对智能电网无功电压自动控制AVC系统的相关分析

发表时间:2021/8/26   来源:《工程管理前沿》2021年7卷第4月第12期   作者:黄博 阳露
[导读] 电力调度控制系统是集成计算机、数据处理、通信技術为核心的系统,对电力系统实时数据信息进行采集和处理,实现计算、分析、控制、存储等功能,从而对电网业务进行精细化管理。
        黄博     阳露
        身份证号码:43011119870918****
        身份证号码:43038119871024****
        摘 要:电力调度控制系统是集成计算机、数据处理、通信技術为核心的系统,对电力系统实时数据信息进行采集和处理,实现计算、分析、控制、存储等功能,从而对电网业务进行精细化管理。传统模式下,多使用人工的方法控制电压,实际传输环节,会导致供电不足等问题出现,对电网的质量造成较大影响。
        关键词:电力调度;AVC;闭环控制
        引言:针对电力系统中比较关键的电力调度功能来说,更是需要通过自动化技术、智能化技术的应用来实现电网调度自动化,提升电力系统的集成、自愈和兼容等功能,充分发挥调度自动化的应用优势,进而可以提升智能电网系统的稳定性与可靠性。
1电力调度自动化
        电力调度自动化技术是一种结合了先进计算机技术和通信技术的电力自动化调度技术,在此技术的应用下可以帮助工作人员在电力控制室中监视、控制和维护电力系统,还可以在保障其可靠运行的同时,满足人们的用电需求,表现出此系统在我国电力系统中的重要性。结合自动化技术的应用,我国也在逐渐构建和完善智能电网,这是一种集成了双向通信网络的电网,通过先进的传感技术、测量技术来构建现代化的电网系统,同时也对电网进行不断优化和完善,逐渐扩大其对所有电压等级和各个环节的覆盖范围,保证在整个电力系统中一旦出现故障或事故时就可以进行自动处理和控制,在此智能电网中将电力流、信息流和业务流进行高度一体化的统一与融合。
2  AVC优化运行管理概述
        实现对AVC系统的设计,其主要作用为确保有效减少系统中出现的有功损耗问题。对于AVC系统运行管理进行优化便是实现对省、地、县电网系统AVC系统的合理调控,强化对AVC系统运行状况的监视力度,不同的变电站在不同的时间段,其负荷情况也有所不同,根据这一情况,优化AVC控制策略,确保系统及用户的电压质量,降低线路无功传输,进一步减少电网损耗,为电网的平稳运行提高保障;确保电压和关口功率因数达标,实现对电网内变电站和载条压装置及无功补偿设备的集中监视、综合管理及线上控制,有效控制上下级电网、区域电网及单个变电站,提高运行效率。图1为AVC总体数据流程图。

3地区电力调度自动化AVC闭环控制策略
        为了保证AVC安全运行,需要对站内的电容器及主变设置AVC闭锁信号181,如遥控过程拒动、相关保护信号动作、设备达到动作次数上限、遥测或网络拓扑异常等都会引起AVC所调设备闭锁,有些闭锁会自动复归,有些闭锁则需要监控值班员手动复归。如果系统中大量设备闭锁未及时处理会造成电网可调设备不够,当无功电压不满足运行指标时,系统会因为无可调设备造成无动作策略,不利于电网稳定运行。为解决该问题,下面从运维角度出发,提出以下解决办法:
        (1)编制闭锁信息一览表,方便调度员统一掌握所有闭锁设备,同时也可以对所有永久闭锁的设备进行一次性解锁,缩短设备闭锁时间。
        (2)从闭锁原理考虑,针对AVC运行初期定值单粗糙的问题,逐一排查设备闭锁信号表,去除不必要的闭锁条件,最大程度上减少设备闭锁次数。
        (3)规范缺陷管理流程,引起AVC闭锁的设备缺陷应按要求录人OMS系统,落实责任人及消缺时间,做到缺陷及时处理。
        对不同分区的不同负荷特性来说,应制定有效的分区控制措施。根据负荷具体峰平谷时间段对不同电压的压限值进行设置,对无功设备的动作次数进行合理分配,避免对某设备进行集中调整,例如电容器、调压分头等。因为农业变电站受季节因素的影响较大,在每日负荷提高到负荷回落时间段郁化AVC预先控制措施,预先将电压调控至合理范限。根据不同的时间对AVC自动调压次数进行合理分配,不仅能够满足AVC自动调压的需求,又能大大减少工作人员的工作量,防止设备读破次投停发生故障。
        对于中压电压调整和低压电压调整不能兼顾的110kV变电站,首先要确保10kV目前电压的调控质量,合理增加35kV目前电压限值,但是不能超出电压的合格范围,防止发生分头或者电容器出现连续反调。对主变并列运行进行优化并且对主变分头档位不同的变电站进行优化,指定预防AVC系统误发控制措施,避免变压器并列运行档位不对等的情况出现,对并列档位对照表进行人工设置,系统调节过程中能够对其使变比相同,实现档位的同步调节。对“低限运行模式”进行合理设置,受到恶劣、极端气候因素的影响,可以在变电站电压控制中应用“低限运行模式”,有效减少恶劣气候带来的不利影响,实现档位的同步调控。
4案例概述
        某电网AVC控制模式采用地县一体化模式,其控制范围包含70座110kV及以上电压等级变电站(地调所辖冉43座35kV变电站(县调所辖)。系统主服务器部署在地调主站端,并通过网络将工作站延伸至各县调。地调及各县调根据调管范围对所辖变电站AVC的运行情况进行实时监视。
        AVC的调节策略主要有两种:第一种为监控站自身设备的可用策略(即本站策略),第二种为监控站所在区域的所有设备的联调策略(即区域策略),AVC通过以上两种策略的配合最终实现控制目标和优化目标。
        在AVC运行初期,该地地调均采用区域策略控制模式,即通过AVC的动态分区功能,依据网络拓扑的实时变化将电网自动分解为若干控制区域。这种控制模式的优点在于可以综合考虑上下级厂站间同种设备及不同种设备之间的协调,实现全网无功电压优化控制。但运行后发现个别变电站出现了设备反复动作的情况,严重时设备日动作次数达到上限,从而导致设备出现“次数越限”闭锁。检查后台运行日志,发现造成这种现象的原因为上下级变电站的无功设备、电压及无功限值的配合不合理,从而造成区域策略与本站策略相冲突,最终导致设备反复动作,继而引发调节振荡。
因此,针对该地电网AVC投运后出现的问题,制定以下对策:
        (1)将出现调节振荡的变电站的AVC控制模式由区域策略改为本站策略;
        (2)根据历史动作信息计算出各设备对上下级无功电压的影响程度(即灵敏度),细化本站各设备的灵敏度及无功电压限值,力求本站的调压效果达到最优;
        (3)观察本站AVC的调节情况,依据后台运行日志中AVC的预判功能决定是否适合投入区域控制,将满足条件的变电站逐次投入区域控制,同时跟踪调节效果。
5结束语
        随着科学技术的不断发展,电网管理难度日益增大,做好调度自动化系统运维将为电网调度运行管理提供更加夯实的基础。电力系统无功、电压控制是电力系统规划和运行研究的重要课题,对保证电力系统安全稳定,具有重要意义。本文通过对AVC控制系统展开分析概述,以期能起到一定促进作用。
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