摘 要：電力系統(tǒng)運行管理旨在經(jīng)濟、高效、安全地供應(yīng)電能，無功電壓調(diào)節(jié)在維護電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行過程中顯得尤為重要。隨著電力系統(tǒng)自動化和數(shù)字化程度的不斷提高和完善，AVC系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。文章簡要概述了電網(wǎng)AVC系統(tǒng)工作原理、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)效益，并結(jié)合工程實際應(yīng)用過程中出現(xiàn)AVC系統(tǒng)”軟閉鎖“問題、過于依賴SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)、設(shè)備問題進行探討，有針對性地在提高AVC系統(tǒng)可靠性、集合相關(guān)工具軟件和控制通道、改進控制設(shè)備等方面提出了改進意見。

關(guān)鍵詞：AVC系統(tǒng)；應(yīng)用分析；問題探討

中圖分類號：TM711 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）33-0049-02

1 電網(wǎng)AVC系統(tǒng)概述

1.1 AVC系統(tǒng)工作原理

AVC系統(tǒng)集中監(jiān)視和分析計算全網(wǎng)無功電壓狀態(tài)，并從全局的角度出發(fā)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制分散的電網(wǎng)無功裝置。為了保障電網(wǎng)控制過程的可靠性和流暢性，減少控制命令的傳輸和系統(tǒng)維護量，AVC系統(tǒng)作為EMS的應(yīng)用子系統(tǒng)，集成了EMS平臺，包括了同一的SCADA/EMS平臺軟件和其他支持軟件系統(tǒng)，從而有利于減少工作人員維護系統(tǒng)的工作量。AVC系統(tǒng)的基本原理是與調(diào)度中心主站EMS平臺一體化設(shè)計，控制模型可以借助PAS網(wǎng)絡(luò)建模來構(gòu)建，并通過SCADA來實時采集數(shù)據(jù)，然后在線分析、計算電網(wǎng)無功電壓狀態(tài)，適時地從SCADA遠動通道進行遙調(diào)遙控命令的發(fā)布傳輸，從而實現(xiàn)更為集中地監(jiān)視、管理、優(yōu)化、控制全網(wǎng)有載調(diào)壓裝置和無功補償設(shè)備，促進了全網(wǎng)電壓無功優(yōu)化運行的控制。AVC系統(tǒng)可以通過管理區(qū)域、電壓等級、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分層等進行分層，數(shù)據(jù)庫模型對電站、監(jiān)測點、控制設(shè)備等各個層次記錄進行了定義，各層次記錄通過網(wǎng)絡(luò)建模實現(xiàn)了彼此之間的靜態(tài)關(guān)聯(lián)。

1.2 AVC系統(tǒng)功能

①全網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)。在無功功率流向合理的狀態(tài)下，當(dāng)某變電站電壓出現(xiàn)超限運行的情況，在對比分析了不同級別變電站電壓的基礎(chǔ)上，需要決定調(diào)節(jié)上級變電站還是本變電站有載分接開關(guān)，以達到多級電壓控制協(xié)調(diào)的目標(biāo)。②全網(wǎng)無功優(yōu)化。全網(wǎng)各級電壓并未超限時，為了有效的提高無功功率平衡和電功率因數(shù)，需要合理地控制管理本級電網(wǎng)內(nèi)無功功率的流向，在計算分析的基礎(chǔ)上，還可以選擇優(yōu)先投入不同變電站電容器組、同電壓等級變電站不同容量的電容器組。③安全控制。綜合采用靈敏度矩陣和潮流計算方法，完善電網(wǎng)設(shè)備動作閉鎖機制，合理地設(shè)置各個設(shè)備動作間隔時限。

1.3 AVC系統(tǒng)的效益

通過對比分析變電站投入使用AVC系統(tǒng)前后狀態(tài)，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備動作次數(shù)明顯降低、電壓合格率顯著改善、功率因數(shù)也得到了提高，帶來了一定的社會效益和經(jīng)濟效益。

①減少設(shè)備動作次數(shù)。有載調(diào)壓變壓器分接開關(guān)和電容器投切動作的次數(shù)和頻率不宜過高，AVC系統(tǒng)能夠有效地解決該問題，有利于提高了設(shè)備的壽命、減少設(shè)備維護次數(shù)、降低了工作人員的勞動強度。②提高電壓合格率?；谌W(wǎng)的角度，AVC系統(tǒng)對電網(wǎng)進行系統(tǒng)地控制，更有效提高了電壓的質(zhì)量和減少了人工干預(yù)。③轉(zhuǎn)變了電網(wǎng)調(diào)度運行管理方式。傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度更多的是依靠人工判斷、人工操作等經(jīng)驗性的模式，AVC系統(tǒng)大大地促進了電網(wǎng)調(diào)度的自動化程度的提高，有利于全網(wǎng)經(jīng)濟、高效、智能運行，同時減少不必要的人力投入。④降低了設(shè)備損耗和投資。AVC系統(tǒng)通過分層、就地平衡和調(diào)節(jié)電網(wǎng)無功功率，顯著地實現(xiàn)了全網(wǎng)的降損節(jié)能，提高了區(qū)域受電力率。同時，AVC系統(tǒng)降低了設(shè)備動作次數(shù)和故障率，系統(tǒng)運行過程中能夠及時地發(fā)現(xiàn)通道和設(shè)備遙控故障，提高了全網(wǎng)的安全性，也帶來了可觀的經(jīng)濟效益。

2 電網(wǎng)AVC系統(tǒng)的相關(guān)問題探討

2.1 AVC系統(tǒng)“軟閉鎖”

AVC系統(tǒng)“軟閉鎖”是指，當(dāng)保護信號送達到SCADA主站時，相關(guān)設(shè)備保護狀態(tài)將會被AVC系統(tǒng)啟動，該設(shè)備并沒有直接接受到系統(tǒng)的發(fā)令，這種閉鎖保護方式只是對AVC系統(tǒng)本身發(fā)揮作用，并未對設(shè)備實現(xiàn)閉鎖控制。

此外，由于通道等問題，保護信號存在被延誤的情況，主站端在一段時間后接收到，系統(tǒng)啟動閉鎖程序?qū)⑹チ藭r效性。有時還會存在保護信號漏報等情況，這將嚴(yán)重威脅到AVC系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行，設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重故障時，遠控遠調(diào)通道又缺乏實時性、可靠性，AVC系統(tǒng)還可能會帶來極為嚴(yán)重的事故。

2.2 過于依賴SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)

AVC系統(tǒng)需要依靠SCADA系統(tǒng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、發(fā)布、遙控、遙調(diào)，SCADA系統(tǒng)本身就存在一些缺陷和問題，這將會影響到AVC系統(tǒng)遙控可靠性、實時性、控制精度等方面。AVC系統(tǒng)運行過程中有時會遇到一些失真數(shù)據(jù)，AVC系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)的功能將會在一定程度上受到影響。比如電壓測量值偏小，變壓器將會接收到AVC系統(tǒng)調(diào)高檔位的指令，將會提高了電壓的實際值，帶來嚴(yán)重的安全隱患。通過SCADA系統(tǒng)來實現(xiàn)遙控、遙調(diào)，基于遙控、遙調(diào)執(zhí)行和返校成功率不高，全網(wǎng)操作時間將會變長，當(dāng)面對很大數(shù)量調(diào)節(jié)廠站時，不易實現(xiàn)負(fù)荷快速變化的目標(biāo)。

此外，在某些時間段中，電網(wǎng)常常處于高負(fù)荷運行狀態(tài)，在短時間內(nèi)將要實現(xiàn)數(shù)量較大的遙控、遙調(diào)操作，所剩的空閑系統(tǒng)資源極少，這將對SCADA系統(tǒng)形成不好的影響，同時大量信號交錯將會出現(xiàn)信號淹沒現(xiàn)象，嚴(yán)重干擾了系統(tǒng)的正常監(jiān)控功能。

2.3 相關(guān)設(shè)備存在的問題

為了構(gòu)建電網(wǎng)AVC系統(tǒng)，電網(wǎng)需要達到高度自動化程度，這將對電網(wǎng)設(shè)備提出了較高的要求。在高負(fù)荷、電壓較大波動的情況下，現(xiàn)有的油浸式110kV變壓器有載調(diào)壓分接開關(guān)將會頻繁動作，一天內(nèi)分接開關(guān)的動作次數(shù)常常超過了10次的限值要求，將會在一定程度上影響電壓的合格率?；趦r格低廉特點，通常采用電容器組作為無功補償裝置，但是會帶來可控性差、無法跟蹤無功負(fù)荷動態(tài)調(diào)整、滿足不了電網(wǎng)要求、浪費資源、影響電壓質(zhì)量和電網(wǎng)穩(wěn)定等問題。并且電容器分組常常出現(xiàn)配置容量不合理，降低了電容組的使用率。

3 改進AVC系統(tǒng)的措施

3.1 提高AVC系統(tǒng)的可靠性

VQC裝置雖然在全網(wǎng)無功優(yōu)化存在缺陷，但與AVC系統(tǒng)軟閉鎖相比較，VQC將I/O系統(tǒng)和計算分析集合于一體，閉鎖信號可以通過相應(yīng)裝置的硬接點輸入，所以VQC裝置的閉鎖具有較高的閉鎖可靠性、時效性。

3.2 集合相關(guān)工具軟件和控制通道

集合EMS系統(tǒng)于一體有利于克服AVC系統(tǒng)過度依賴SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)，可以充分結(jié)合發(fā)揮潮流計算、PAS狀態(tài)估計等在線分析工具的作用，利用PAS狀態(tài)估計完善的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，有利于促進數(shù)據(jù)精度的提高?；诳刂仆ǖ婪矫鎲栴}的考慮，可以使用獨立的專用的網(wǎng)絡(luò)通道，規(guī)避SCADA系統(tǒng)的干擾作用，實現(xiàn)快速控制的功能。

3.3 改進控制設(shè)備

針對AVC系統(tǒng)高標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備要求，逐步采用先進的電網(wǎng)設(shè)備。對于電力變壓器的有載分接開關(guān)采用真空開關(guān)技術(shù)，隔30萬次操作才需要維護一次并且沒有運行時間的限制。

先進的新技術(shù)的應(yīng)用將解決AVC系統(tǒng)受限于有載調(diào)壓動作次數(shù)的問題，確保了電壓的穩(wěn)定性。無功補償裝置建議采用具有平滑調(diào)整能力和抑制諧波放大功能的，SVQR調(diào)壓式無功自動補償裝置采用了調(diào)壓器調(diào)節(jié)電容器段電壓來改變無功補償容量，實現(xiàn)了多級精細調(diào)節(jié)補償容量，同時有效的克服了電容器組投切過程中出現(xiàn)的重燃過電壓和涌流問題。

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