自动无功电压控制(AVC)系统在汕头电网应用初探

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摘要：文章简要介绍了电压实时控制的自动无功电压控制（Automatic Voltage Control，简称avc ）系统的原理和控制策略。重点介绍了该系统在汕头电网的应用情况和取得的社会、经济效益，并总结使用经验，提出相应的运行建议，力求优化电网的无功分布，提高电压可靠性，促进电网安全优质经济运行。

关键词：自动无功电压控制系统；AVC；电网；无功调节

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）33-0051-03

近年来计算机技术、自动控制技术的不断提高，自动电压控制（AVC）技术的研究得到了充分的发展，成熟的AVC技术已逐步运用在各大电网的运行中。AVC从全网角度分层、分区对电压和无功进行协调优化控制，实现电网所有无功装置自动调节，是提高电压合格率、降低调度集控人员劳动强度、提高系统电压稳定控制水平和电网运行经济性的有效手段。为了更好地研究探讨AVC系统的实用价值，笔者就AVC系统的基本原理及其在汕头电网的应用情况、运行方面的注意事项等做初步探讨，以起抛砖引玉的作用。

1 AVC系统原理及功能简介

1.1 AVC系统简介

自动电压控制，是指以电网调度自动化系统的SCADA系统为基础，以对电网发电机无功功率、并联补偿设备和变压器有载分接头进行的自动调节为手段，以实现电网电压和无功功率分布满足电网安全、稳定、经济运行为目标的电网调度自动化系统的应用模块或独立子系统，也简称为AVQC，即自动无功电压控制。汕头电网AVC系统，是在现有使用的南瑞OPEN3000系统的基础上，采用SCADA实时采集监测电网无功电压数据，利用调度高级应用软件（PAS）的电网拓扑模型进行在线控制策略计算，并从整网协调的角度，通过调度自动化主站分层分区对网内接入的各变电站无功补偿装置和有载调压装置做出控制方案和命令的一套独立的控制系统。

1.2 AVC系统功能特点

AVC中的区域是动态的概念，最小区域为一个厂站，最大区域则为全网。AVC分区支持自适应区域嵌套划分，如图1中可划分出A、B、C等3个区域。为优化无功平衡状态，AVC仅仅使地区电网无功在节点满足功率因数要求是远远不够的，必须尽可能在所有的厂站内使无功就地平衡。因此，AVC根据电网电压无功空间分布状态自动选择控制模式并使各种控制模式自适应协调配合，实现全网优化电压调节，其优先顺序是“区域电压控制>电压校正控制>区域无功控制”。区域电压偏低（高）时采用“区域电压控制”，快速校正或优化群体电压水平；越限状态下采用“电压校正控制”，保证节点电压合格；全网电压合格时考虑经济运行，采用“区域无功控制”。

1.2.2 电压控制策略。AVC系统的电压控制策略主要分为区域电压控制、就地电压控制。当区域内电压普遍超过约定值时，通过区域电压控制模式，调节枢纽厂站无功设备，以尽可能少地控制设备调节次数，最大范围地提高区内电压水平，避免区域内多主变同时调节引起振荡，实现区域电压控制的优化；当某厂站电压越限时，采用就地电压控制模式，启动该厂站内无功设备调节。该厂站内变压器和电容器按就地电压策略协调控制，实现电压无功综合优化。实际使用中，AVC系统自适应给出合理的全网电压优化调节措施。

1.2.3 无功控制策略。针对区域内可能出现的无功不足和无功过剩两种情况，根据区域内的功率因数分析判断，其无功控制相应地可分为无功切除、无功投入两个操作方向，使区域内功率因素始终保持在一个较高的范围，使区域内运行经济性最佳。无功策略主要包括区域无功切除策略和区域无功投入策略。

2 汕头电网实施AVC系统的必要性

在AVC系统建成投入前，汕头电网大多数变电站都装设了站端VQC装置，其原理是按照九域图理论设计的，通过调整主变分接头档位和投切电容器组来改变系统的电压和无功，本质上与AVC都是电压、无功自动控制设备。由于VQC装置安装在变电站，无功和电压只能在本站内调节，没办法达到电网全局的最优，且每个站的装置“各自为政”，容易造成电容频繁投切、主变抽头频繁调档或区域无功过剩、无功不足等现象。而且，作为站内一个独立的自动装置，经常由于装置本身的缺陷、维护不到位或不同厂家通讯协议不同，导致VQC装置无法正确动作。如截至2011年9月，在市区变电站中因VQC有缺陷或功能不全不能正常运行的站有长厦、珠辛、保税、官埭、月浦、濠江、东墩、河浦、达濠、浮西、万吉、高新共12个变电站，而能正常运行的站只有海滨、西港、五福、礐石，无法胜任全网正常的电压调节。

随着汕头电网容量的不断增大，拓扑结构愈加复杂，使用可以实现VQC的全部功能，可以部署到调度主站，实现全网和区域电压、无功自动控制策略的AVC系统，成为电网无功控制的一个必选手段。

3 汕头电网AVC系统的应用情况

汕头新自动化系统OPEN3000投入使用后，各个变电站AVC功能从2011年12月底开始已逐步接入。目前，汕头自动化系统中AVC功能已覆盖地区220kV变电站和中心市区110kV变电站，实现了对各个区域及变电站的无功电压优化控制。

（4）提高电网经济运行能力。

（5）投入后使无功设备故障率降低。由于AVC控制具有预见性，可以提前计算出无功设备投退后对系统无功电压的影响，从而减少设备不必要的动作次数，避免误动或调节频繁，提高了设备的使用寿命，降低了无功设备故障概率，节省了变电设备维护费用。而且，当某个设备出现故障的时候，可以通过事故告警自动闭锁或通过调度员SCADA系统上置牌，将该设备可靠闭锁，防止AVC系统对其进行参与计算及操作，更好地确保了电网、设备、变电值班人员的安全。

实践证明，该系统的投运取得了良好的社会效益和经济效益，增强了汕头电网的科技含量，使电网的无功管理向综合智能型迈开一大步。

4 结语

汕头电网在实施AVC系统后，电网无功资源得到了充分合理的利用，电网无功电压管理得到了可靠的技术支撑，为电网的经济、优质调控提供了极大的方便。随着对县级子公司主网专业化管理的深入，对各区县局变电站自动化数据的集采、集控工作的完成，AVC系统将覆盖汕头电网35kV以上所有变电站，其将更好地为汕头电网的安全、经济、优质运行服务。随着AVC系统更加准确的动作，全网无功、电压将得到更加合理的调整。

参考文献

[1] 南方电网公司自动电压控制（AVC）技术规范.2012-03-01.

[2] 孙宏斌，吴文传，张伯明，等.安全约束下的全局无功最优控制的仿真研究[J].电力系统自动化，1999，23（5）.

[3] 汕头电网2012年运行方式.2012.