AVC系統在電網EMS中的應用
摘 要:隨著電網的快速發展,電網規模的日益擴大,面向整個電網的無功電壓控制矛盾日益突出。自動電壓控制(AVC)技術架構在EMS系統之上,以電壓安全和優質為約束,以系統運行經濟性為目標,連續閉環的進行電壓的實時控制,有效解決了電網面臨的電壓控制問題。
關鍵詞:自動電壓控制(AVC) EMS系統 閉環 電壓的實時控制
【中圖分類號】 G644.4【文獻標識碼】 C 【文章編號】1671-8437(2010)02-0169-01
1引言
隨著電力工業的發展,大容量電廠和電力用戶的大電力系統的出現,電壓問題已經不只是一個供電質量的問題,而且是關系到大系統安全運行和經濟運行的重要問題[1]。如何對電壓進行優化控制,提高電壓質量、降低系統網損成為供電企業調度運行人員日益重視的問題。近年來自動電壓控制(AVC)技術的研究得到了長足的發展,成熟的AVC技術也逐步運用在各大電網的運行中。電網AVC系統的投運解決了電網運行中面臨的無功電壓問題,滿足了電能質量、電網安全和經濟運行的高要求,提高了電網的安全、經濟、優質運行水平。
2AVC系統簡介
基于最優潮流(OPF)的實時自動電壓控制(AVC)集安全性和經濟性于一體,可實現安全約束下的經濟性的閉環控制,被公認為是電力系統調度控制發展的最高階段[2]。AVC系統在現有的EMS系統SCADA/PAS基礎上,利用EMS高級應用軟件(PAS)現有的電網模型以及SCADA系統采集的實時數據,在滿足協調變量目標值前提下,以全網網損最小為目標,綜合考慮母線的電壓合格率、無功調節設備的動作次數限制、保護動作情況等約束條件,通過分析計算,實時給出全網無功電壓優化控制方案,并通過SCADA系統實現對無功調節設備的閉環控制。
AVC服務器作為EMS系統的一個節點,與SCADA/AGC/PAS/DTS應用的實時庫數據交互和網絡通信采用平臺提供機制。AVC系統進程采用類似AGC的網絡化配置,主備服務器雙機熱備用,即主機進程故障時,備機進程能自動啟動,保證AVC系統不間斷運行,且主備切換時間短,保證不丟失任何控制數據。EMS系統中其余節點應可瀏覽AVC畫面、數據,用作觀摩和演示。
AVC系統實現的功能包括省地AVC協調、數據濾波、自動分區、決策選擇、控制執行、安全監視、規則庫、信息分析查詢等功能。
2.1 AVC系統根據電網的實時狀態進行控制策略計算,能 實現控制策略的開環、半開環、閉環控制,根據策略進行實際的設備操作,控制模式之間的協調優先保證電壓和功率因數約束,系統網損則次之。通過模式優先級和響應周期考慮控制動作次序問題,避免控制過調或振蕩。
2.2 AVC系統接讀取SCADA所有量測,根據電網運行方式變化進行自動分區,采取周期運行方式,引入狀態估計遙測遙信粗檢測對量測質量進行關聯分析,全網完整模型實時拓撲校驗避免分區錯誤,確保控制數據源安全性,使控制區域與電網實際運行方式自動保持一致。
2.3 地調AVC系統能與省調AVC實施有效互聯,執行省調AVC下達的無功調節策略及相關指令,完成本地區電網內無功優化,包括電容器/電抗器控制策略。省地AVC系統交換信息包括各變電站主變功率因數、電壓目標值,無功備用可增可減無功值等。
2.4 控制策略計算時考慮的無功電源和調壓設備包括:發電機、電容/電抗器組、靜止無功補償器(SVC)、有載調壓變壓器(OLTC)等。
2.5 可按照電網電壓要求進行母線、電容器等時段限值劃分,設置閉鎖條件實現AVC控制功能的安全性。
3AVC系統的特點
3.1 AVC系統采用一體化的設計理念。系統基于調度自動化平臺,直接讀取PAS網絡建模、從SCADA獲取實時采集數據并進行在線分析和計算,對電網內各變電站的有載調壓裝置和無功補償設備進行集中監視、統一管理和在線控制,實現全網無功電壓優化控制閉環運行。
3.2 AVC系統降低了運行人員的工作量。在正常運行時,AVC系統完全處于閉環自動運行的狀態,將調度員從繁雜的日常調壓工作中解脫出來,降低調度員的勞動強度。同時,AVC系統一體化嵌入式的設計思路不給自動化人員增加任何維護工作。提供了良好的人機界面,調度員可以實時的修改控制目標,干預控制執行。
3.3 AVC系統提供了安全可靠的調節手段。可自動閉環控制、實時調節,保證電網電壓穩定和安全運行,避免人工調整不合理性以及人工疏漏造成的誤操作;對于已經裝設VQC裝置的變電站,主站AVC與子站VQC互為備用,增加電網在電壓無功緊急控制情況下可靠性;控制具有預見性,減少不必要的設備動作次數,避免誤動或調節頻繁,提高了設備運行安全性和使用壽命,減輕了檢修強度,降低了無功設備故障概率。
3.4 AVC系統取得了較好的社會效益。確保關口功率因數合格,提高電壓合格率,實現逆調壓,對于未上VQC裝置的變電站,可減少子站VQC投資,節省了因各變電站就地安裝VQC而花費的資金,系統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。實現全網無功裝置協調控制,允許網絡內部臨近變電站無功倒流、互相支援,使全網在滿足關口功率因數前提下無功在盡可能小區域內分區就地平衡,減少線路無功流動,降低網損。
3.5 AVC系統取得了較好的技術管理效益。各級調度AVC系統互相聯系,下級調度跟隨上級調度下發的協調值,并將地區電網的實時信息上轉給上級調度,保證本地區電網優質運行的同時,向上級電網提供堅實保障。
4體會
4.1 AVC系統的實施強化了調度、運方人員從
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