（天津市电力公司 天津市 300000）
摘要：经济的快速发展使用户对电压质量的越来越高，传统的人为判断手动投切容抗，调主变分头的方法已远远不能适应电网发展的要求。电压无功优化自动控制系统（AVC）应运而生。
关键词：AVC；电压调整
一、系统背景
电网的安全、经济、优质运行是电力系统调度与控制所追求的目标，其中无功电压方面的控制至关重要。旧有措施是各变电站按照方式下发的电压曲线手动调节，随着“集控+基地运维”模式的开展，大量无人站电压无功调整任务落到监控员身上。由此带来操作员工作量大、调整不及时、设备轮换率和电压质量不高、每人操作尺度不一等问题。随着电网技术的发展，AVC系统得到了迅速推广。
二、AVC系统介绍
AVC是自动电压控制（Automatic Voltage Control）的简称，是利用计算机和通信技术，对电网中的无功资源以及调压设备进行自动控制，以达到保证电网安全、优质及经济运行的目的。
本地区AVC系统基于OPEN3000调度自动化平台设计，从PAS网络建模获取控制模型、从SCADA获取实时采集数据并进行在线分析和计算，对电网内各变电站的有载调压装置和无功补偿设备进行集中监视、统一管理和在线控制，实现全网无功电压优化控制的闭环运行。
1. 系统构成
AVC系统主要由三个模块构成：自动电压调整程序（AVC_MAIN）、遥控程序（DO_CTLS）和报警程序（AVC_ALM）。AVC_MAIN通常只运行在PAS节点上，它从SCADA获得电网的实时运行状态，根据分区调压原则对电网电压进行监视，发现电压异常时提出相应的调节措施。当系统处于自动控制状态时，将调节措施交给SCADA的遥控程序，执行变压器的升降和电容器的投切，遥控环节是电压无功自动控制系统的关键环节，电压无功自动控制系统运行是否成功将在很大程度上决定于电网基础自动化状况。报警程序负责显示自动调压程序提出的调压建议和遥控程序所做的自动调压措施。
2. 控制模式
220kV电网按照AVC系统判断和控制范围划分为三级电压控制模式：
（1）市调远方模式
基于整个220kV电网电压无功优化计算，根据目前全网无功的分布，综合考虑电厂、变电站和地调关口的无功出力和备用情况，在考虑电压合格、潮流不越限等安全约束的条件下，以网损最小为优化目标进行优化计算，给出全网最优的无功电压优化目标值。
（2）地区控制模式
基于本地区220kV电网电压无功优化计算，控制受控站电容器、电抗器投切，主变有载分头调整，实现本区域内最优潮流和无功电压优化。
依据地理划分为市区和近郊区就地控制模式。并作为市调AVC系统异常或通道中断的备用方式。当与市调的AVC通道中断时，15分钟后会自动投切到地区控制模式。
（3）变电站控制模式
由于AVC系统故障或调压、无功设备故障、AVC通道异常等导致AVC系统不能正确动作时，需将本站AVC退出，按照下发的电压曲线进行人为干预。
3. 功能设置
AVC系统与OPEN3000系统一体化设计，采用统一人机交互界面风格。具备闭锁信号查询、母线时段设置、设备动作次数查询、变压器响应、电容器响应、命令查询、告警信息等功能。
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三、AVC应用中问题及分析
1.过度依赖SCADA系统提供的数据
当变电站与监控系统的通道（101、104通道）全部中断时，受控站母线无功电压值和设备状态不能被实时采集计算，下达的遥控命令也不能及时传到受控设备，将影响AVC控制策略的遥控执行。
2.市调与地区就地模式侧重不同
正常情况下AVC系统采用市调模式，侧重于220kV主网电压水平和主网层面无功流动最小。而地区模式则是综合考虑本地电压无功，实现无功的就地平衡。相对而言市调模式为粗调，地区模式为细调。当切换到地区就地模式时，由于控制精细，设备动作频繁，极易造成设备动作次数越限。
3.容抗器动作频繁
由于部分变电站负荷受企业生产规律、气候变化等因素影响导致电压波动大， AVC频繁下发指令。部分容抗器由于安装工艺不过关或者设备内部元件频繁动作出现异常，经常会发生串抗器过热，开关柜二次插件中的金属针位置发生偏移，合闸、跳闸线圈烧毁等等，极易造成开关拒动。
4.AVC系统母线电压限值设定不合理
AVC调节命令有一定的延时性（一般五分钟下发一次指令），当负荷变动较大时，极易与各级母线电压监视限值、容抗器过压或欠压保护定值相冲突。
5.设备操作失败和拒动
对同一设备连续发两次命令，均操作失败时，就会拒动闭锁该间隔设备。
首先检查站端设备是否正常。若主站与站端设备、通道均无异常，则有可能是因为AVC系统和PAS系统采用的是FTP传输系统（文件传输的时间单位为分钟），这就会造成同一分钟内的多个命令重叠而形成一定的延时，从而引起AVC系统的操作失误，甚至是命令的丢失，造成操作失败。在现实的系统中电压限制按峰谷时段设置，往往在同一时刻下发大量调压命令，造成命令延迟或丢失。这样还会导致同一时刻大量AVC命令和控制信息涌上实时告警窗，干扰正常的监视工作。
6.主变分接头滑档
变压器档位上送采用8421码，调节时可能因某电平未清零而产生滑档，档位变化过程出现中短暂出现“0”档，导致AVC系统判分接头滑档闭锁。
AVC系统还采取电压差来判断是否滑档。有些站电容器投切后，会导致母线电压变化量大于判定值，误报出滑档。若真的出现滑档，AVC系统不再下发调节分头的命令。
7.系统误报信息
系统不太稳定，总是误报出诸如“手工操作”、“主变高档位越限”等信息，闭锁设备AVC。
四、改进建议
1.结合当地负荷情况及设备投入率，合理设置设备动作次数限制。
2.严把设备质量和安装工艺，加强无功设备和远动装置的巡视维护，发现问题及时处理。
3.合理设置AVC系统各母线电压时段和限值，与负荷波动、保护定值相匹配。
4.通过系统升级等措施降低系统误发信息率，提高系统稳定性。
5.优化判断主变滑档判据，引入控制量断开调档操作电源，滑档时可靠急停。
五、结束语
电力系统及电力企业管理运行的基本目标是安全、优质、经济地向用户提供电能，而电压是电能质量重要指标，无功是电网经济运行的指标。为了提高电网的电能质量，进一步减轻调度员和监控员的劳动强度，拓展电网调度自动化系统SCADA／EMS的应用范围，我们将进一步加大对AVC系统的研究和推进，使其更好地为电网服务。
参考文献：
[1]汤磊、李小江等，天津电网自动电压控制系统技术报告，2010.12
[2]腾晓辉、冯尚庆、朱建胜，地区电网AVC系统应用分析及改进意见，2011.4
[3]邓文韬，电压无功自动控制（AVC）系统在智能电网中的应用，2011.9
[4]张金玉，倪国强，李伟杰，陈 刚，AVC系统在嘉兴220 kV电网的应用，2012.2
论文作者:毕秀书
论文发表刊物:《河南电力》2018年3期
论文发表时间:2018/6/28
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