AVC系統(tǒng)在電網(wǎng)EMS中的應(yīng)用

AVC系統(tǒng)在電網(wǎng)EMS中的應(yīng)用

　摘 要:隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展,電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大,面向整個(gè)電網(wǎng)的無功電壓控制矛盾日益突出。自動(dòng)電壓控制(AVC)技術(shù)架構(gòu)在EMS系統(tǒng)之上,以電壓安全和優(yōu)質(zhì)為約束,以系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo),連續(xù)閉環(huán)的進(jìn)行電壓的實(shí)時(shí)控制,有效解決了電網(wǎng)面臨的電壓控制問題。
　　關(guān)鍵詞:自動(dòng)電壓控制(AVC) EMS系統(tǒng) 閉環(huán) 電壓的實(shí)時(shí)控制
　　【中圖分類號(hào)】 G644.4【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 C 【文章編號(hào)】1671-8437(2010)02-0169-01
　　
　　1引言
　　隨著電力工業(yè)的發(fā)展,大容量電廠和電力用戶的大電力系統(tǒng)的出現(xiàn),電壓問題已經(jīng)不只是一個(gè)供電質(zhì)量的問題,而且是關(guān)系到大系統(tǒng)安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要問題[1]。如何對(duì)電壓進(jìn)行優(yōu)化控制,提高電壓質(zhì)量、降低系統(tǒng)網(wǎng)損成為供電企業(yè)調(diào)度運(yùn)行人員日益重視的問題。近年來自動(dòng)電壓控制(AVC)技術(shù)的研究得到了長足的發(fā)展,成熟的AVC技術(shù)也逐步運(yùn)用在各大電網(wǎng)的運(yùn)行中。電網(wǎng)AVC系統(tǒng)的投運(yùn)解決了電網(wǎng)運(yùn)行中面臨的無功電壓問題,滿足了電能質(zhì)量、電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的高要求,提高了電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行水平。
　　2AVC系統(tǒng)簡介
　　基于最優(yōu)潮流(OPF)的實(shí)時(shí)自動(dòng)電壓控制(AVC)集安全性和經(jīng)濟(jì)性于一體,可實(shí)現(xiàn)安全約束下的經(jīng)濟(jì)性的閉環(huán)控制,被公認(rèn)為是電力系統(tǒng)調(diào)度控制發(fā)展的最高階段[2]。AVC系統(tǒng)在現(xiàn)有的EMS系統(tǒng)SCADA/PAS基礎(chǔ)上,利用EMS高級(jí)應(yīng)用軟件(PAS)現(xiàn)有的電網(wǎng)模型以及SCADA系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),在滿足協(xié)調(diào)變量目標(biāo)值前提下,以全網(wǎng)網(wǎng)損最小為目標(biāo),綜合考慮母線的電壓合格率、無功調(diào)節(jié)設(shè)備的動(dòng)作次數(shù)限制、保護(hù)動(dòng)作情況等約束條件,通過分析計(jì)算,實(shí)時(shí)給出全網(wǎng)無功電壓優(yōu)化控制方案,并通過SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)無功調(diào)節(jié)設(shè)備的閉環(huán)控制。
　　AVC服務(wù)器作為EMS系統(tǒng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn),與SCADA/AGC/PAS/DTS應(yīng)用的實(shí)時(shí)庫數(shù)據(jù)交互和網(wǎng)絡(luò)通信采用平臺(tái)提供機(jī)制。AVC系統(tǒng)進(jìn)程采用類似AGC的網(wǎng)絡(luò)化配置,主備服務(wù)器雙機(jī)熱備用,即主機(jī)進(jìn)程故障時(shí),備機(jī)進(jìn)程能自動(dòng)啟動(dòng),保證AVC系統(tǒng)不間斷運(yùn)行,且主備切換時(shí)間短,保證不丟失任何控制數(shù)據(jù)。EMS系統(tǒng)中其余節(jié)點(diǎn)應(yīng)可瀏覽AVC畫面、數(shù)據(jù),用作觀摩和演示。
　　AVC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能包括省地AVC協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)濾波、自動(dòng)分區(qū)、決策選擇、控制執(zhí)行、安全監(jiān)視、規(guī)則庫、信息分析查詢等功能。
　　2.1 AVC系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行控制策略計(jì)算,能 實(shí)現(xiàn)控制策略的開環(huán)、半開環(huán)、閉環(huán)控制,根據(jù)策略進(jìn)行實(shí)際的設(shè)備操作,控制模式之間的協(xié)調(diào)優(yōu)先保證電壓和功率因數(shù)約束,系統(tǒng)網(wǎng)損則次之。通過模式優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)周期考慮控制動(dòng)作次序問題,避免控制過調(diào)或振蕩。
　　2.2 AVC系統(tǒng)接讀取SCADA所有量測(cè),根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行方式變化進(jìn)行自動(dòng)分區(qū),采取周期運(yùn)行方式,引入狀態(tài)估計(jì)遙測(cè)遙信粗檢測(cè)對(duì)量測(cè)質(zhì)量進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,全網(wǎng)完整模型實(shí)時(shí)拓?fù)湫ｒ?yàn)避免分區(qū)錯(cuò)誤,確保控制數(shù)據(jù)源安全性,使控制區(qū)域與電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行方式自動(dòng)保持一致。
　　2.3 地調(diào)AVC系統(tǒng)能與省調(diào)AVC實(shí)施有效互聯(lián),執(zhí)行省調(diào)AVC下達(dá)的無功調(diào)節(jié)策略及相關(guān)指令,完成本地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)無功優(yōu)化,包括電容器/電抗器控制策略。省地AVC系統(tǒng)交換信息包括各變電站主變功率因數(shù)、電壓目標(biāo)值,無功備用可增可減無功值等。
　　2.4 控制策略計(jì)算時(shí)考慮的無功電源和調(diào)壓設(shè)備包括:發(fā)電機(jī)、電容/電抗器組、靜止無功補(bǔ)償器(SVC)、有載調(diào)壓變壓器(OLTC)等。
　　2.5 可按照電網(wǎng)電壓要求進(jìn)行母線、電容器等時(shí)段限值劃分,設(shè)置閉鎖條件實(shí)現(xiàn)AVC控制功能的安全性。
　　3AVC系統(tǒng)的特點(diǎn)
　　3.1 AVC系統(tǒng)采用一體化的設(shè)計(jì)理念。系統(tǒng)基于調(diào)度自動(dòng)化平臺(tái),直接讀取PAS網(wǎng)絡(luò)建模、從SCADA獲取實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行在線分析和計(jì)算,對(duì)電網(wǎng)內(nèi)各變電站的有載調(diào)壓裝置和無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)視、統(tǒng)一管理和在線控制,實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)無功電壓優(yōu)化控制閉環(huán)運(yùn)行。
　　3.2 AVC系統(tǒng)降低了運(yùn)行人員的工作量。在正常運(yùn)行時(shí),AVC系統(tǒng)完全處于閉環(huán)自動(dòng)運(yùn)行的狀態(tài),將調(diào)度員從繁雜的日常調(diào)壓工作中解脫出來,降低調(diào)度員的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí),AVC系統(tǒng)一體化嵌入式的設(shè)計(jì)思路不給自動(dòng)化人員增加任何維護(hù)工作。提供了良好的人機(jī)界面,調(diào)度員可以實(shí)時(shí)的修改控制目標(biāo),干預(yù)控制執(zhí)行。
　　3.3 AVC系統(tǒng)提供了安全可靠的調(diào)節(jié)手段。可自動(dòng)閉環(huán)控制、實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),保證電網(wǎng)電壓穩(wěn)定和安全運(yùn)行,避免人工調(diào)整不合理性以及人工疏漏造成的誤操作;對(duì)于已經(jīng)裝設(shè)VQC裝置的變電站,主站AVC與子站VQC互為備用,增加電網(wǎng)在電壓無功緊急控制情況下可靠性;控制具有預(yù)見性,減少不必要的設(shè)備動(dòng)作次數(shù),避免誤動(dòng)或調(diào)節(jié)頻繁,提高了設(shè)備運(yùn)行安全性和使用壽命,減輕了檢修強(qiáng)度,降低了無功設(shè)備故障概率。
　　3.4 AVC系統(tǒng)取得了較好的社會(huì)效益。確保關(guān)口功率因數(shù)合格,提高電壓合格率,實(shí)現(xiàn)逆調(diào)壓,對(duì)于未上VQC裝置的變電站,可減少子站VQC投資,節(jié)省了因各變電站就地安裝VQC而花費(fèi)的資金,系統(tǒng)提高了無功資源的合理分配和可靠利用,使電容器最合理盡量投入,提高電容器投入率。實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)無功裝置協(xié)調(diào)控制,允許網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部臨近變電站無功倒流、互相支援,使全網(wǎng)在滿足關(guān)口功率因數(shù)前提下無功在盡可能小區(qū)域內(nèi)分區(qū)就地平衡,減少線路無功流動(dòng),降低網(wǎng)損。
　　3.5 AVC系統(tǒng)取得了較好的技術(shù)管理效益。各級(jí)調(diào)度AVC系統(tǒng)互相聯(lián)系,下級(jí)調(diào)度跟隨上級(jí)調(diào)度下發(fā)的協(xié)調(diào)值,并將地區(qū)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)信息上轉(zhuǎn)給上級(jí)調(diào)度,保證本地區(qū)電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)運(yùn)行的同時(shí),向上級(jí)電網(wǎng)提供堅(jiān)實(shí)保障。
　　4體會(huì)
　　4.1 AVC系統(tǒng)的實(shí)施強(qiáng)化了調(diào)度、運(yùn)方人員從

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