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摘要:哈密自动电压控制(AVC)系统自投运以来,部分变电站出现频繁投退电容器和调节分接头的现象,通过对自动电压控制策略进行分析,明确变电站出现此类现象的原因,提出九宫格控制策略缺陷,给出解决措施,减少电容器和变压器的调节次数,延长设备使用寿命。
关键词:AVC;九宫格;变电站
引言
近年来,哈密电网发展迅速,高铁、超高压、新能源大规模接入对电能质量提出了更高的要求。电压质量作为电能质量的重要指标,对整个电网的安全稳定运行和经济运行起着重要作用,如何提高电压合格率、功率因数是我们供电企业的主要任务之一。
1 哈密AVC现状
电力调度控制中心在保证电网安全、可靠和经济运行方面起着很大作用。哈密自动电压控制系统(AVC)在调节电压和降低网损上起了很大作用。哈密自动电压控制功能在2014年5月投入使用,截止目前哈密参与省地联调的220kV变电站6座,参与本地调节的110kV变电站26座,35kV变电站20座。
2 AVC投入运行后变电站调节情况
2.1 AVC控制下母线的合格率
哈密自动电压控制系统在2014年5月投入使用,取人工调节和AVC调节下电压合格率、越限率、调节次数进行分析,排除2014年未接入系统的变电站,电压合格率总体上升2.77%。其中部分变电站电压调节效果不理想,越上限率比较高(见表一),部分变电站无功设备调节频繁(见表二)。
2.2 AVC控制下主变和电容器的调节次数
3 九宫格控制策略的原理及存在的问题
3.1九宫格控制策略的原理
电网自动电压控制(AVC)系统在确保电网安全稳定运行前提下,保证电压和关口功率因数合格,尽可能减少线路无功传输、降低不必要无功潮流引起的损耗。AVC与EMS平台一体化设计,从PAS网络建模获取控制模型、从SCADA获取实时采集数据进行在线分析和计算,对有载调压装置和无功补偿设备集中监视、统一管理和在线控制,实现全网无功电压优化控制。南瑞OPEN3000系统AVC控制采用九宫格控制策略,九宫格控制原则如图1-1所示。
图1-1
3.2 哈密AVC存在的问题
AVC控制策略存在的问题
当10kV电压在A区时,电压接近上限,无功越上限,按调节策略投电容,将导致电压升高越上限,继而调分接头,造成无功设备调节频繁性和盲目性。表格一中黑眼泉和马场变10kV平均电压较高,当电压处于A区时投电容会造成电压越上限,导致黑眼泉和马场变越上限率分别为36.31%和21.91%。
当10kV电压B区域时,电压越上限,无功正常,按照调节策略优先降档,降档后造成站内35kV电压降低越下限,为了满足35kV电压会继续升档,这就造成了分接头的频繁调节。表格二中白山泉变10kV电压越上限率5.44%,白山泉35kV电压较低,10kV电压高,两者之间无法平衡,造成白山泉变分接头调节次数高达4521次/年,日均调节12次,分接头调节次数在每个时段过早用完,无法进行电压调节。
当10kV电压在C区域时,电压越下限,无功正常,按照调节策略优先投电容,负荷较小的变电站调节后10kV电压越上限,无功过补,进入控制9区后切电容,造成电容器的频繁投退。110kV千山变电容器调节次数高达5965次/年,日均调节16次,每个时段设置的次数过早用完,不仅影响电容器的使用寿命,还使千山变长期运行在无功过补的状态而无调节手段。
AVC程序存在的问题
九宫格AVC无功优化中以电压作为目标函数,而忽略了网损,安全性得到了充分体现,但经济性体现不足。哈密AVC投入以来,2013-2015年网损分别为2.82%、2.75%、2.56%,综合来看,AVC投入后网损降低不明显,电力系统的安全性和经济性之间就产生了冲突。
AVC设备经常出现异常闭锁,造成设备在闭锁状态下无法进行调节,只能人为干预解锁。变压器滑档、拒动和保护信号等可靠性闭锁,对于系统的安全性是必要的,但是经常会出现AVC遥控拒动而人工遥控正常而误闭锁的情况。
对于35kV部分变电站,2台主变接在同一条35kV和10kV母线上,2台主变经常因主变档位不一致而闭锁。
对于变电站的2圈变压器会出现因过负荷告警而闭锁的现象,这是目前AVC的程序存在的缺陷。
4.解决措施
对于10kV电压在A区运行的变电站,适当降低35kV和10kV电压下限值设置,防止因调节分接头造成10kV电压越限,使得电压运行在A区时可以按照3区的调节策略优先降档。
对于10kV电压越上限,调节分接头后35kV越下限的变电站,适当降低35kV电压下限设置,防止造成分接头频繁调节,影响主变的使用寿命。
对于负荷关系造成10kV电压处于C区的变电站,适当降低10kV电压下限设置,使变电站以特殊的电压区间调节,减少分接头调节次数,保证设备使用寿命,提高10kV电压合格率。
对于损耗比较大的变电站放宽电压限值,提高功率因数限值,让AVC控制策略优先考虑网损,在电网相对安全的前提下,降低有功损耗,使经济性得到体现加强状态估计的维护,及时发现不正确的开关状态和分接头位置,给AVC提供可靠的数据源。定期查看通信接口状态,消除通道的误码率,避免通道存在误码而使遥控命令无法下发造成设备闭锁。
对于并联档位不一致而闭锁的变电站,保证AVC主变关系表2台主变的分接头类型一致。
主变过负荷电流根据主变容量、AVC变压器控制表中设置的系数、主变额定电压计算得出,对于闭锁的2圈变压器需修改AVC变压器控制表中限制模式为人工输入而非自动计算,把计算出的数值填写在AVC变压器控制表中的电流上限,更新AVC模型后主变因过负荷闭锁的问题就会解除。
5 结论
电网的安全、经济、优质运行是电力系统调度运行追求的目标,结合变电站负荷变化、长线路供电等实际情况,2015年6月份通过设置特殊的电压、功率因数上下限,电压越上限率和设备投退次数均明显降低。达到电压稳定调节及设备使用寿命的平衡,提升调控人员对大电网的驾驭能力。
参考文献
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论文作者:郑营营, 马玉霜, 孔庆福
论文发表刊物:《电力设备》2016年第4期
论文发表时间:2016/6/2
标签:电压论文; 变电站论文; 哈密论文; 上限论文; 电网论文; 策略论文; 下限论文; 《电力设备》2016年第4期论文;