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分析电网220kV母线自动电压控制合有茂

发表时间：2020/6/30 来源：《电力设备》2020年第5期作者：合有茂

[导读] 摘要：根据电网自动电压控制系统运行实践，围绕存在的相关问题，比如调节次数偏多以及无法调节220kV母线电压等问题，结合实际案例，做简单论述，提出自动电压控制措施，实现对电容/电抗器的自动化控制，保障电网运行的效益和效果。现结合研究内容，作如下论述。

        （云南电网有限责任公司玉溪供电局云南玉溪 653100）
        摘要：根据电网自动电压控制系统运行实践，围绕存在的相关问题，比如调节次数偏多以及无法调节220kV母线电压等问题，结合实际案例，做简单论述，提出自动电压控制措施，实现对电容/电抗器的自动化控制，保障电网运行的效益和效果。现结合研究内容，作如下论述。
        关键词：220kV母线；电网；AVC系统
        近年来，我国电网建造与运行水平不断提高，为使用者提供高质量电力服务，切实提升电网运行质量。引入自动化控制技术，配置现代化装置和设备，打造坚强电网，减少运行问题的发生，保障电网运行的效益和水平。
        1 课题研究的意义
        从电网系统的组成角度来说，母线作为电力组件，在电能聚集和配送等多个方面，起到积极的作用，维护系统运行的安全。实践中受到运行环境和母线老化等多个因素的影响，极易产生问题，造成很大损失，甚至造成安全事故。基于此，深度分析此课题，提出220kV母线电压控制策略，具有现实意义。
        2 电网220kV母线电压自动控制的实例分析
        2.1 案例概述
        以某电网为例，220kV及以上电压等级电网结构作为辐射电网结构。搭建的220kV电压等级电网，起到积极作用，部分线路参数如下：1）A线。线路型号为LCJ-400/35；线路长度参数为123.3km。2）B线。线路型号为LCJ-400/50；线路长度参数为161.4km。3）C线。线路型号为LCJ-400/35；线路长度参数为150.1km。搭建的长线路对地电容对线路末端电压，有着很大的影响，要结合实际情况，进行220kV母线电压自动控制设计，达到自动化控制水平。
        2.2 原AVC系统运行问题
        结合实际需求，采取自动化控制模式，对220kV关口无功功率以及中低压侧母线电压实施控制，促使供电电压合格率得到改善，降低调度工作量。不过未能围绕220kV母线电压控制进行优化，运用自动+人工手段进行调节，协调性较差[1]。
        2.3 220kV母线AVC控制策略
        基于提高区域电压合格率的目的，基于原来的AVC系统，实现对220kV母线电压的自动化控制，进行控制改造。采取的策略为，优先于中低电压越限控制以及关口无功功率控制，以免重复调节或者过调。具体控制策略如下：1）电压越上限。策略A切本站电容，投本站电抗；策略B切支援厂站电容，投支援厂站电抗。2）电压越下限。策略A：切本站电容，投本站电抗；策略B切支援厂站电容，投支援厂站电抗。实际操作中，对本站容抗器，遵循预先设置的优先方案实施控制。当本站不具有调节手段的情况下，结合实时拓扑情况，选择所有拓扑距离小于3的同级厂站高压母线作为支援母线，根据灵敏度校核结果，对配置的中低压侧可投切容抗器实时调节。设计的约束条件整理如表1所示。

        2.4 自动控制的实现
        按照设计的方案，利用调控一体化平台接口，来获得电网分析网络模型以及SCADA测量信息，根据采集的数据和监视信息等，优化计算遥控指令，经过SCADA发送，最终实现AVC控制目标。利用AVC系统采集到SCADA测量数据信息之后，根据母线电压和主变压器功率因数以及关口无功功率为目，开展优化分析，在具有调节功能的容抗器以及变压器档位中，选择调节效果比较突出的设备，生成控制策略。对于220kV母线电压调节，按照分层分区的基本原则，先对电压越限采取处理。实际调节时，对本站内相连变压器装置低压侧的容抗器设备进行调节，对处于并列运行状态的变压器，在全部低压侧容抗器内，优选具有较高调节效果的设备实施调节。处于分列运行状态的变压器装置，依据变压器功率因数冗余度，从大到小进行排序进行寻找，优选调节效果优良的设备实施调节[3]。如果没有可调容抗器，那么此时按照动态拓扑进行寻找，选择和此母线相连的其他220kV厂站母线，当做支援母线，依据拓扑距离，按照从近到远进行排序，若距离相同，那么依据电压冗余度进行排序，选择调节效果最好的设备实施调节。
        2.5 控制效果
        实施220kV母线电压自动控制后，根据前后系统电压合格率和变压器分接头等指标的对比分析，获得以下结果：1）自动控制前。最大负荷为860.4MW；最小负荷为352.7MW；平均负荷为669.5MW。2）自动控制后。最大负荷为843.6MW；最小负荷为327.9MW；平均负荷为651.3MW。实施自动控制，电压合格率从之前的93.63%，提高到95.79%，获得不错成效，减少调节次数与人力。
        3 电网220kV母线电压自动控制策略总结
        结合电网运行当前存在的问题，进行梳理和分析，明确产生的原因，提出自动化控制的优化方案。积极推广利用自动化监测设备和控制技术，动态化掌握220kV母线电压情况，实现对电压的有效监控，采集相应的数据，为自动控制调节，提供有力的依据。依托电压动态监控系统和自动化控制系统，减少运行调度的压力，实现快速响应，及时调整电压，减少故障的发生，保障电网安全稳定运行，获得运行的效益[4]。
        4 结束语
        综上所述，电网220kV母线电压实现自动化控制，对提高调度水平，提高电压合格率，起到积极作用。文中结合实例，分析220kV母线电压自动化控制的实践，总结控制方案和具体实施策略，提出优化运行的办法，共享给相关人员借鉴参考。
        参考文献
        [1]刘旭,卫健,但振宇.220kV母线电量不平衡率异常的分析[J].能源研究与管理,2019(04):26-29.
        [2]赵健池.220kV母线差动保护动作事故原因和改进措施[J].科技创新与应用,2019(32):122-123.
        [3]马文英.220kV母线保护优化研究[J].科技创新导报,2019,16(23):51-52.
        [4]黄靖,黄建英,刘轶.一起220kV母线事故分析及防范措施[J].内蒙古科技与经济,2019(13):88-89.