摘要：随着电网规模的不断扩大，传统的电力调度模式已经不适应当下电网的发展要求。将AVC系统应用在电力调度系统中，能够根据电网等级自动调节电力运行参数，从而降低电网无功功率的损耗，降低电力调度人员的工作强度。阐述了AVC系统的结构和工作原理，并分析了现有AVC系统存在的问题，探究智能AVC系统在电网调度中的应用。
关键词；电力系统；AVC系统；电力调度；应用分析
随着电力工业的迅速发展，电网规模的不断扩大，电力系统的安全、经济运行已成为电力生产的重大课题。在保证电力系统安全运行的前提下，必须不断采用新技术来提高电能质量、降低网络元件中的电能损耗，从而获得满足安全运行条件下的最大经济性和最好的电能质量。其中电网的自动电压控制及无功优化（简称AVC）就是电力生产中提高电能质量、降低网损和监测电网安全运行水平的重要手段。
一、AVC系统简介
AVC系统也即智能化无功电压控制系统，它是基于能量管理系统一一EMS之上，对智能电网实施实时运行状态下的数据控制，并提出最佳的无功电压调整方案，自动下达给各个子站点，在连续而闭环的状态下实现对电压的控制与调节，实现了在线生成、实时下发、闭环控制一体化控制。这一自动化系统是高智能的自动化软件应用，科学而合理地进行闭环控制与优化，为各个区域站点的无功电压稳定运行奠定了重要的技术基础。
1）AVC系统的工作原理。
AVC系统的运行要借助调度中心主站EMS平台，从SCADA采集数据后，再根据无功电压的状态分析计算后，就可利用SCADA的通道进行遥控，从而实现无功电压优化闭环控制。由于AVC系统与EMS平台是一体的，所以系统能自动建立临控点，还可自动验证。此外，可根据电压和管理对系统分层化区，也可依据电网结构来划分。
2）AVC系统主要功能
①降低电网损耗，通过分析电压和灵敏度等，控制设备选择，优化电网损耗，保证了电压质量，提高了电网运行的经济性。②优化全网电压，系统可根据电压是否越限，自动分析变电站的相关电压，自动投切调节电压。③优化无功电压，通过控制无功功率的流向实现无功功率分层平衡。
3）AVC系统的控制流程。
首先是数据的采集。然后分析数据中的母线电压，如有异常要进行相应处理；还要检查功率因数是否越限，如果有就要进行整个电网的优化分析。接着以电压和功率为前提，实现无功分层平衡、电压稳定、电容器投切合理、电网损耗最小等一系列目标，实现电压无功优化控制。
二、AVC系统在电力调度应用中的问题分析
1）AVC系统的缺陷。系统基础条件不牢固，对于SCADA系统的数据过于依赖，由于SCADA系统本身就存在很多问题，所以AVC系统控制、遥控等方面存在问题，可能造成电网安全隐患。运行中的错误数据可能会诱发系统将变压器档位调高，使实际电压偏高，引发事故。SCADA系统遥控及执行成功率过低会使得AVC系统操作时间过长，不能满足负荷变化的要求，如果电荷变化过于集中，遥控等操作会占用系统资源，影响SCADA系统的正常运行。另外，虽然AVC系统实现了全网的优化，但依旧缺乏对电网运行方式变化的智能化应对能力，所以工作人员的及时维护还是非常有必要的，其缺陷主要有如下体现：①调档次数用完，有载调压出现开关故障；②闭锁运行不合理，测量变化识别无法进行；③主变故障使得系统不能依据功率的变化做出及时的预警提示。
2）输出电压不合格。可能是电压预判不准确使得校正模式与无功优化模式发生冲突，电容器循环动作，导致母线电压越限；区域电压控制模式时，投切220kV变电站电容器调节其他10kV母线电压可造成预判不准。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆也可能是变压器的问题，系统对电网设备要求很高，无载调压变压器已经不适用；三圈变压器在110kV变电站中电荷未合理分配时，动作次数会变大，目的是为了保证35kV和10kV侧电压的合格；还有一种是油浸式110kV变压器，动作次数可以控制，但是由于负荷或电压异常可使分接开关动作次数越限，影响电压质量。后台未设置电压越限警告再加上人工调节不及时，也会导致输出电压不合格。
3）系统的闭锁问题。系统对设备的的可靠封锁是通过引入保护信号来实现的，但增设闭锁可能造成其他正常设备闭锁，影响系统正常运行。而且这种方式并不是直接对控制设备进行闭锁，所以有时可能无法防止设备事故。例如，变压器主变分接头出现滑档，必须马上将载调压控制器动作闭锁，但AVC系统只能做到不再发调档令，不能避免滑档的发生。再加上遥控达不到要求，急停功能难以发挥作用，造成变压器安全隐患。还有的情况是是保护信号发出后，被通道等延误，导致启动闭锁失效；保护信号还可能泄漏，给系统的安全运行带来隐患，甚至导致严重后果。有载调压变压器的严重调档就是一大安全隐患，能引起有载调压轻瓦斯动作，但因为远道等因素使得有载调压得不到及时的闭锁。
三、针对应用中的问题对AVC系统的优化策略
1）实行三级控制模式。防止无功的大范围流动，造成振荡不稳。一级电压控制要注意的是有载分接头开关，要在电压变化较大的220kV及以上配置，110kV以下至少有一级变压器配置。为防止电压崩溃，在波动较大时要在系统枢纽点设置二级电压控制。VQC即电压无功综合控制装置，为防止电压的摆动要调节死区，为解决变电站电容器同时投运时所带来的电压摆动问题，要保证死区上限有足够的宽度；为使母线电压在正常范围内，要保证死区下限靠近基准值。三级电压控制属于预防性控制，位于系统调度中心。对于VQC可以考虑采用可以自动调节的电容器组。影响稳定的一个重要因素就是功率因数能否控制死区。
2）变电站在分散控制模式下应注意的问题。首先，母线电压是经常变动的，所以枢点电压允许一定的偏移，要保证变电站低压侧母线电压在二次侧电压的范围内。其次，为使系统无功分层平衡，通过变压器的无功功率减少要保证主变高压侧无功功率在正常范围内。最后，减少有载分接头动作次数，防止变压器故障。
3）获取正确的数据。AVC与EMS是一体化设计，系统直接采集SCADA的数据。首先构造网络模型并进行验证，对母线电压，控制设备等进行监测记录并过滤异常数据，然后采取质量检验、制定备用测点、校正电压量测误差等策略对数据进行处理。
4）针对系统闭锁问题。为避免主网电压崩溃，在220kV电压过低时要闭锁调节220kV的主变分接头，然而对于110kV及35kV的变电站则禁止上调分接头，尽量增加电容器。为避免引起闭锁，还要考虑被控设备的电气属性。设备电气属性在检修状态时，读取相应参数并对设备实行闭锁；设备电气属性在备用状态时，要根据开关的状态进行网络拓补，并判断设备是处在热备用还是冷备用状态。对于热备用状态设备可在线控制，命令的下发是由设备控制周期和控制命令周期决定的，可以防止控制不当，控制命令周期不是一成不变的，依据命令执行状态自动改变，最高限值为5min；冷备用设备可自动闭锁。还有要注意的是，当设备动作次数达到限值后，要自动闭锁相应设备并警告提示，避免造成设备的损坏。
结束语
通过对AVC系统在电力调度中的应用分析，使得今后人们对此结构有了更加深入的了解。这种系统不但能够增加系统运行的稳定性，而且还能降低传输功率损耗系数，使电网系统的运行更加完善。在实际应用中要结合实际，抓住系统在电力调度应用中的关键问题，并采用适用的控制策略，加大维护力度，不断提高AVC系统的应用水平。
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论文作者:贾玉良
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：电压论文; 系统论文; 电网论文; 电力论文; 变压器论文; 设备论文; 母线论文; 《电力设备》2018年第31期论文;