AVC系统在电力系统中应用探讨

吴鹤宇+邓洁+左磊

【摘 要】 电压无功优化控制（AVC）是电网安全、优质和经济运行的重要手段。本文主要介绍了电压无功优化自动控制系统在电力系统中的应用。

【关键词】 AVC 电力系统 应用

1 系统简介

随着超高电压等级、大容量和跨区电网的迅速发展，对电压稳定和电压质量提出了更高的标准和更严格的要求。目前我国电力行业对电压的控制一般是将每日分为几个典型时段，以不同的上、下限值，进行比较粗糙的人工控制。现代化工业设备和家电用品对电压质量提出了很高的要求，只有采用自动电压控制的方法才能进一步提高电压质量。

随着我国电力市场改革的深化，厂网分开后，降低电网损耗对电网公司为说变得非常重要。降低网损的重要途径是降低电网分层分区之间的无功流动，因此做好电网的无功调度工作不但可以提高电压质量，同时可以降低网络损耗。目前，电网无功调度只是根据典型的负荷数据进行离线分析计算，没有进行实时电网无功潮流计算和优化控制，因此不能及时降低电网中不合理的无功流动所带来的有功损耗。为提高电网的安全稳定水平，进一步提高电网电压质量，降低网损，减轻值班人员调整电压的劳动强度，研发电网的自动电压控制系统（AVC）显得十分必要，它为现代电网安全、优质、经济运行提供了先进的控制手段。

2 系统功能

（1）全网分级协调、分层分区控制，省地级AVC主站集中决策及协调控制。（2）具备在线闭环、开环运行两种控制方式及研究型无功电压分析功能。（3）主站软件通过基于改进遗传算法与二次线性规划算法的无功优化模块，结合动态分区电压校正的核心算法提出控制方案，使连续变量及离散变量协调控制。

3 实现目标

（1） 实施无功及电压预防控制措施，提高电网的安全稳定运行水平，防止发生电压稳定破坏事故。（2）进一步提高电网电压质量，主网考核点电压合格率达到国电电压考核的高档指标要求。（3）实现无功电压分层分区控制目标，降低主网网损，实现逆调压原则。（4）电厂机组及变电站离散设备控制安全，离散设备控制动作次数受限。（5）实现电网无功电压在线控制及智能化调度的目标。220kV及以上主网电压控制由人工调整过渡到自动闭环控制。（6）实现主网网损在线计算及统计分析。无功电压及网损专业管理过渡至基于在线控制及分析为主要手段的技术管理。通过后台无功电压的研究分析，可为全网无功补偿设备的优化配置提出决策依据。

4 经济指标

（1）提高电网安全稳定水平，控制电网的电压在合格范围内。（2）进一步提高电网的电压质量，主网电压考核点合格率达99.5%以上，日电压波动不超过5%，达到国电建设国际一流要求的电压考核高档指标。（3）降低主网网耗2%以上。（4）实现智能化调度，减轻调度运行人员的劳动强度，提高劳动效率。

5 技术特点

（1） 该系统采用集中决策、多级协调、分区控制的总体技术方案，较好地解决了局部、分散控制方案带来的局限性，既满足了分层分区的控制原则，又具有综观全网、统筹安排、多级协调的特点，通过电网科学计算、集中决策后，按照电压等级从高到低进行分层协调控制的方案在国内省级以上电网中首次大规模实践并获得成功。（2）核心软件采用改进型的遗传算法和改进型的二次规划算法达到国际先进水平，在国内省级以上电网中尚属首次。（3）该系统的自动电压无功控制装置（AVQC）具有参数自辨识功能，可以灵活地适应各种发电厂、变电站无功电压控制的需要，并具有远程控制的功能。（4）采用先进的系统集成技术，实现多级分散控制系统的集成。包括AVC主站系统与EMS系统的集成以及主站通过计算机数据网络与发电厂、变电站、地调的监控系统、DCS系统、AVR装置实现可靠的通信链接和控制。

6 适用范围

该系统到目前为止已经实现了对火电厂、水电厂、变电站、地调的闭环控制，所有AVC控制功能都有了实际运行经验，而且运行稳定，控制效果良好，并经受住了多次电网事故的考验。

该系统设计面向各级调度中心、集控中心、发电厂和变电站，适应我国五级调度管理模式和发电厂、变电站各类无功设备的控制模式，对全国网、省、地三级电网的自动电压控制具有借鉴及示范作用，并可推广应用。

7 应用实例

2009年开封公司宋城变、稻香变、金明池变、西郊变及北郊变无功电压设备首先进入闭环试运行。期间变电站由“单独控制”转为“集中控制”，电网无功由“就地补偿，就地平衡”转为“优化补偿，分层平衡”。无需人工干预，系统直接参与无功电压控制。这标志着开封公司电网无功优化控制系统（AVC）开始闭环试运行，全网电压将进入自动化调控时代。截止今年，该系统控制范围包括所有110kV及以上电压等级的变电站。通过该系统的控制降低了电网的损耗、节约了宝贵的能源、提高了电网调度的自动化程度、减轻了值班人员的劳动强度。

在实际应用过程中，要保证AVC系统的准确和稳定，首先要保证基础数据采集的准确。因此，要定期对自动化设备进行巡视和数据分析，并进行遥测精度校验和遥控、遥调返校，作好设备维护记录。针对设备运行中发现的遥测不准确、遥信不对位等问题，通知相关部门及时处理。对于调度、变电等运行部门发现的问题，制定缺陷记录，每天由专人管理并进行汇总，及时通知给相关部门处理。对自动化设备配置相应的备品备件，缩短了维修时间，从而保证自动化设备的运行指标。

8 结语

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。endprint