桂林电网无功电压自动控制(AVC)系统建设

1、桂林电网无功电压自动控制(avc)系统建设摘要桂林电网正在逐步将需要监控人员手动调节无人 值班变电站电压和无功的控制模式改造成基于调度集控一 体化的无功电压自动控制avc ( automatic voltage control)系统。桂林电网的avc系统较好地适应了桂林地 区电网的控制和管理模式，实现了提高电压合格率和无功控 制分层分区平衡的基本目标。本文阐述了 avc系统在桂林电 网的建设思路和应用特点，分析了 avc系统的控制策略，介 绍了桂林电网建设和管理avc系统过程中发现的一些问题和 经验。关键词自动电压控制；控制策略；建设中图分类号tm761文献标识码a文章编号 1673-9671

2、- (2012) 121-0144-02电力系统的电压水平与无功状况密切相关，在线路上流 动的无功功率越大，电压的损失就越大，电网的有功功率损 耗也越大。因此，可以通过对无功功率的自动控制来实现电 压自动控制和网损的降低。自动电压控制(automatic voltage control, avc)就是一个通过控制电网的无功电 源(一般是电容器和电抗器)及变压器分接头来实现电压和 无功自动控制的系统，目前已在许多国家和地区得到应用。1桂林电网的调度监控模式及avc系统建设的必要性桂林供电局系统运行部，肩负着桂林市五城区及十二个 县共52个变电站。其中主网调度监控人员负责对9个220 kv和32个

3、110 kv无人值班变电站的监控，由于对电压和 无功的控制还采用手动调节，存在明显缺点，主要有：1） 增加了监控人员的劳动强度，易发生人为失误；2）调节不 及时，调整水平靠经验决定；3）不能从全网优化角度考虑, 只是局部的控制。所以需要建立一套avc系统，自动实现在 满足电压各种运行约束条件的同时，利用操作尽量少的无功 补偿设备，最大限度地改善电压质量，减少有功传输损耗； 实现无功分层平衡，降低变压器损耗；保证无功分区甚至就 地平衡，降低线路损耗；同时减轻监控人员的劳动强度。2桂林电网avc系统结构桂林电网avc与0pen-3000平台一体化设计，从pas网 络建模获取控制模型、从scada获

4、取实时采集数据并进行在 线分析和计算，对电网内各变电所的有载调压装置和无功补 偿设备进行集中监视、统一管理和在线控制，实现全网无功 电压优化控制闭环运行。桂林电网avc系统主要有三个模块构成（如图1）：自动 电压调整程序（avc_main）、遥控程序（d0_ctls）和报警程 序（avc_alm）。avc_main通常只运行在pas节点上，它从 scada获得电网的实时运行状态，根据分区调压原则，对电 网电压进行监视，发现电压异常时提出相应的调节措施。当 系统处于自动控制状态时，将调节措施交给scada的遥控程 序，执行变压器的升降和电容器的投切，遥控环节是电压无 功自动控制系统的关键环节，电

5、压无功自动控制系统运行是 否成功将在很大程度上决定于电网基础自动化状况。报警程 序负责显示自动调压程序提出的调压建议和遥控程序所做 的自动调压措施。3桂林电网avc控制策略根据无功平衡的局域性和分散性，avc对地区电网电压 无功分层分区控制，使其自动控制在空间上解耦。avc数据 库模型定义了厂站、电压监测点（母线）、控制设备（电容 器、变压器）等记录。基于0pen3000 体化scada/ems平 台，avc从scada中获取电网实时量测数据，从网络建模中 获取设备参数及其物理关系，并根据网络拓扑实时跟踪方式 变化，进行动态分区，以220kv枢纽变电站为中心，将整个 电网分成若干彼此间无功电压

6、电气耦合度很弱的区域电网， 然后在区域电网中，对各变电站进行全局优化协调控制，综 合区域级协调控制和变电站级九区图原理控制的优点。采用 如下控制策略：当区域内个别变电站电压需要调节时，首先 调节该变电站电压。如果区域内变电站电压都处于合格范围 内，根据区域电压质量统计结果，当该区域电压普遍偏高 （低）时，考虑启动区域调节设备（一般为电容器）进行区 域电压调节。4安全策略a vc系统的安全策略采用的是事件触发-闭锁的机制。 avc系统以scada系统发来的相关信号或量测值作为判据， 当相关信号或量测值与avc的闭锁量相符时，暂时闭锁avc。 设备闭锁逻辑是设备动作与否的前提条件，若设备闭锁逻辑

7、成立，即使avc策略成立，设备也应该被闭锁。5桂林电网avc系统建设现状桂林供电局采用南瑞科技0pen-3000自动化系统的avc 功能模块，对avc系统的建设采用了以下三种运行状态采取 循序渐进的方式实现：1）开环运行。开环运行时，按照要求设定厂站控制、 母线控制、变压器电容器控制、时段设置等参数。将厂站设 为开环状态，将被控厂站所有出现的告警和保护信号复归， 将被控对象都置为投入状态，avc对被控对象进行分析计算 给出调压建议，不下发控制指令，提示监控人员对其进行人 工操作。2）闭环接口测试。厂站开环运行一段时间，调压建议 符合现场实际，再考虑将该站接入闭环运行，投入闭环运行 之前需做闭环

8、接口测试。在数据库avc遥控关系表增加被控 对象，核对主变和电容器开关的遥控点号，将被控对象运行 模式设置为测试态。设置电压稳定误差，使母线电压人为越 限，观察系统发出的测试建议，在弹出的小窗口确认遥控点 号和控制设备是否正确，遥控预置成功以后进行人工确认操 作。3）闭环运行。闭环接口测试后将厂站电压稳定误差置 为0,将自动控制置为是，将avc遥控关系表中该厂站的记 录运行模式改为运行态，由avc软件给出控制策略，直接向 调度自动化系统的前置机发送控制指令，正式进入闭环运 行。经过以上三种运行状态对单个变电站所有主变和电容 器进行逐一测试调节到最后投入闭环运行、从110 kv变电 站到220

9、kv变电站的发展过程。通过一年多的分析和测试, 目前已有31个无人值班变电站投入avc闭环运行。6桂林avc系统建设中存在的问题目前桂林电网存在个别比较老旧的变电站，有的10 kv 侧刀闸位置没有接入遥信，只能通过人工置数等处理手段完 成调试，avc闭环投运后监控人员要在变电站巡检人员到站 内巡视时与之确认10 kv电容器两侧刀闸的遥信状态，通 过人工置数刀闸位置来完成avc的正常运行。有的变电站35 kv侧接入了小水电，当小水电上网时，倒送无功到大网，功 率因素大概在0.6到0.8之间，存在35 kv母线电压偏高, 10 kv侧投上所有电容器而母线电压仍旧偏低的情况，此时 出现既不能调档，也不能投切电容的情况，已建议将存在以 上情况的变电站主变中压侧档位调低1档。虽然avc通过设置关联scada保护信号，可检测到设备 的保护动作并自动闭锁对该设备的控制，但有个别变电站保 护信号漏报严重，或是由于通道、装置问题保护信号发出后 主站端要十几分钟才能收到，此时avc启动闭锁程序已经失 去了意义，这些隐患给avc系统的安全运行带来了潜在的危 险。7结束语avc的投入运行，桂林电网10kv母线电压合格率达到了 99. 99%,提高了 220 kv主变下关口功率因数，主网调度监 控人员调压工作量下降为原来的25. 3%o avc系统在桂林电 网的成功应用，为地区供电局电网调度由经验