推廣電力新技術， 構建堅強智能電網

郭建偉　郜勇琴　國網山西省電力公司檢修公司　030006

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推廣電力新技術， 構建堅強智能電網

郭建偉郜勇琴國網山西省電力公司檢修公司030006

【文章摘要】

本文介紹了近年來電力系統使用的一些新技術，包括AVC電壓自動控制系統、無線測溫裝置、光電互感器以及數字化視頻監控，論述了我國發展智能電網建設的可行性和必要性。

【關鍵詞】

新技術； 智能電網

1　AVC自動電壓控制系統

近年來，隨著大功率機組的不斷投運和超高壓電網逐步形成，電網規模日益擴大，負荷需求不斷增加，電網無功的平衡問題日益突出。因此在第27 屆中國電網調度運行會議上提出了AVC自動電壓控制這一概念，它是指在優化電壓無功潮流的支持下, 保證電壓質量、降低網損、提高穩定儲備, 實現在線實時無功電壓控制。

1.1AVC控制功能特點

（1）適應電網運行方式變化 。通過采集全網電壓、功率及輔助開關量，自動進行電網運行方式判別，實施不同的無功電壓優化運行方案。

（2）全網（集中）控制與分區分層控制相結合。系統主要涉及220kV 及以下電網級，由地調、縣調負責的無功電壓自動控制，采用分區分層控制與全網控制相結合的方式，即先全網后分區再分層，全網保分區分層的控制策略，來達到無功分區分層就地平衡，從而穩定全網電壓，實現主變分接開關動作次數最少，電壓合格率最高。

（3）集中控制與分布執行相結合。近年來，隨著電網調度自動化水平的不斷提高和電網一次設備的更新換代，特別是計算機運行速度的提高和計算機網絡技術的發展，使得地區電網實施全網無功電壓優化運行集中控制在硬件基礎上實現軟件自動控制成為可能。本控制系統根據電網運行狀況，集中形成控制指令，然后發送至各控制點，各控制點并發執行指令。

（4）無功平衡穩定電壓與分接開關調節電壓相結合 。通過無功功率分層就地平衡來穩定電壓，并維持電壓在一定水平，當電壓還達不到要求時，再輔以調節主變分接開關，確保本地區無功補償設備的最大投入，對整個電力系統的無功平衡和電壓穩定起到根本性的作用。

（5）保證電網安全與無功電壓控制相結合。系統通過引入設備的保護信號及其它用戶自定義信號，實現對設備的可靠閉鎖，在確保設備安全方面做了充分的考慮，并作出應急處理，最大限度地實施了無功補償和無功平衡，維持電網正常電壓水平，避免了電網由于缺乏無功、運行電壓低而產生的電壓不穩定及電壓崩潰等后果。

（6）潮流計算、靈敏度分析與專家系統規則判別相結合 ，執行效率高，不會出現“模糊”指令。

1.2運行效果

AVC設計合理先進，運行穩定可靠，能達到各項考核指標的要求，產生了可觀的經濟效益和社會效益。歸納起來主要有以下幾個方面：

（1）優化后通過控制 220kV 及以下變電站的主變分接頭和電容器的自動投切來滿足無功功率的合理分布，以達到區域范圍內的就地平衡，減少電能損耗;（2）10kV 母線電壓值可自動調整控制在 10～10.7kV 范圍內，滿足電壓質量;（3）地區網供功率因數滿足系統要求，提高了電容器無功補償設備的利用率; （4）優化了各級變電站有載調壓分接頭開關的動作次數;（5）減輕了集控中心值班人員的勞動強度，避免了人為誤差，真正實現了全網無功電壓實時控制，完善并提高了無人值班變電站的自動化水平;（6）由純計算機軟件構成，免除了硬件維護;（7）有較強的安全可靠性：自適應功能強，可自動糾錯、自動閉鎖、自動形成相關動作數據等;安全控制功能強，可自動處理突發事件，不會發出影響電網與主設備安全的操作指令;人機界面友好，操作簡便，安全可靠;（8）安全效益可觀 ：不增加任何硬件裝置，減少了設備運行故障的機率，從保證電網安全的角度來講，具有巨大的經濟效益。

1.3項目效益分析

（1）本項目可以在很短的時間很方便地實現無功電壓二級協調控制，大大提高了無功資源的合理分配和可靠利用，實現了電網的自動統一調度。

（2）節省了因各變電站就地安裝 VQC 而花費的資金。

2　無線測溫系統

目前我國電網建設在迅猛發展，電力負荷呈高速增長態勢。電廠和變電站有大量的室內室外高低壓開關設備、變壓器、電阻排、母線、隧道電纜、地下電纜。這些電力設備特別是其連接部位如高壓開關柜斷路器動靜觸頭接點、母線連接處、變壓器及高壓電纜接頭等,在長期的運行中會由于各種原因出現表面氧化腐蝕、緊固螺栓松動、觸點和母線排連接處老化等問題,增加了接觸電阻。在電流通過時，會出現局部發熱，溫度異常升高的現象，使其氧化速度加劇，導致溫度進一步升高，形成惡性循環，從而引發各類事故。由此可見，如果能夠在電力設備運行時對各種容易發熱的部件進行實時監測，將會事先發現故障隱患，及時采取檢修措施，使電力設備的事故減少到最低。

無線溫度檢測技術是采用無線射頻模塊和數字溫度傳感相結合的方法對電力系統的導電母排接頭、高壓開關觸頭、刀閘開關、變壓器的進出線路接頭等部位的溫度進行實時在線檢測，通過與電力自動化系統連接，在配電室內實時監視運行設備的溫度狀況，當被測點過熱（溫度超過預先設定值）時，發出報警信號及時提醒有關人員采取措施，由計算機進行溫度數據處理、熱故障診斷、預警和控制，為檢修計劃確定、熱故障處理，實現電力設備的預知維修提供重要依據。

3　光電互感器

3.1光電互感器（OT）的產生背景

隨著經濟及電力工業的迅猛發展，電網快速向高電壓、大容量、數字化和智能化的方向發展，對電壓、電流的測量精度要求也在不斷提高，因此，對互感器的要求更加嚴格。傳統的電磁式互感器，其絕緣成本會隨著絕緣等級的升高成指數增長，所以原有的空氣絕緣、油紙絕緣、氣體絕緣和串級絕緣已經無法滿足超高壓設備的絕緣要求，同時傳統互感器存在磁飽和及鐵磁諧振的問題，會造成繼電保護裝置的誤動或拒動，而且存在易燃易爆及動態范圍小等一系列難以克服的缺點。于是，各種針對高電壓、大電流信號的測量方法便應運而生，其中，基于光學和電子學原理的測量方法，經過多年的研究，已經發展成為相對比較成熟、最有發展前途的一種超高壓條件下的測量方法。

3.2相比于傳統互感器的優點

（1）光纖或光介質是良好的絕緣體，它可以滿足高壓工作環境下的絕緣要求; （2）沒有傳統電流互感器二次開路產生高壓的危險，以及傳統充油電壓、電流互感器漏油、爆炸等危險; （3）不會產生磁飽和及鐵磁共振現象，尤其適用于高電壓、大電流環境下的故障診斷; （4）頻帶寬，可以從直流到幾百千赫，適用于繼電保護和諧波檢測; （5）動態范圍大，能在大的動態范圍內產生高線性度的響應; （6）適應了現在電力系統的數字化信號處理要求，它還可用于以保護、監控和測量為目的高速遙感、遙測系統; （7）整套測量裝置結構緊湊，重量輕，價格便宜; （8）各個功能模塊相對獨立，便于安裝和維護，適于網絡化測量。

經過三十余年的發展，測量要求逐步提高，測量技術的逐漸成熟，光電互感器作為下一代互感器的主流產品，其不可替代的技術優勢和價格優勢已經凸現出來，隨著當前光電互感器的市場化進程，必將帶來電力系統測量、保護和監控的革命性變化。

5　結束語

只有實現信息化、數字化、自動化、互動化的“智能”技術特征，才能充分發揮堅強智能電網的功能和作用。特高壓為發展智能電網提供了堅實的基礎。我們在大量的推廣使用新技術的前提下，積極推行設備的狀態檢修，使得電網的穩定性、智能化得到顯著提高，使“堅強智能電網”在服務經濟社會發展中發揮更加重要的作用。

【參考文獻】

[1] 堅強智能電網 劉振亞 中國電力出版

[2] 孫陽盛, 郁惟鏞, 倪向萍.改進的變尺度法在自動電壓控制（ AVC） 中的應用[J].繼電器