，調節屬于此站的容抗器。

四、電壓調整常用措施

電力系統常用調壓手段：1） 調整發電機勵磁電流調壓；2） 調整變壓器分接頭位置改變變比調壓：；3）利用無功功率補償調壓；4）改變輸電線路參數調壓。

電力系統的電壓調整是一個系統的、區域性問題。一般對于發電機調壓主要用于地方性供電網，對于區域電網作為輔助手段。在系統無功充裕時，首先采用改變變壓器變比調壓。當系統無功不足時，需通過投入無功電源的方式調整電壓，避免因調整主變分頭發生系統無功缺額增大，引起電壓崩潰。無功電源投入減少了系統無功功率在輸電線路上的傳輸，提高了電壓水平，同時降低有功損耗，提高電網的經濟運行。

五、電網AVC運行過程中出現問題及解決辦法

（一）運行主變發“有載調壓瓦斯動作”信號問題

AVC系統投運以來，出現多起110kV主變“主變有載輕瓦斯動作信號”。由于大負荷變化明顯，AVC系統投運后電壓無功的運行水平要求較高，無形中增加了設備的動作次數。同時個別廠站一次設備質量存在一定問題導致造成了主變出現有載調壓裝置產生瓦斯氣體現象。當主變發“有載輕瓦斯動作信號”，需在AVC系統中閉鎖相應主變，待有載調壓裝置處理后，恢復正常，期間減少主變調壓操作。

（二）主變并列運行時，注意主變分頭的對應關系（主變分頭非一對一）

電網中受一次設備承受短路電流能力的限制，110kV站主變一般不采用并列運行方式。在大負荷期間，可以短期采用兩臺主變并列運行。當并列主變設備參數不一致時，并列運行主變分頭位置可能不對應，導致并列運行時主變分頭非一對一關系。

AVC系統雖然本身具備自動識別并列運行方式功能，對于并列運行的主變實施聯調策略，以保證并列主變檔位的一致性。在主變并列運行時，加強電壓無功監視，特別是并列運行主變監視，發現檔位不對應時，及時進行干預調節。

（三）對于負荷快速增長，迅速達到滿負荷變壓器 AVC調節不及時

由于個別廠站帶有鋼廠負荷或集中的春灌負荷，負荷可以短時快速增長達到滿負荷，但AVC系統調節不及時，滿負荷后無法調整主變分頭，電壓不能滿足要求。

AVC系統優先保證電壓調整，再保證功率因數調節，在電壓發生變化時，因負荷變化速率快，電容器優先被投入，而主變分頭未動，當負荷超過95%時，主變閉鎖有載調壓導致無法繼續進行電壓調整。調控人員針對負荷快速上長廠站，應進行預判斷，提前進行人工干預，首先進行主變分頭調整。當負荷增長達到一定程度后再投入電容器。

（四）優化控制策略，針對不同時期，確保電壓質量

針對春灌、迎峰度夏及節假日等特殊運行時段，形成不同控制策略，優化電網電壓無功調整，確保電網經濟運行。針對部分變電站負荷較重特點及時調整控制策略，調整電壓限制及功率因數限制，進行特殊處理，優化控制策略，全面確保大負荷期間，主網、農網電壓合格率。

六、結束語

保定電網AVC系統自投入以來，基本取代了人工電壓無功調整方式。經過不斷的策略優化，通信通道、綜自系統等支持系統改造升級，AVC系統滿足了春灌、迎峰度夏、度冬等大負荷時期等典型時段下電壓無功調整需求，最大限度的提高了電網電壓合格水平及無功運行經濟性。但是也應該看到AVC系統運行過程中出現的個別廠站問題，電網方式綜合考慮從運行方式、AVC系統策略角度著手提高電網電壓無功運行水平。

參考文獻

[1]朱軍飛，唐寅生，周全人.電網AVC分層控制[J].2002，3（4）：28～31。

[2]熊信銀，張步涵.電力系統工程基礎，2002。

[3]南瑞科技，D5000系統AVC電壓無功策略（V3.1）.2014.06。

（作者單位：國網保定供電公司）