关键词：无功电压；管理；问题；措施
0、引言
电压是衡量电能质量的一项重要指标，但是在电力系统的运行中，用电负荷和系统运行方式是经常变化的，由此引起电压发生变化，导致电压偏移。电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡，系统无功供给不足，会降低运行电压水平和增加网损；若系统无功供给过剩，则会提高系统运行电压，影响设备使用寿命和系统的安全稳定性，使系统输送容量降低。系统中各种无功电源的无功功率输出应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求。
1、AVC系统原理及控制模式
怀化电网AVC系统基于南瑞科技OPEN3000平台，可方便地共享SCADA/EMS的实时数据信息和PAS网络拓扑结构，通过采集母线电压、线路潮流、开关、刀闸等实时信息，对全网电压、无功进行综合分析和计算。以各节点电压合格率、关口功率因数为约束条件，进行在线电压无功优化控制，达到主变分接开关调节次数最少、电容器投切最合理、电压合格率最高和输电网损率最小的目的。其中电压上下限和功率因数上下限可分时段设置或以计划曲线的方式给出，系统自动根据负荷水平实现电网的逆调压运行。
怀化地区电网无功/电压优化控制系统具有两种控制模式：优化控制模式和分区控制模式。
全网优化控制模式下，主要功能有电压校正控制、功率因数校正控制、网损优化控制。三个主要功能的优先级可根据实际情况设置。该模式下实时自动接收省调主站的无功指令，并根据无功指令和相应控制策略制定调压控制方案，在调度中心完成电容器投切和变压器分接头升降等遥控、遥调操作。
当电网部分遥信、遥测数据出现问题使优化计算不能完成时，系统自动切换运行方式为基于规则的分区控制模式。这种运行模式下，系统可以根据设定的电压、功率因数限值进行变电站级别的无功、电压控制，保证系统的连续稳定运行。在该模式下可根据自定义的控制规则实现对厂站功率因数或全网功率因数以及电压的控制。
2、电网AVC系统主要存在的问题
在供电企业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。
2.1 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。
2.2 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10kV母线电压越限。
2.3 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10.2～10.6 kV，负荷低谷期为10.1～10.5kV 。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。
2.4 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、 改进电网AVC系统问题的措施
3.1 提高AVC系统的可靠性
VQC装置虽然在全网无功优化存在缺陷，但与AVC系统软闭锁相比较，VQC将I/O系统和计算分析集合于一体，闭锁信号可以通过相应装置的硬接点输入，所以VQC装置的闭锁具有较高的闭锁可靠性、时效性。
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3.2 集合相关工具软件和控制通道
集合EMS系统于一体有利于克服AVC系统过度依赖SCADA系统数据，可以充分结合发挥潮流计算、PAS状态估计等在线分析工具的作用，利用PAS状态估计完善的基础数据，有利于促进数据精度的提高。基于控制通道方面问题的考虑，可以使用独立的专用的网络通道，规避SCADA系统的干扰作用，实现快速控制的功能。
3.3 改进控制设备
针对AVC系统高标准的设备要求，逐步采用先进的电网设备。对于电力变压器的有载分接开关采用真空开关技术，隔30万次操作才需要维护一次并且没有运行时间的限制。
3.4 增加状态估计异常告警
当外网等值数据、内网数据错误导致状态估计运算不收敛、模块停止计算时;当合格率数据在10分钟内(可根据情况设置)不变化时;在这些情况下，需在AVC系统程序中增加判别条件，使AVC系统自动开环运行并发出告警信号，提醒及时维护状态估计模块，保证其能正常运行。AVC系统中设置的参数、安全策略应独立于高级应用的其他参数设置，当状态估计模块运行异常退出运行时，参数应仍然有效。
3.5及时关闭数据库联接
关于修改AVC参数后只改到界面上却写库失败问题，经检查分析发现属于系统运行中打开数据库联接过多，而程序未考虑及时关闭，使得数据阻塞，不能更新到数据库。因此应在软件中修改数据库读写机制，在写库完毕后，及时关闭数据库联接，避免此类问题的发生。即使参数修改不成功，也不能自动默认限值参数而是显示为空值。这样，当参数不完全时，系统自动将该变电站退出，并发出“参数不完全告警”，提示维护人员注意。
3.6外网等值错误自动排除功能
搜集最新的与本电网有联系的外网结构模型及数据，需要重新确定更精确的模型。AVC系统当外网数据错误时，应能自动判断并将外网排除后，保证内网正常运算并发出告警。确保状态估计模块的正常运行。
3.7实现无功补偿设备的设备轮流切换
在AVC系统中加入操作次数判别，对电容器控制方式作适当调整，可以实现同一电气岛中相同容量无功补偿设备的设备轮流切换，以解决电容器频繁投切这一问题，大大提高这类设备的使用寿命。
3.8推出方案间隔时间设置为可调节
对于遥测、遥信变化上送慢的问题，在系统中可将闭环控制同一设备推出方案间隔设置为可调节(一般情况下，AVC系统中设备操作连续三次失败，将被禁用)。由用户根据实际情况确定下一次方案的间隔时间，防止因数据刷新慢，使AVC 误以为操作失败继续出方案而导致过调。
3.9合理配置电容器的容量
目前怀化地区电网部分电容器组容量较大，灵敏度分析结果表明，电容器投切后容易出现无功过补和无功缺失。这也是造成个别电容器不动作而其它容量较小的电容器频繁投切的一个原因。如母线上配置两组容量不同的电容器或电容器分组运行。根据现场投入组数的实际容量情况，人工修改容量参数，由系统控制投切，会取得更好的效果。
3.10大量采用有载调压设备可以在不同的负荷情况下合理地调整电网的运行电压
提高电网电压水平，主要是搞好全网的无功平衡工作，其中包括提高发电机端口电压，提高用户功率因数，采用无功补偿装置等。在无功平衡的前提下调整变压器的分接头。在10kV配电网中，由于空载损耗约占总损耗的50%～80%，特别是在深夜时，因负荷低，则空载损耗的比例更大，所以应根据用户对电压偏移的要求，适当降低电压运行。对于低压电网其空载损耗很少，宜提高运行电压。
4、结束语
电网AVC系统能完成控制方案的在线生成、实时下发、自动控制，实现无功电压的整套分析、决策、控制和实时追踪，降低运行人员电压调控工作量，进一步优化电网无功潮流分布，集中解决电网当前和未来面临的电压问题，对电网无功电压优化控制，有效提升电压精益化管控水平起到积极的推动作用。
参考文献：
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【3】乔险峰,单汝涛,王飞. 电网无功电压管理存在的问题与解决措施[J]. 低碳世界,2016,(19):114-115
论文作者:米仁佳
论文发表刊物:《中国电业》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/18
标签：电压论文; 系统论文; 电网论文; 电容器论文; 功率因数论文; 设备论文; 数据论文; 《中国电业》2019年第14期论文;