220 kV变电站AVC自动无功补偿系统的改造

马鹤年

(国网上海市电力公司检修公司，上海 200122)

220 kV变电站AVC自动无功补偿系统的改造

马鹤年

(国网上海市电力公司检修公司，上海 200122)

重点阐述了AVC实施改造的原理、过程及模拟运行的效果，介绍了某电力公司在220 kV变电站原有微机“五防”系统基础上，对无功设备进行硬件改造和软件升级，从而实现主站(市调)AVC自动无功补偿系统的自动投退功能的实施经验，有效提升了电网运行能力和自动化水平。

自动电压控制；自动无功补偿；“五防”系统；遥控闭锁装置

0 引言

某电力公司装设有独立微机“五防”系统的变电站共107座，其中79座装设有遥控闭锁装置。在设备运行状态下，遥控闭锁继电器处于闭锁状态，通过与自动化总控单元的通信规约，实现了远程操作过程中的软件闭锁功能。为适应智能电网快速发展的新形势，深化推进国家电网公司发展方式转变，按照“变革组织架构、创新管理方式、优化业务流程”的总体要求，上海电网将变电站AVC(自动电压控制)功能建设当成一项重要的战略任务。

要实施AVC无功自动补偿，需要对变电站的电容器/电抗器回路进行远程自动遥控，在防误闭锁系统中增加AVC系统的投退功能。在AVC功能投入后，相关电容器/电抗器部分的软、硬件闭锁全部自动解除，允许远程自动控制。在闭锁解除后，防误闭锁系统会禁止模拟和操作与AVC系统有关的回路设备及关联设备，从而保证设备操作权的唯一性和安全性。新的AVC控制策略经运维人员现场检查验收，对站内原有“五防”功能和闭锁逻辑不产生任何影响。

1 AVC方案实现过程

受控站每个电容器/电抗器回路各配置1个AVC功能投退开关，安装于模拟屏或微机“五防”主机界面上，由现场运维人员通过受控站或远程中心站的微机“五防”闭锁系统控制投退。

(1) 模拟屏按钮操作。分别按下1-N号电容器/电抗器AVC投入按钮，汉显板显示“1-N号电容器/电抗器AVC投运”，然后将AVC的ID钥匙插入锁孔，即完成投入。AVC退出与之操作相同。

(2) 微机“五防”主机按钮操作。在界面上分别对1-N号电容器/电抗器AVC投入按钮点击右键，在弹出的菜单中选择“AVC投运”。AVC退出与之操作相同，选择“AVC退出”菜单即完成。

(3) AVC流程框结构原理如图1所示。

2 AVC拓扑原理

在模拟屏上1-N号电容器/电抗器AVC投入按钮。通过“五防”主板与闭锁控制器主机通信(遥控闭锁主从规约)，由主机发送给AVC闭锁控制器命令，同时也发送给中心站“五防”服务器，再由服务器的实时数据库同步到中心站“五防”主机和市调的“五防”工作站。

AVC控制器首先通过RS485串口通信(遥控闭锁编码规约)对1-N号电容器/电抗器闭锁继电器进行合/分解锁，其次通过编码地址通信对1-N号电容器/电抗器信号继电器实施动作告警(当AVC投入时，点亮继电器指示灯；当AVC退出时，熄灭继电器指示灯)，发送给自动化监控系统，完成向当地后台、中心站监控、市调D5000监控系统传输1-N号电容器/电抗器“五防”AVC投入/退出信号。同时“五防”主板通过CDT规约向监控系统发送1-N号电容器解锁报文。当遥控闭锁屏或35 kV开关柜上的1-N号电容器/电抗器闭锁继电器解锁时，合/分灯常亮；监控系统后台1-N号电容器/电抗器AVC投入信号动作（红灯为投入，绿灯为退出）时，本站无功设备开关的遥控权转移给AVC主站系统（市调调控处）。AVC拓扑原理如图2所示。

图1 AVC拓扑原理

3 AVC功能分析

3.1 逻辑判断功能

AVC无功补偿启动按钮逻辑关系与对应间隔上下隔离刀闸相关联，仅在上下隔离刀闸处于合闸状态时允许投入(即热备状态或运行态允许投退)，如有任何地线投入或者隔离刀闸分开的情况，均不能启动AVC功能。

当需要AVC投运时，按下模拟屏或微机“五防”电脑上的“×××AVC投运”按钮，系统进行该电容器/电抗器的投运逻辑判断。若断路器处于热备用状态，其对应AVC遥控闭锁继电器接点吸合，解锁命令下发至AVC硬接点继电器，使继电器导通，解锁电容器/电抗器的监控闭锁点，控制权转移至自动化监控后台，若逻辑不正确(即系统认为断路器处于非热备状态)，则报错：“检查×××设备状态”(该设备与AVC投运条件状态不符)，和“设备状态不符，×××AVC不能投运。”

3.2 AVC投运并行多任务闭锁功能

AVC投运时，将投运的电容器/电抗器间隔进行多任务闭锁，即本间隔不允许其他设备“五防”模拟操作，保证操作的安全性和唯一性。如若违反操作，进行模拟预演，则系统提示“AVC设备已投运，禁止操作！”。

3.3 设备唯一操作权功能

当某间隔电容器/电抗器设备AVC无功补偿功能启动时，受控站向中心站和市调调控处释放该电容器间隔的控制权，在中心站、受控站和调控处的“五防”系统上都不能对该间隔的设备进行模拟。当某间隔电容器/电抗器退出AVC功能时，受控站收回中心站和市调调控的控制权，转为“五防”闭锁状态，此时所有控制输出均需经过“五防”预演(AVC控制功能失效)。

3.4 中心站状态同步功能

AVC无功补偿功能的启动控制权，由受控站运维人员通过就地或者中心站微机“五防”集中闭锁系统控制，调控处微机“五防”延伸系统只有浏览功能，不允许操作该投退开关。

4 AVC正常投入模拟操作

选取1号电容器，AVC正常投入操作。设置1号电容器均为热备用状态或运行状态，依次按下1号电容器AVC投入开关，向AVC遥控闭锁控制器发出控制信号，其对应AVC遥控闭锁继电器接点吸合，AVC硬接点继电器导通。同时“五防”主机向监控后台发送解锁报文(CDT规约)，遥控闭锁继电器接点闭合(点亮继电器指示灯)，解锁1号电容器设备。此时，后台监控系统界面显示1号电容器AVC投运，调控处AVC主站系统依据整定参数和信号闭锁条件，通过D5000监控系统自动对1号电容器开关控制合闸。

图2 AVC拓扑原理

5 结束语

通过对受控站微机“五防”系统进行升级改造，上海市调控处AVC主站系统通过软件优化计算后，对各分区变电站内电压、无功设备进行自动操作，最终实现电压和无功的最优控制，从而提升驾驭大电网运行能力，提升大范围资源优化配置能力，提高无功控制的自动化水平。

2016-06-18。

马鹤年(1962-)，男，工程师，主要从事电力系统监控自动化等工作，email：13918658171@139.com。