分裂电抗等值建模的解决方法

摘 要：通过调度自动化主站AVC功能的应用，可以优化了地区电网的无功功率分布，提高关口功率因数，有效降低线损率。但对于变低经过分裂电抗分别带两段10kV母线的接线方式，大部分主站系统并不支持这种接线方式建模，导致AVC 功能无法正常使用。本文提出了等值建模的方法，为分裂电抗建立了等值模型，并应用到实际的AVC建模实践中，解决了分裂电抗AVC建模和控制的难题。使包含分裂电抗的变电站顺利参与AVC闭环运行，取得良好的效果。

关键词：AVC；建模；分裂电抗；解决方法

中图分类号：U665.12 文献标识码：A

1 概述

自动电压控制（AVC），是指以电网调度自动化系统的SCADA 系统为基础，以对电网发电机无功功率、并联补偿设备和变压器有载分接头进行的自动调节为手段，以实现电网电压和无功功率分布满足电网安全、稳定、经济运行为目标的电网调度自动化系统的应用模块或独立子系统，也简称为AVQC，即自动无功电压控制。

2 汕头地区AVC功能建模概述

汕头调度自动化AVC功能基于OPEN-3000平台一体化设计，基本目标是保证全网电压合格率和无功的“分层分区，就地平衡”。它从PAS网络建模获取设备及网络模型、从SCADA获取实时采集数据并进行在线分析和计算，在确保安全稳定运行的前提下，对全网无功电压状态进行集中监视和分析计算，从全局的角度对有载调压变压器分接头（OLTC）、可投切容抗器等无功电压设备进行集中监视、统一管理和在线闭环控制。是保持系统电压稳定、提升电网电压品质和整个系统经济运行水平、提高无功电压管理水平的重要技术手段。AVC的模型维护主要用于将PAS网络建模新生成的模型转换为AVC的控制模型。当维护人员对厂站接线图做任何设备增删、间隔修改以及新增厂站接线图时都应该进行PAS网络建模，然后再进行AVC的模型维护，保证AVC用以分析控制的模型数据与实际电网完全一致。因此PAS网络模型直接影响AVC动作的准确性。

3 分裂电抗对AVC建模的影响

220kV红莲池变电站是汕头市区的枢纽变电站，每台主变的变低负荷达到60kW，该站的两台变压器10kV侧的接线方式比较特殊，是通过一个分裂电抗分成两个分支，各带一段母线，实现两段10kV母线的分裂运行。（如下图）

由于OPEN-3000系统没有分裂电抗的元件，在PAS系统中对红莲池变电站进行建模时，我们先是忽略分裂电抗，用常规（变低直接分两个开关带两段母线）的方式进行建模。由于分裂电抗在稳态情况下对有功潮流分布的影响非常小，所以计算结果和实际的潮流误差很小，在PAS的应用中基本可以接受。

但该模型在应用到AVC功能后，我们注意到10kVIIa段和IIb段的电容器投切策略出现错误。分析原因发现，由于忽略了分裂电抗，AVC把10kVIIa段母线和IIb段母线认为是同一个节点，把两段母线的平均电压作为变低侧的目标电压，把两段母线上的电容同等对待，当目标电压达到动作条件时，AVC会根据各电容器的动作次数安排投入的电容。这样的建模方式和处理办法与实际运行有比较大的出入。

实际运行时，由于分裂电抗的存在和两分支无功负荷的不平衡，两段母线之间往往存在一个压差（0.1-0.3kV），极端情况下达到0.4kV。以下图的模型为例，分析如下：

当分裂电抗前节点电压10.5kV，Q1A=0Mvar，Q1B=8Mvar时

4 等值建模的方法和效果

针对分裂电抗建模的问题，我们要求国电南瑞科技增加分裂电抗的图元，但由于分裂电抗的应用属于特殊的个例，厂家也不愿意专门做这方面的研究和开发。考虑到影响AVC策略的主要是分裂的两段母线被误认为是一个节点的问题，在与厂家技术人员探讨后，我们提出了另外的等值建模的方式：在变低两个分支中各加入一个串联电抗，以此来代替分裂电抗。

按此等值方式建模后，面临的是串联电抗参数怎么确定的问题，我们首先试着把分裂电抗的参数对半分配给两个串联电抗，但潮流计算无法收敛。在这种情况下，我们只能采用倒推参数的方法，即人为调整串联电抗的参数。先设定一个电抗值，然后通过潮流计算结果与实际潮流的比较，再调整参数，再计算比较，经过多次的试验比较，确定一个参数，使潮流计算结果最接近实际测量的潮流。

5 效果分析

自12月12日完成分裂电抗等值建模并设定电抗参数后，220kV红莲池变电站10kV电容器投入AVC闭环运行。至12月24日，四段10kV母线上的6组电容器共动作207次，均为正确动作，10kV母线电压合格率为99.99%，110kV母线电压合格率100%。从动作效果分析，分裂电抗建模的问题得到比较好的解决，我们将继续跟进AVC的动作效果，使AVC功能更好地实用化。

汕头供电局AVC功能推广应用以后，使得电网电压、频率等电网重要参数更加稳定，在电网的安全运行中发挥了重要作用。电压的稳定对用电设备的使用寿命，减少损耗等有很大的帮助；通过AVC功能的应用，优化了全网的无功功率分布，提高关口功率因数，有效降低线损率；另外，AVC自动调节以后，大大减轻了监控人员进行电压无功调节的压力，使其能投入更大的精力到电网的安全监控方面，提高了电网运行的安全性。

参考文献

[1]广东电网公司电力系统电压质量和无功电力管理办法[S].

[2]中国南方电网自动电压控制（AVC）技术规范[S].

[3]广东电网地区调度自动化系统AVC功能应用实施方案[S].

[4]汕头供电局调度自动化系统AVC功能应用实施方案[S].