地区电力调度自动化AVC闭环控制安全策略

郭世恩

摘 要： 电力已经成为人们日常生活、工作过程中所不可或缺的一部分，而用电设备种类以及规格的不断增加使得系统对电网电压控制的复杂性与难度极大的增加了，对地区电力调度AVC闭环控制系统的结构与原理进行了阐述，指出了其在应用过程中所应该注意的安全问题，提出了相应的安全对策。

关键词： AVC；电力调度自动化；无功电压；闭环控制；安全策略

1引言

随着经济与社会的发展居民与生产用电的量在逐年增加，用电负载设备的增多使得对供电设备电压控制的要求越来越高，优良的供电设备可以为用户提供高质量的、稳定的供电电压。AVC是一种电网无功电压自动控制技术，能够在电网负载波动的情况下有效的提高功率因数，降低功率损耗，能够在很大程度上保障电网安全、稳定以及经济的运行。AVC技术可以普遍应用于已经进行过电网改造的地区，通过应用推广可以普遍提高该地区电网综合管理的水平，提高电网管理的效率，提高电网运行的经济性。

2 AVC系統（电网无功电压自动控制系统）

AVC电网无功电压自动控制系统主要是通过利用计算机技术与通信技术来对电网运行过程中的无功电压进行监测，进而以此为基础对电网中广域分布的无功设备进行协调和控制，通过协调与控制能够在很大程度上保障电网的安全、稳定与经济的运行，并且能够为用户提供更加稳定的电压。 而地区电力调度自动化AVC闭环控制系统与AVC系统类似是通过对电网数据采集系统或者是SCADA系统所采集的数据的分析，将该地区的电网从变电站开始向外延伸分解。系统可以对各场站的母线电压、全网功率因数等诸多参数进行监控，并且能够根据上述参数结合省调端指令来对各个厂站的无功电压进行适当的调整，通过对变压器与电容器的控制调整即可以实现对全网电压的优化控制。地调AVC闭环控制系统主要由网络拓扑分析系统、 厂站及设备控制出口、实时数据采集接口等主要的功能模块组成。通过对电压的无功控制算法，能够充分的保障电网的安全、稳定与经济性，越来越多的地区电网开始采用这一网络优化控制系统，极大的提高了电网无功电压自动化控制的水平，减少了人为误操作所带来的风险。

图 1地调AVC系统结构图

3 AVC系统工作原理

AVC 系统可以通过PAS网络模型获取到电网无功电压的自动控制系统。在此基础上可以获取电网无功电压的相关数据并能够对此进行进一步的分析和计算，并可以通过SCADA 系统通过遥控的方式来下达指令，进而能够对全网的无功电压起到优化的作用。可以将整个系统看作为一个闭环控制系统。在220千伏主高压变压侧，AVC系统可以实现对省市以及地区的电网进行分层，并可以对地区电网进行内部分区。通过数据库可以对控制设备以及厂站进行相应的层次记录，然后通过网络模型可以为不同的记录建立相关性的连接，让不同的记录关联起来。 AVC系统主要是同EMS系统协同来工作。二者所形成的统一的控制主体采用了新的增量模型的更新技术，可以建立目前以及设备的自动监控模型并自行进行验证，最终实现自动化建模的整个过程。该控制系统的层次结构图如下图所示。。

图 2控制模型的层次结构图

4 AVC闭环控制系统安全策略

4.1 自动闭锁方面安全控制策略

系统在自动闭锁方面的安全策略应当需要最大限度的减少系统的输入以及输出环节所可能存在的干扰，并且尽量采取措施来降低由于上述干扰所造成的安全隐患，最大限度的保障安全策略的有效性，并且能够在一定程度上减轻工作人员的负担。由于支撑网电压过低所造成的自锁情况非常的普遍。如果主电网的电压过低，系统会迅速自锁并调节器主分接头， 然后将电容器投接到110kV 和 35kV 变电站，进而避免对分接头的进一步调节，能够有效的抑制从主电网中吸收无功功率，避免主电网电压出现大幅度的波动。设备控制也是极易出现自锁的环节之一，AVC系统一旦发现设备处于检修状态，那么系统会自动的获取设备检修的参数，并执行自锁，直到人工解除自锁实现复位为止。如果控制设备处于备用状态，系统则会对其状态进行网络拓扑操作，并对设备的备用状态进行检查。如果设备属于冷备用状态则会执行自动闭锁，如果处于热备用状态则会通过在线控制系统对其进行控制。此外系统还要对所下达的命令的时间频度进行统计避免过频或者过少次数的命令下达。虽然控制周期应当结合实际情况但是其周期一般不得大于5分钟。设备动作的频度也要在规定允许的范围之内进行，避免过频繁的操作对设备造成损伤。

4.2 变电站方面安全控制策略

主站端的安全控制是防止出现投切振荡、提升控制效果有效手段之一，通常包括以下几个环节：

①为了确保地区分区中的母线的电压能够满足既定的要求，可以对各级母线采取不同优先级控制的策略。如果满足条件，还可以通过主变分接头和投退补偿电容器两种方式来对母线的电压进行调节，以实现对各级母线电压的优化控制。

②为了保障电网电压以及功率因数满足既定的要求，需要对电网中的无功电压进行调整，可以通过对分区母线电压采取适当的控制策略，实现电网无功电压的稳定性。地调AVC控制系统可以按照人的意愿对电网电压进行调整控制，而且能够实现逆调压、顺调压等多种的电压设置的方式。

③功率因数的调节，如果地调AVC系统处于独立运行的模式，那么系统的功率因数应当满足既定考核曲线的要求，如果处于地调和省调二者同时运行的模式下，需要对功率因数进行调整以满足省调下发指令。

④对变电站的控制可以通过对电容器等设备的控制来实现，在调节的过程中要充分的考虑到电容器的投切顺序 、次数、补偿容量等多个方面对变电站的影响，然后借助相应的设备来进行控制。比如在对同一母线上的电容器进行控制的时候，如果电容器的容量不同则需要根据不同的电容器来对控制效果进行预先评估。如果电容器的容量都是相同的，那么需要根据循环的次数进行投切，让动作的次数始终保持在一个合理的范围内。如果通过预估投偿的电容器可能会导致母线上的电压超过所允许的范围之时，系统应当可以对主变运行的档位进行调整，然后再对电容器进行投退。同时还能够根据电容串抗率来对调配的顺序进行适当的调整。如果主线上没有SVC，并且此时电抗与电容处于同一母线，应当避免这两种设备的同时投入。

⑤在对非可连续调节的无功设备进行调整的过程中，在算法选择的过程中应当尽量选择潮流算法或者是灵敏度算法，对于可连续调节的无功设备进行调节的过程中，需要采用系统对其进行闭环控制，来对设备实现协调控制。

4.3 数据方面的安全控制

在使用AVC系统的过程中要保障各个环节数据之间交换通常。良好的数据交互能够将手动遥控指令的发送减少，因而可以在一定程度上避免出现网络安全问题。对于遥控关系可以通过查阅关系表来对所获取的数据进行选择，然后通过人为的检查，以保障AVC系统的安全性。系统还要能够对变压器和电容器的分接头进行遥控操作，实现对其他设备的闭锁功能，以确保系统能够安全稳定的运行。在实际应用的过程中工作人员应当根据实际情况来制定相应的调度策略来实现对电网电压的科学控制，确保系统的安全性。

结语

通过本文的介绍通过在电力控制系统中采用AVC系统可以有效的保障电力系统安全稳定的运行。本文从自动闭锁、 变电站、 数据等方面较为全面的建立起了地区电力调度自动化AVC闭环控制的安全策略，能够在一定程度上使得系统更加安全、稳定的运行，为用户提供更加优质的供电电压。■

参考文献

[1]电力调度自动化应用及改进措施分析[J]. 王学.现代经济信息. 2017（14）.

[2]探讨电力调度自动化实践的科学优化及应用[J]. 王磊.现代工业经济和信息化. 2017（15）.