AVC系统在电力系统电压无功控制中的应用

【前言】AVC系统在电力系统电压无功控制中的应用由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。电网AVC系统基于OPEN-平台，AVC系统与调度中心主站EMS平台一体化设计，从PAS网络建模获取控制模型，从SCADA获取实时采集数据，据电网无功电压实时状态进行在线分析、计算，通过SCADA远程通道下达遥控命令，实现了全网的无功电压优化控制的闭环运行。AVC系统是按照电压...

摘要 在电力系统调度中，提高电力调度工作的安全性和经济性成为目前电力部门工作的重要课题。本文通过对电力系统中已经引入的自动电压控制（avc）系统进行分析，介绍了其特点和存在的若干个问题，并将AVC系统与电压无功控制装置（VQC）进行比较，为调度工作者提供参考。

关键词 电力系统；无功电压；AVC系统；特点

中图分类号 TM761 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）102-0186-01

电力是生产部门和人们生活的关键部分，电力部门应对电网管理和运行人员做出严格要求，同时也要增强人们的法制意识，做好电网的无功补偿与电压调整，使我国的经济效益和社会效益得到快速发展，向用户提供优质的电能。电力系统中的各类设备和线路在实际运行过程中，都会吸收大量的无功功率，这样势必会导致电力系统的功率因数下降，从而引起线路内的电压增加和能耗。加剧企业的经济效益也会随之受到一定的影响，一旦事态发展严重，还会造成设备损坏等严重后果。为此，加强对电网无功补偿装置的建设和管理，不仅能够有效提高电压质量。电力系统运行管理中，其基本目标就是优质、安全和经济地向电力用户供应电能。电压是衡量电能质量的一项重要指标，电压过低、过高都不仅会影响到电气设备的寿命和效率，而且还会危及电力系统的稳定及安全运营。无功功率平衡是保证电压稳定的重要手段，国内电网无功功率控制所采用的方式主要有变电站软件VQC无功电压控制装置SVQC等，随着无人值守变电站的建设和数字化变电站技术的发展，无功电压调节在电网正常运行中越来越显得重要，而AVC对降低网损，提高电压质量和统筹系统资源配置等有着重要的作用。目前已经有很多国家（如法国、意大利、西班牙等欧洲国家）根据其实际情况，采用不同的方式实现其功能。我国部分地区也在大力的尝试AVC系统，采用经济压差来实现全局的无功优化，以每条线路电压降落纵分量为目标来达到最优的状态。在电力系统中电压和无功功率有着密切的关系，但是它们综合的整合比较复杂。实现电压无功能控制的目标首先是保持无功平衡和电网的稳定；其次，是保持供电电压在一定的规定范围内正常供给；还有一个功能是使得在电压符合要求的基础上降低电能的损耗。

1 电力系统中AVC系统的工作原理

电网AVC系统基于OPEN-平台，AVC系统与调度中心主站EMS平台一体化设计，从PAS网络建模获取控制模型，从SCADA获取实时采集数据，据电网无功电压实时状态进行在线分析、计算，通过SCADA远程通道下达遥控命令，实现了全网的无功电压优化控制的闭环运行。AVC系统是按照电压的等级进行分层，按照管理区域进行分区，当然通过电网结构分层分区也是可以的。AVC系统数据库模型定义了厂站、控制设备、电压临测点等层次记录，通过网络建模建立记录之间的静态关联。AVC系统与EMS平台是一体化设计，采用增量模型更新技术，自动建立AVC临控点和控制设备模型并自动验证。

2 电力系统AVC系统特点

1）该系统从接受数据到输出数据，再到优化计算完成了一次向子站的发送控制信息，占的CPU时间小于15　s，是该AVC主站设计的一大优点。

2）在AVC系统的实际运行过程中每5　min就获取一次数据，首先通过潮流的计算实现核对，确定后进行全网无功控制。在该过程中，通过变换电压水平来实现不同模式的AVC功能，达到了传输给子站的信息的可行性和准确性。

3）该系统使用了独立于EMS系统的方式设计，这使得EMS系统和AVC系统之间只是共享数据，并没有直接的关系，在不影响EMS系统的工作情况下很方便地加入和退出，而独立的AVC确保了系统的稳定性和可靠性。

3 电网AVC系统主要存在的若干问题

1）电压预判不精确，导致电压校正控制模式与AVC区域无功优化控制模式相冲突，造成主变分接头或者电容器频繁出现循环动作，甚至使10　kV母线电压越限。

2）AVC系统通过引入保护信号实现对设备的可靠闭锁，比如针对主变分接头“　滑档”和电容器连续投切不成功等，增设了闭锁功能，但此功能容易造成部分正常设备误闭锁，从而影响到AVC系统正常运行。

3）采用区域电压控制模式时，常通过投切220　kV变电站电容器来调节该区域内其他10　kV母线电压，但这会使本站10　kV母线变化大，导致本站电压预判不准而越限。

4）根据逆调压原则，电网AVC系统全局参数设置中，

10　kV电压在负荷高峰期为10.2　kV～10.6　kV，负荷低谷期为

10.1　kV～10.5　kV。因此，在负荷高峰低谷边界点会出现过调现象，也就是说在同一时间内系统会发出大量指令，而指令需要排队下发执行，如果等待时间过长，则会导致遥控拒动。

4 电力系统AVC系统优化改进措施

1）算法上采用非线性的远对偶内点法，实现算法的鲁棒性和收敛性。

2）对数据先进行容错的处理。因为在EMS的更新过程中会出现数据采集不完整等，在这样的情况下，按照默认的数值来处理。

3）在采取优化之前，先对状态估计的数据采取一次潮流计算，若潮流计算是不收敛，则认为此结果是不可信的。在这种情况下将不再进行优化计算。而二级电压控制则依照原始的曲线完成信息控制。

4）实现5　min计算一次，并且15　min发送一次优化的措施，确保发生数据异常时使用下次的数据。

5）监控AVC系统运行，如果AVC系统出现异常停机或者挂起时，通常执行系统的自动启动操作。

5 AVC系统与VQC系统的比较

VQC系统装置控制方法一般采用投切电容器组和改变主变分接头档位来改变系统的电压和无功。在国内运行的电压无功综合控制装置（VQC）大多是九域图理论，是按照测量电压及无功控制法的控制原理设计的。

从本质来讲AVC系统与VQC装置都是电压、无功自动控制设备，变电站端电压无功控制原理是相似的。而VQC只是AV功能的一部分，AVC系统可以实现VQC的全部功能，并且可以部署到集控站和调度主站，实现全网和区域电压、无功自动控制策略。但是，AVC与VQC相比有很多的优势，VQC装置安装在变电站，其无功的调节和电压只能在局部调节，没办法达到电网全局的最优。而在调度端安装的AVC已经在很多地区广泛的使用。AVC是从整个电网的角度，通过利用电网的实际运行数据，让控制代价为最小，达到全网的最优，来改善各个节点间的电压，同时减少了网损，使得变电站从单独控制变为集中控制，电网无功从就地补偿、就地平衡变为优化补偿、分层平衡。该工作极大地提高了电网的安全、经济运行水平和运行质量。

基于EMS的AVC系统集经济性和安全性于一起，可以实现在安全约束下的闭环经济性控制。AVC可以实时的监控电网无功电压的情况，实现在线的优化计算，分层的调节控制变压器分头接头和控制电网无功电源，实现电网安全电压条件下的无功潮流运行，满足电压质量为优和网损最小。

6 结束语

总之，在电力系统中，电力系统中的各类设备和线路在实际运行过程中，都会吸收大量的无功功率，这样势必会导致电力系统的功率因数下降，从而引起线路内的电压增加和能耗。加剧企业的经济效益也会随之受到一定的影响，一旦事态发展严重，还会造成设备损坏等严重后果。因此，AVC系统是电力系统自动调度的关键功能，大量的降低了调度工作中的劳动强度，同时提高了电压的质量，实现了电压调度过程的自动化，保证了社会对高质量电能的要求，加强对电网无功补偿装置的建设和管理，不仅能够有效提高电压质量。

参考文献

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