安徽电网自动电压控制系统介绍

安徽电力调度通信中心

2005年5月

安徽电网自动电压控制系统

介绍介绍内容一、电网电压控制目的二、国内外电压控制方式现状三、安徽电网自动电压控制系 统技术方案四、系统运行简介第一部分电网电压控制目的一、大电网电压控制目的1、保证电网和发电机组稳定运行2、保证电力设备安全运行3、保证用户电能电压质量合格4、减少电网有功损耗二、高压交流输电线有功静态稳定极 限

线路输电静态稳定极限PmaxPmax=（U1*U2）/ZU1---送端电压U2---

受端电压Z–线路阻抗三、电力系统有功损耗

输电损耗PP=R*（P2+Q2）/U2

R--线路电阻P-–线路传输有功功率Q—线路传输无功功率U–电压当Q=0时，达到经济压差状态第二部分国内外电压控制方法现状一、电压控制的传统方法

1、事先给定电压允许范围2、制定无功设备运行计划3、运行人员密切监视4、手动调整二、传统方法方法的缺点

1、离线的电压曲线不能反映电网实际情况2、人工调节劳动强度大，电压波动大，也不科学3、厂站之间没有协调，电网运行不经济三、无功电压优化计算的难点

1、电力系统无功电压具有复杂性、非线性、不精确性及实时性特点2、无功优化问题是一个多目标、多变量、多约束的混合非线性规划问题

3、传统数学模型难以精确描述无功电压特性4、计算所依赖基础数据的准确性难以可靠保证

四、无功电压优化运行的一般原则1、在留足事故紧急备用的前提下，尽可使系统中的各点电压运行于允许的高水平；2、无功功率尽量做到分区分层平衡。五、无功电压调节的分类

1、一次调节毫秒—秒

发电机组AVR自动调节，快速响应系统电压变化（类似一次调频）；2、二次调节数十秒—5分钟由发电机组吸收和发出的无功功率，使区域内电压合格（类似AGC）；

3、三次调节10分钟—15分钟系统电压和无功分布全面协调，控制发电机、电容器、电抗器和变压器分接头，使电网在安全和经济状态下运行（类似经济调度）。六、国内外无功电压调节现状

1、绝大部分电网处于手动调节状态，维持电压 合格2、法国、意大利电网上个世纪八九十年代逐步在高压输电网实现了基于手动分区的电压二次自动控制（SVC)。

3、2000年以来，法国、意大利电网完善SVC,推出CSVC

4、2000年以来，国内开始研究无功电压自动控制，主要应用在配电网，03年开始有高压输电网进行电压二次控制试点。七、安徽电网电压调整存在问题1、坑口电厂集中，电厂之间无功协调困难；2、厂站只注重母线电压控制，无功窜动大；3、电容（抗）器投切不能合理协调。洛河电厂无功人工控制存在问题电抗器人工投切存在问题第三部分安徽电网自动电压控制系统技术方案一、多智能体技术应用于电网电压自动控制系统总体考虑电力系统中的电压控制器是按地域分散配置的，发电机自动电压调节器(AVR)、无功电容器、低压电抗器、变压器分头以及其它控制器作为执行Agent，各Agent一方面根据自身的环境信息(如电压、有功、无功等)自主完成其特定的调节任务，另一方面可接受其他Agent的任务请求和反馈任务执行信息，整个多Agent系统共同的目标是维持区域内的电压水平和无功平衡，从而较好地解决电压协调控制问题。二、基于多智能体技术协调控制安徽电网自动电压控制系统（AVC)总体方案安徽主网AVC系统（上级智能体系统）通过协调控制发电机组无功功率和电抗器，结合地区供电公司电网AVC控制系统（下级智能体系统），以实现系统稳定运行、全网厂站母线电压在合格范围内，合理协调大机组无功出力分配，同时尽可能使无功就地平衡，减少网损。

三、智能体学习和协调控制过程

动态分区学习：基于电力系统电压灵敏度和电气距离有很强相关性特点，根据电网实时状态，各控制决策智能体自动学习分区。四、电压协调控制算法

（1）当某个智能体检测自己电压越限，若自身执行智能体有调节能力，则进行调节，否则向邻近的有关核心智能体发请求，相关核心智能体根据自己的能力和已有的信息进行响应，再由发起请求智能体进行确认。

（2）核心智能体根据请求智能体的确认数量进行调节前，先发公告，检查是否有其它智能有疑义（防止引起其它智能体电压越限），调节起始和结束后发公告，各相关智能体根据调节前后电压变化学习该核心智能体对自身母线无功/电压无功灵敏度。

四、电压协调控制算法

（3）若较近的核心智能体没有响应或没有能力，则依次向较远的核心智能体发请求，等待响应。

（4）若所有邻近核心智能体都不响应，则对下级AVC系统发请求电压紧急控制（牺牲无功平衡）。

五、无功分层分区平衡协调算法

4、电厂根据确认信息进行调整有关无功设备的无功出力；1、当变电站确定自身不能维持无功就地平衡时，向电厂发无功供给请求；2、电厂根据自身能力发响应，包括无功数量及价格；3、变电站根据电厂的响应以及自己到电厂的距离，计算需购买的无功数量，再发确认信息；

六、机组无功控制策略1、首先保证机端电压满足机组厂用电要求2、保证机组无功出力满足P-Q曲线要求3、保证电厂内机组无功分配均衡

发电机组控制环示意图

七、和供电局AVC协调策略

3、普通智能体对地调AVC下发每台220KV主变无功目标指令2、计算变电所220KV主变无功负荷期望值，尽量使220KV线路无功流动满足经济压差

4、地调AVC控制主变所带电网的电容器和变压器分接头调整在不违反约束的条件下满足上级要求

1

、地调AVC要将每台220KV主变所属电网可投/切电容器容量上传上级

八、安徽电网AVC系统构成机组励磁系统（AVR）一次调节省调AVC系统发电机无功调节装置二次调节

地调AVC

系统电容器投退、主变分接头调节500kV变电站监控系统电抗器投退三次调节31台机组73个220KV变电所以及其所供压地区电网四个厂站的21台电抗器第四部分系统运行简介一、系统运行界面简介一、系统运行界面简介一、系统运行界面简介二、控制效果分析（电压曲线）二、控制效果分析（投AVC电厂母线电压曲线）二、控制效果分析（非AVC运行电厂母线电压曲线）二、控制效果分析（洛河电厂无功协调前）二、控制效果分析（洛河电厂无功协调后）二、控制效果分析（铜陵电厂AVC退出后）二、控制效果分析（铜陵电厂AVC投运时）二、控制效果分析（六安变参与系统协调时）二、控制效果分析（六安变未参与系统协调时）三、系统目前规模1、在所有接在220KV系统及以上电厂都进行了实施，（共31台发电机组，7550MW），

大部分投入闭环控制。2、所有73个220KV变电所参与协调3、安徽