阳江电网AVC主站系统控制策略的研究

【摘要】随着越来越多的工业在江门地区落户发展，阳江电网中出现越来越多的重载变电站。而在这些变电站中，工业负荷占全站负荷的比例会越来越大，导致用电负荷的峰值和谷值相差越来越大，峰期和谷期相距越来越短，无功电压的调控难度越来越大。另外，根据广东电网公司地区调度自动化系统电网分析功能的实用化验收要求，各地区供电局的AVC系统必须覆盖当地电网变电站总数的90%以上，因此，AVC在阳江电网中扮演的角色也越来越重。

【关键词】AVC;控制策略;无功

1.阳江电网AVC现状

全区与省网的总无功平衡情况良好，而500kV变电站配置的无功补偿装置主要用于省网的无功平衡，不计入阳江本地区电网的无功平衡。因此阳江地区电网的无功补偿装置集中在220kV变电站，其余的无功补偿装置是分散在110kV变电站，这也造成了部分无功补偿容量不足的110kV变电站仍需要由220kV变电站通过110kV线路输送无功，未能做到地区电网的分层分区平衡，增加了线路的损耗。

直至2013年年底，阳江电网AVC区域无功电压控制的应用率已经较高，阳江地区共有7座220kV变电站，AVC装置已投运的7座，占100%;110kV变电站已安装AVC装置的35座，占比74.4%。由此可见，AVC对阳江电网的控制起着重要的作用。

2.目前阳江电网AVC系统存在的问题及改进措施

随着越来越多的变电站接入阳江AVC系统，AVC系统的控制范围不断增大，策略也越来越复杂，AVC的控制效果欠佳，主要表现在一下两个方面。

2.1 响应时间过长

在用电负荷达到峰值或者谷值之前的一个时间段内（常见于11：00-12：00以及17：00-18：00），AVC系统的投退电容器出口时间普遍存在时滞现象。在工业负荷比重较大的变电站，AVC系统的实际响应时间甚至超过120秒，远远超出《广东电网地区供电局自动电压控制技术规范》中“AVC单次控制完成时间要小于30秒”的要求。

2.2 调节动作频繁

AVC系统调节动作频繁会导致变电站无功设备过早地达到每日调节次数限值，造成设备闭锁，不能进行无功电压调节，影响电压合格率。

由表1可知，无功设备动作次数过于频繁，这将会影响到设备的寿命和安全。因此对电容器的投退量与系统有关，若频繁操作时，来电的电压极性正好与电容器组残留电荷极性相反，则会产生很大电流，有可能对电容器组造成损害。AVC系统调节动作过于频繁，不但不能实现区域无功电压控制的目标，还给电网设备造成一定的隐患，降低电网运行的稳定性。

表1 2013年7月18日-7月23日AVC系统响应时间统计表

变电站 AVC投退次数 人工投退次数

漠南站 20 10

平地站 43 8

阳江站 54 22

白沙站 29 4

平冈站 14 2

桂山站 40 0

3.问题分析及应对方案

3.1 响应时间问题

3.1.1 响应时间分析

响应时间长，有一个重要原因是AVC系统的线程设计不够优化，仅是以单线程运行。考虑到AVC系统当初投运时只控制市区电网110kV变电站的无功电压，若无重大缺陷和电网事故，AVC系统以单线程运行尚可以满足阳江市区电网的区域无功电压优化控制。但现在AVC系统的覆盖范围扩大到全地区电网，需要对7座220kV变电站和35座110kV变电站的电容器进行遥控，变电站数量是当初的几倍，各种业务数据量和“噪声”也成几何级增长。若还是以单线程运行，各区负荷的峰谷期基本一致，无功设备调节动作集中在同一个时段，该时段不超过30分钟。假设每个变电站只投退一组电容器，每次投退顺利只需30秒，没有延时和突发事件，那么共40座变电站，从第一个变电站的无功设备开始遥控预置到最后一个变电站的无功设备遥控成功，共需耗时20分钟。显然，这既不能满足电压合格率的要求，也不能及时补偿无功负荷。同时，由于响应时间过长，电压长期越限，调度监控员将会人工手动参与调节无功设备，造成无功设备过度补偿，既延长了电压恢复正常水平的时间，又减少电网设备的寿命，增加了电网故障风险的几率。因此，若不对AVC系统进行升级改造，AVC系统就不能满足阳江电网无功电压优化的要求，其对地区电网的无功设备进行调节控制变得毫无实际意义。

3.1.2 改进措施

在硬件方面，更换和新增了各种新工作站和服务器，大大提高了数据的储存容量和处理速度;在软件方面，与山东积成的程序开发人员进行联系沟通，在程序上将现在的AVC系统单线程运行改造成多线程运行，减少各个遥控指令的排队情况，并在AVC调节过程中对无功设备增加短时限的临时闭锁，防止人工干预。

3.2 调节动作问题

调节动作分析：

电容器投退次数频繁，有一个重要原因是未分关口，实行全网联动控制。考虑到AVC系统当初投运时只控制市区电网110kV变电站的无功电压，若无重大缺陷和电网事故，AVC系统以单线程运行尚可以满足阳江市区电网的区域无功电压优化控制。但现在AVC系统的覆盖范围扩大到全地区电网，需要对6座220kV变电站和34座110kV变电站的电容器进行遥控，变电站数量是当初的几倍，若继续进行全网统一计算控制，电容投退次数过于频繁，现采用新的方案进行分关口计算。

表2 2014年3月18日-3月23日AVC系统响应时间统计表

变电站 AVC投退次数 人工投退次数

漠南站 10 2

平地站 21 2

阳江站 22 1

白沙站 10 1

平冈站 7 0

桂山站 15 0

如表2所示，经过按关口计算后，重新统计每日AVC投退电容次数大大减少，这对延长电容器寿命起到重要作用，大大稳定了电网安全运行的稳定性。

4.小结

本文先描述了阳江地区电网的发展现状和趋势，然后指出了AVC系统已经不能够完全满足电网的无功电压的需要，存在了两个比较明显的问题。在对问题的现象及影响进行阐述后，利用技术手段，在EMS系统中查看历史事项，根据得到的大量数据信息进行理论分析、公式推导和综合判断，确定对AVC系统的优化改造措施，并在AVC系统优化改造实施后，对于AVC系统的无功电压调节控制的实际情况，通过多种数据对比进行效果验证，最终证明了在本章中制定的改造措施确实优化了AVC系统，大大提高了其无功电压调节控制效率。

参考文献

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[2]李坚.对电网电压管理和调整的几点实践体会[Z]. 2004年全国电力网无功/电压技术研讨会，北京，2004.

[3]王汉杰.基于全网AVC的地区电网无功电压控制[D].杭州：浙江大学，2010