AVC系统在电力调度自动化系统中的应用

(国网湖南省电力有限公司新邵县供电分公司 湖南 新邵 422900)

一、引言

作为电力运行质量的重要参数指标，电压的稳定性与否，关系着整个电网的安全运行。传统的人工调节控制方式，势必导致电压在传输过程中，出现一定的无功功率损耗，导致供电存在不足，给电网的供电质量带来不利的影响。AVC系统的应用，可以根据电网的实时运行状态，确保电压始终处于最佳状态，降低了电网的功率损耗。因此，研究分析AVC系统在电力调度自动化系统中的应用具有重要的现实意义。

二、AVC 系统概述

(一)AVC 系统工作原理。电网自动电压控制系统(AVC系统)是一个处于动态变化的，闭环的控制系统。它利用调度自动化系统，实现了对电网中各节点实时数据信息的采集，然后对采集到的数据汇总、分析和处理，并结合电网中不同节点的电压、关口功率等参数，站在整个电网的角度实现对电压无功功率的调节，已达到减少主变分接开关会对该电网节点的调节作用，降低了电压电容器的投切次数，有效的降低了输电线路的损耗。

(二)AVC 控制系统结构。组成AVC控制系统的结构有三级，三级结构具体体现如下：

(1)一级控制结构：主要由厂站侧AVC 控制装置组成，它不仅可以根据电力调度的要求值进行电压控制，而且还能依据逆调压原则自动的制定母线电压计划，从而达到对电网的电压进行校正和控制的目的，维持了电网在无功功率状态下处于平衡。

(2)二级控制结构：主要是地区系统构建而成，位于各地区的AVC子系统，根据上一级调度中心的指令要求，包括母线电压的调节值、功率考核指标、并联补偿装置等，实现对无功电压的控制。从而使得电网中的无功补偿功率负荷电网电压正常运行的要求。

(3)三级控制结构：主要是省网调度中心构建而成，它站在整个电网的角度，结合当前电网的实际情况，对电厂高压母线电压、变电站变压器分接头以及并联无功补偿装置的投切状态进行计算，并调节优化。此外，三级控制结构还会将相关的指标调度指令，利用通信系统下发到电厂执行。

三、AVC系统在电力调度自动化系统中应用实例分析

某市电网系统，共计拥有变电站56座，为了确保电网系统的安全稳定运行，本变电站引入了OPEN3000系统实现对整个电网设备的远程监控，同时采用手动调节的方式对电压进行调节。但是在实际运行过程中，还存在以下问题：

(1)相关电网工作人员需要对监控系统进行实时监控，但监控信息量较为庞大。 此外，电网工作人员不仅需要配合电气设备的检修工作，而且需要对每日出现变化的电压进行逐条检查，工作强度较大且很容易发生失误，影响电网系统的稳定运行。

(2)在对本市电网系统运行监控过程中，上报的主站信息较多，导致电压即便出现了异常，也只是发出异常警告，导致相关监控人员无法对异常电压进行及时的调节，给电网系统的安全运行埋下了隐患。

(3)在对电网的电压进行调节的过程中，相关管理人员大多凭借过往的工作经验进行调节，缺乏电压调节的科学性分析和判断。

(4)在对电压调节的过程中，无法站在全网的角度对电网进行优化，只能对电网的局部电压进行调节和控制，并不能真正的实现避免无功功率损耗的问题。

为了解决以上问题，本工程计划在电力调度自动化系统中引入AVC系统，提高系统电压的自动调节控制能力，降低相关管理人员的工作量，保障本市电网的供电质量。

四、系统主要功能及控制模式

通过AVC系统的应用，在保障了电网安全稳定运行的基础上，实现了对母线电压和变电站关口功率因数的控制，降低了电网系统的无功传输，避免了电网产生损耗。本市引入的AVC系统主要具有以下两种控制模式：

(一)地调AVC区域就地控制模式。基于该种模式下，电力调度自动化系统不仅可以对区域内的母线电压越限进行调整，而且还能实现对无功电压和200kV母线电压的调整控制。其主要工作原理是：当系统检查到母线电压出现越限问题之后，会根据具体的电压越限情况以及站内的无功值，对电容器的投切、变压器档位的升降进行调节，从而达到实现电网自动化调度的目的。此外，在电网调节完成之后，AVC系统会将变电站所对应的遥控成功信号发送到告警窗口，以提醒相关的工作人员。

(二)省地调协调控制模式。首先利用省调电网的AVC系统行，对发电厂的发电机组的无功功率进行调节控制，并结合地调AVC区域的控制系统，确保220kV及以上变电站的母线电压处于正常范围内。通过省地调AVC系统的协调控制作用，可以实现对发电厂发电机组的无功处理进行科学合理的分配，并降低不同地区不同电压等级之间的无功传输损耗，降低本市电网的损耗，提升电力系统的经济效益。

(三)系统建设的优点。本市电网的电力调度自动化系统，引入了AVC系统和SCADA系统，两者搭建的软件支撑平台，首先通过PAS网络建模对本市电网进行了模型建立，并借助SCADA系统所获得的电网实时数据，然后根据在线分析计算所得的结果，对本市电网当中的变电站(无功补偿装置、变压器等设备)进行监控、管理和控制，达到了AVC系统的优化控制以及闭环运行目的。自从本市应用AVC系统以来，有效的提升了电网监控的水平，具体优点如下所示：

(1)通过PAS网络所建立的电网模型，以及SCADA技术所建立的变电站接线图，有效的提升了电网工作人员的工作效率，减轻了其电网维护工作的工作量。

(2)利用SCADA技术对电网的遥测、遥信数据进行实时的采集、分析和处理，有效的避免了错误信息对AVC系统的干扰。

(3)在进行数据库配置过程中，充分结合了当前电气设备的运行状况，限制了设备在单位时间内的动作次数，避免了设备因为频繁动作而产生损坏。

(4)系统在运行过程中，采用开环和闭环两种方式。并在系统正式运行之前，采用人工的方式对系统的运行进行干扰，检查变电站无功补偿装置和有载调压装置是否按照系统设计的要求进行动作，在确保了系统处于安全、稳定状态下运行之后，再进行闭环运行。

五、结束语

综上所述，为了满足各行各业日益增长的电力需求，电力系统的安全稳定运行至关重要。传统的电力调度方式不仅工作效率差较低，而且稳定性较差，已经无法满足电力系统的需要。本文通过对AVC系统在电力调度自动化系统中的应用实例分析，说明了AVC系统不仅可以降低相关电力工作人员的工作量，而且还能实现对电网的有效调度控制，保障了电网运行的稳定性和安全性，提升了电力企业的经济效益，推动了电力企业的可持续发展。