AVC自動電壓控制系統在智能電網中的應用

張麗琴山西省臨汾市建筑勘察設計院

AVC自動電壓控制系統在智能電網中的應用

張麗琴
山西省臨汾市建筑勘察設計院

變電站軟件VQC、無功電壓控制裝置SVQC等是目前我國普遍使用的電壓無功自動調節系統，也是較為傳統的系統，但是這些方法都有一些不足的地方，比如關于全網范圍內的電壓無功優化的問題，這些方法都不能很好地解決。為了提高電網的安全性和經濟性，保證電能質量。本文初步探究了國內電網已經引入的自動電壓控制系統即AVC系統，以及其在智能電網中的應用。

為電力用戶供應優質、安全和經濟的電能是電力系統運行管理的基本目標。電壓對電能質量有很重要的影響，電壓過低或者過高都會對電氣設備的使用壽命和工作效率產生影響，不僅如此，電壓還會影響電力系統的穩定性和安全性，因此，減小電壓的波動幅度，使電壓維持在正常范圍十分重要。目前已經有法國、意大利、西班牙等歐洲國家，分析了各國的綜合情況，根據各國的實際需要，采用不同的方式實現自動電壓控制系統的功能。在電力系統中電壓和無功功率聯系密切，但是，電壓和無功功率的綜合應用的整合情況很復雜。

實施AVC系統的基本構想

自動電壓控制系統的功能包括調度自動化系統的主站端，監視各分站的母線電壓和關口的無功，并在電壓或無功超出限值時，及時進行提示、報警、或者及時通過自動投切電容器、升降主變壓器分接頭等方法，使電壓和無功及時恢復到規定的范圍，增加了電壓的安全性和穩定性。分站不需要其他的特殊設備，基本的遙控等功能就可以對電壓和無功進行監控，降低了對設備的需求，較少了設備的采購及維護保養的費用，減少了投入成本。

AVC 系統的功能

AVC系統的控制模式。自動電壓控制系統有兩種模式。AVC系統使用優化控制模式時，系統進行靈敏度的分析，獲得控制設備對母線電壓等產生的影響的實時數據和各種相關信息，同時綜合考慮操作的費用，控制設備根據調整綜合指標的排序來進行科學合理的最佳選擇，保證系統的安全性和經濟性。母線電壓的校正控制的作用是對電壓進行實時監視，當出現電壓超過限度的情況時，系統立即進行優化計算并產生結果，及時給出校正控制方案，并有效地執行，減小了電壓大幅度變化的可能。功率因數的校正控制是實時監視各監視地區總加功率因數，及時對相關信息進行審查，減少了工作的失誤，增加電壓的穩定性，減少網損。當電壓穩定在規定范圍而且功率因數保持正常時，網損的優化控制將分析電壓、網損以及關口功率因數的靈敏度，并根據分析數據和實際情況，對其進行科學的綜合調整，嚴格根據指標來選擇最佳的控制設備。保證電壓數值在合格范圍，同時保證電壓波動范圍小，增加了電壓的穩定性和安全性，同時保證了經濟效益。在分區控制模式下，電壓、功率因數的限值分為16區，根據當前狀態進行相應的控制。

AVC系統的運行環境

需要同時滿足調度自動化應用軟件PAS基本模塊已經安裝完畢、軟件可以正常運行、狀態預估合格率較高而且變電站四遙功能可以運用這些條件，AVC系統才可以運行。

AVC系統對軟硬件的要求。通過計算機技術和通信技術，檢查和使用自動控制電網中的無功資源以及調壓設備，確保電網的安全性和穩定性，提高電能的質量。SCADA數據轉換接口和圖形轉換接口將軟件所需的圖形畫面以及電網參數進行及時的直接轉換，使數據更加直觀科學，然后SCADA下行通道命令執行最終控制命令。

將AVC系統和AGC系統進行比較就可以發現，AVC系統比AVC系統復雜得多。這就要求各部門密切聯系和默契配合。AVC系統的控制原理簡單易懂，控制策略科學合理，控制流程簡潔明了，幫助提高電壓合格率和穩定性、降低電壓網損。要具體實現該系統的功能，需要經過四個階段，開環運行階段：首先系統給出控制策略，然后調度人員對策略進行審查，審查后下發調令給變電人員，接著，變電人員按照命令進行操作；半閉環運行階段：系統對全電容器進行分析和計算，產生控制策略后直接利用遙控功能執行，同時對主變壓器分接頭進行調節，系統綜合分析當前狀態，給出控制策略，調度員下調令給變電人員，然后變電人員進行操作；閉環運行階段：系統分析當前狀態，綜合考慮何種情況，產生最佳的控制策略，然后電容器和有載調壓變壓器直接通過遙控、遙調功能發出命令，然后系統執行自動控制；與省調自動電壓控制系統閉環運行階段：接收省調自動電壓控制系

統的相關信息，及時和省調AVC系統聯網閉環運行。前兩個階段主要是驗證算法的正確性，及時發現問題，提出解決方案并有效執行。過渡到AVC系統全自動運行階段，線閉環對電網各變電站的變壓器和電容器進行實時控制，提高地區電網電能質量、減少設備的操作次數，延長設備的使用壽命，降低各類事故的發生概率，保證電網的運行安全，提高了電壓的穩定性。電網調度從傳統型向經濟分析型過渡，降低了值班工作人員的工作壓力，減少了工作時間，促進了無人值守建設的普遍化，同時保證了地區電網各節點的電壓合格率集中優化全網無功配置，達到最優化。

AVC系統的應用情況

自動電壓控制系統不僅保證了電壓處在合格范圍，而且降低了有載調壓變壓器分接頭的動作頻率，從而減少了系統工作的時間，使用自動電壓控制系統后，平滑進行電網的無功調節，減少了無功在用電高峰時段劇變的現象，保證了電能的質量和安全，即使是在用電高峰期，AVC的電容器也能利用自動投切和優化投切功能來保證全網的功率因數都穩定在合格范圍，達到了降低網損，提高電能質量的要求，實現了無功資源利用的最大化，而且合理投切各變電站的電容器，降低了主網電能損耗，促進了電網經濟的發展，帶來了經濟效益，增加了電網的穩定性和安全性，即使是在高負荷時段，電網電壓也能保持在一個較高水平，不會出現驟減的情況，優化了系統，降低了輸電損耗，不僅減少了浪費，而且增加了直接的經濟效益。事故告警系統和自動閉鎖系統為電網提供了安全保障，當電網狀態不正常時，軟件系統會及時地進行自動閉鎖，比如，系統中任何部分出現狀態不正常的情況時，系統都會及時發出信息，使問題能夠及時得到解決。因此，自動電壓控制系統幫助增大了無功資源的利用效率，保證了電壓綜合控制能力，并取得了預期的效果。

結語

自動電壓控制系統即AVC系統在安全性和經濟性方面都具有明顯的優勢，可以同時保證系統和電網的安全性和實現閉環經濟性控制。自動電壓控制系統可以同時達到電壓質量最優以及網損最小的要求。AVC系統承擔了電力系統自動調度的主要職責，幫助實現了電壓調度過程的自動化。隨著技術的進步，SCADA系統逐漸完善和成熟，遙測數據的準確率越來越高，遙控裝置越來越可靠，AVC 系統一定會發揮更大的作用。自動電壓控制系統更好地滿足了電網自動化發展的要求。AVC 系統在智能電網的成功應用，為電力企業帶來了顯著的社會效益和經濟效益，促進了電網調度由經驗型向分析型、經濟型發展，開拓了調度自動化的發展空間。