摘要：随着电力系统快速发展，我国电网规模不断扩大，电网各级结构和运行方式变得日益复杂， 传统的无功电压手动调节方式已经越来越不适用于电力系统的需要，无功电压自动控制( AVC) 系统成为降低电网损耗、减轻运行人员劳动强度、改善电能质量必不可少的手段。因此，本文针对无功电压自动控制系统的基本原理进行了分析。
关键词：无功电压；自动控制系统；基本原理
一、无功电压自动控制系统概述
AVC系统是用地区电网实时的运行数据，以全电网的角度做出科学分析得出最佳的无功电压调节方面的策略。它有着诸如电网无功电压安全稳定性和电网运行的经济性以及电能质量等多方面因素，达成全电网上下级协调一体，进而提升全省电网电压质量及供电局精益化运行水平。
目前，琼海供电局采用国电南瑞科技股份有限公司开发的OPEN3000系统作为主网调度自动化系统（简称“EMS系统”），AVC系统方面采用南瑞继保电气有限公司开发的PCS-9000系统，琼海地区电网无功电压自动控制系统主要是通过利用EMS系统所采集的琼海地区主网各节点的电压、有功功率、无功功率等实时数据开展在线分析和计算，在保证电力系统安全稳定运行的前提下，采用综合优化判断方式，以满足电网网损最小，电压质量最高，主变调档次数最少以及变电站所有容抗器投退最合理的目标。最后，对于琼海电网来说，其无功电压自动优化控制这样一个目的，就是利用调度自动化系统的遥控遥调手段来达成的。
二、无功电压自动控制控制流程
AVC系统要从EMS系统获取电网模型，同时要通过EMS系统转发遥控命令，AVC系统与EMS系统之间通过点对点方式进行数据交互。EMS平台提供电网模型导出，并将电网实时数据发送给AVC系统，AVC系统利用结合电网实时数据及电网模型进行无功优化计算并把优化方案提供给EMS系统用来指导EMS系统对电网无功补偿设备及主变进行调控。AVC系统控制原理如下图3-2所示：
图3-2：AVC系统控制原理
三、与调度自动化系统通讯及数据交互
AVC系统通过FTP从主站EMS系统获取电网模型和实时采集数据，主站EMS系统为AVC系统提供电网模型XML文件和实时采集数据E格式文件，导出的XML和E格式文件应符合IEC61970-503标准。在导出文件中，数据对象资源的标识应采用统一编码，电网模型XML文件包含所有的厂站和其设备（线路、开关、主变、母线、电容器）信息，在电网模型有变化时主动发布新的XML文件，AVC通过FTP方式获取文件并导入数据库，为避免AVC系统及EMS系统模型不统一，琼海AVC系统单独设置每日上午7点自动进行一次模型同步操作；E格式文件包含当前EMS实时采集数据，AVC通过FTP方式周期（分钟级）获取量测数据并导入实时库，为避免传输数据量过大造成通道堵塞，一般设置E格式文件的发送间隔为1~3分钟。AVC系统在获取电网模型和实时采集数据后才能对数据进行分析处理，形成控制策略。
对于AVC系统来说，为保证模型的正确性，在AVC控制模型功能建立过程之中，所采用为离线方法。这样，其实时控制在建模过程之中是不受到影响的。与此同时，为了将准确性在模型以及参数方面体现出来，无论是参数的校核还是控制模型都是要配备的。
EMS系统提供发电厂、变电站设备的全遥信、遥测数据，接收AVC系统下发的厂站遥控命令。AVC系统与EMS系统通过TCP/IP通讯，采用扩展104规约。EMS系统是通讯的服务端，AVC系统是过TCP/IP通讯的客户端。具体如下：
（1）为防止误控风险，AVC系统主站必须按照104扩展规约向EMS系统发送含有测点ID以及厂站ID内容的控制指令，经EMS系统进行设备ID是否匹配及设备是否可控的验证后，下发给厂站等可控设备；
（2）EMS系统需确保收到AVC系统的遥控目标与EMS系统发出含有的遥控目标一致，为确保可追溯性，EMS系统要对接收和发出的遥控保留日志，并将指令下发结果反馈给AVC系统；
（3）AVC系统所下发控制指令的正确性由AVC系统负责。
（4）AVC系统通过104规约网络通道传输服务器运行实时参数、各个变电站的AVC遥控闭锁信号给EMS，方便监控人员及时响应并处理AVC系统各类异常信息。AVC系统与EMS系统通讯流程图如下图3-3所示
图3-3：AVC系统与EMS系统通讯流程图
四、站控级控制策略与区域控制策略
1)AVC应具备利用九区图实现站控级决策的功能，同时能对九区图里面的每一个区域控制规则实施人工的配置；
2)站控级策略应满足区域控制级下发的目标，应考虑整个电网范围相关控制约束条件。所以，在优先级方面，跟区域控制级策略相比，站级控
制策略要低于前者；
3)在借助于组合动作策略的情况下，站级控制策略是可以将单一策略过调的问题予以解决的；
4)对于依据时段配置是能够予以支持的，并能够精准调整容抗器投退及主变调档；
5)当出现电压越过上下限值的情况时，应优先对电压进行调整使其恢复正常；
6)站控级策略应制定变电站各电压等级优先级表，当出现各母线电压同时满足控制条件时，需按照规定的先后控制顺序调整。
区域控制级策略与站控级策略不同，其是以整个控制区域的角度全局考虑各项约束条件，然后下发目标指令用以协调区域内各厂站的控制，合理规划设备控制的次数。与此同时，这样的几个目的就能够达成：其一为无功就地平衡；其二为每一级的母线电压合格；其三为关口功率因数的成功。这样，区域控制级的策略，就应该做到对于这样的一些要求的满足：
1)就区域的控制级策略而言，要应遵循从低压向高压无功逐级就地平衡，再由高压向低压开展电压调节的原则，还可针对区域控制规则进行单独定制；
2)对于区域内容抗器来说，区域控制级策略可以实现上下级变电站变压器调档和控制策略的配合来产生将其投退的次数减少目的；
3)对于一些策略过调问题，借助于一系列动作策略，区域控制级的策略是能够予以有效处理的；
4)区域控制级策略应在满足模型参数准确性、量测精度、调度员潮流的指标要求下，应该选用优化潮流算法的区域控制目标；
5)区域控制的作用对象应独立于别的正常的区域。而对于其产生影响则是不应该的；
6)对于策略的计算，要通过应对控制策略的制定，达到对失败进行有效控制之目的。
参考文献：
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姓名：罗杰，年龄：1987.1.1，性别：男，籍贯：海南省琼海市，民族：汉族，学历：大学本科，职称：工程师，职务：琼海供电局自动化安全防护专责，究方向：调度自动化。
论文作者:罗杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/26
标签：系统论文; 电网论文; 电压论文; 策略论文; 琼海论文; 区域论文; 模型论文; 《基层建设》2018年第35期论文;