四川电网多级AVC系统协调控制及实现
地区电网调度中的AVC控制与优化策略
地区电网调度中的AVC控制与优化策略摘要:随着社会的发展,我国的电力系统的发展也越来越完善。
电力系统在近年来的技术发展中不断的完善,系统应用价值也有了明显的提高。
就目前电力系统当中的调度系统分析来看,在技术加强的情况下,AVC系统的应用得到了较为广泛的推广。
此系统可以对电网的等级进行划分,实现全网调控、区域调控和本地调控3种模式,因为系统能够自动的进行运行参数的调节,所以,整个系统的无功功率传输损耗会得到降低。
简言之,电网调度AVC系统的运行现实价值明显,所以做好对其的运行维护工作十分的重要。
基于此,本文就AVC系统运行维护进行详细分析,旨在发现问题并对其进行解决。
关键词:地区电网调度;AVC控制;优化策略引言AVC系统采用闭环控制系统,优化电网电压及无功水平,能够有效地降低网损,提高网络输送能力,其运行和管理是一项复杂的工程。
地区电网内变电站通过集中的电压无功调整装置自动调整无功功率和变压器分接头,保证各母线、线路的电压以及功率因数在规定范围内,同时降低电网中的有功损耗。
目前各地市供电公司调度的AVC系统,能根据电网实时运行情况,计算出最佳无功及电压调节方案,并根据计算结果实现实时调节,从而确保系统运行的经济性和安全性。
AVC系统将自动化技术和在线控制技术相结合,实现系统电压的自动控制、保障电网更可靠运行、提高用户侧的电能质量,这也是智能电网的发展方向。
开展地区电网的AVC控制与优化策略的相关研究显得至关重要。
1 AVC应用机制AVC系统的投入运用,是在科学设计的前提下实施的,主要从以下几个方面实现闭环控制流程。
人工及自动闭锁:根据系统运行情况对变压器分接头调节、电容器投切等无功调节设备进行人工或自动闭锁,闭锁分为永久及临时闭锁。
例如在运行中出现变压器分接头滑档,则应立即闭锁有载调压控制器。
或者当电容器投切次数达到动作次数上限时,也应该闭锁。
通过闭锁机制可以有效提高AVC系统运行的可靠性、保障电网稳定运行。
AVC系统简介
智能化发展
随着人工智能、机器学习等技术 的不断发展,AVC系统将更加智 能化,能够实现更加精准的电压
和无功控制。
集成化发展
AVC系统将与电力系统其他自动 化系统进行集成,实现信息共享 和协同控制,提高电力系统的整
体运行效率。
云化发展
随着云计算技术的不断发展, AVC系统将逐步实现云化,能够 实现更加灵活和高效的控制。
AVC系统面临的挑战
技术挑战
AVC系统需要处理大量的数据和信息,对数据处理和分析技术提出 了更高的要求。
网络安全挑战
随着网络技术的不断发展,网络安全问题也日益突出,如何保证 AVC系统的网络安全是一个重要的挑战。
人才挑战
AVC系统需要具备专业的技术和管理人才,如何培养和引进这些人才 也是一项重要的挑战。
AVC系统未来发展方向
01
更加智能化
未来的AVC系统将更加智能化,能够实现更加精准和自适应的控制。
02
更加集成化
未来的AVC系统将与电力系统其他自动化系统更加集成,实现信息共享
和协同控制。
03
更加云化
未来的AVC系统将逐步实现云化,能够实现更加灵活和高效的控制。同
时,也将更加注重网络安全和人才培养等方面的发展。
AVC系统实际应用效果
提高生产效率
降低成本
通过自动化控制,减少了人工干预,提高 了生产效率。
通过精确控制和优化,降低了能源消耗和 人力成本。
提高安全性
提升品质
通过实时监测和预警,提高了生产过程的 安全性。
通过对生产过程的精确控制,提高了产品 的品质和稳定性。
05
AVC系统发展趋势与挑战
AVC系统发展趋势
交通管理领域
电网AVC省地协调控制技术规范
电网A VC省地协调控制技术规范1.省地协调控制方案(1)省地协调考虑正常情况和紧急情况。
正常情况指省网主网电压运行在考核限值范围内的情况;紧急情况特指省网电压越考核限值,且省网相关控制能力已经用尽的情况,紧急情况也可由调度员人为设定。
(1)正常情况下,不允许倒送无功。
紧急情况下,不考虑无功方向。
(2)地调A VC系统上传无功量分为两部分:关口厂站正常无功可调范围和紧急无功可调范围。
地调A VC系统对从220kV变电站向下辐射的电网进行实时的扫描,生成这两个无功可调范围,并上传给省调A VC系统。
(3)正常约束范围用于正常情况下的协调控制。
在统计正常无功可调范围时,地调A VC系统需要提前进行预估,得到真正“可动作”的无功容量,对于那些可能会导致地调电压越限(电压限值由地调给定)、设备投切次数超限、动作时间间隔过短的设备不统计在当前可用容量中。
(4)紧急无功可调范围用于紧急情况下的协调控制。
在统计紧无功可调范围时,地调A VC系统需要提前进行预估,得到真正“可动作”的无功容量,对于动作时间间隔过短的设备不统计在当前可用容量中。
(5)地调A VC系统同时上传对220kV电压的期望值,供省调A VC系统在进行全网协调时参考。
期望值表明从地调侧调压的角度出发所期望的省网侧220kV电压值。
该值在省网A VC系统进行全局优化时作为参考。
(6)省地协调变量采用变电站功率因数。
省调向地调下发功率因数区间(功率因数上、下限)。
(7)正常情况下,省调A VC系统在正常无功可调范围的限制下进行优化,得到并下发220kV变电站主变高压侧关口功率因数设定值,由地调A VC系统跟踪。
(8)紧急情况下,省调A VC系统将优化空间扩大到紧急无功可调范围,并在下发的协调变量设定值中标明现在状态为强制执行。
地调不考虑功率因数的约束,优先响应省调的调节。
电压越低限时,投入全部可投容性无功设备或退出全部可退感性无功设备。
电压越高限时,投入全部可投感性无功设备或退出全部可退容性无功设备。
浅谈发电厂AVC系统在网源协调中的应用
浅谈发电厂AVC系统在网源协调中的应用摘要:“网源协调”是指发电机组与电网的协调管理,通过对发电机组、升压站等与电网密切相关的设备管理,保证发电机组和电网的安全稳定运行。
AVC通过励磁调节器(AVR)调节发电机机端电压/无功达到主站控制目标,进行实时最优闭环控制,满足全网安全电压约束条件下的优化无功潮流,从而使电网尽可能地保持在最优无功运行状态或附近,以达到提高电压合格率,降低电网能量损耗的目的。
关键词:AVC;网源协调;励磁1、引言近些年来,随着我国经济不断的发展,社会用电需求旺盛,越来越多的发电机组并入电网,以满足生产生活中的各类用电设备。
在这种条件下,电网本身对其安全无论精度和速度都难以满足电网的调节需要。
若要电网运行在安全稳定的状态,就要优化电压和无功的控制能力,以达到网源协调性、稳定性,抗扰性,也提出了更高的要求;面对这样的要求,如果仅仅依靠人工调节是无法实现的,那么,AVC系统的介入正是解决此问题的理想方式之一。
2、发电厂AVC的发展与现状AVC最早在20世纪80年代初开始用于电网,称为二次电压调节网,目标是在电网中实现无功功率及电压的区域性集中控制。
随着技术的提高,AVC控制系统也在功能上不断完善,控制层次也更加细致。
根据电网运行及控制需求一般可分为一次、二次和三次调节。
一次电压控制(基层电压控制):机端电压或主变高压侧电压的快速无规则变化由发电机组机组励磁调节器(AVR)实现快速控制(毫秒、秒级),一次电压控制必须是自动的(类似机组一次调频)。
二次电压控制(区域电压控制):主要面向电压质量和电压稳定性,一个区域内某个或某些枢纽母线电压的慢速变化(分钟级)对该区域具有较大影响意义的一台或多台发电机进行联合控制。
三次电压控制(全系统协调电压控制):以全网经济运行为目标,采用最小化网损的最优潮流实现,以状态估计和无功电压优化算法为基础,给出各区域中枢节点电压的最优设定值,控制周期一般为分钟级或小时级,使区域间的电压协调控制。
地区电网AVC系统常用控制策略改
AVC系统常用控制策略根据《电力系统电压和无功电力技术导则》和电网运行部门的管理规定, AVC系统采用如下无功电压综合优化控制策略。
1)控制目标在确保电网安全稳定运行的前提下,AVC软件的控制目标包括:a)确保变电所10kV侧A类考核母线的电压合格率b)确保220kV变电所主变高压侧受电关口的功率因数c)在以上两点要求满足时,按无功分层就地平衡方式优化运算,降低系统网损。
AVC系统实行综合优化,在保证母线电压合格、功率因数合格的情况下,通过控制变电所变压器中的无功流动,实现无功就地平衡,降低网损。
用户可以设定电压指标、功率因数指标,从而设定各个控制目标的优先级。
当某个高优先级的指标没有达到时,AVC系统能自动调整相关的控制策略,牺牲低优先级的控制目标,满足高优先级的控制目标。
2)控制范围和控制手段无功电压优化闭环控制的最大范围为由地区电网管辖的具有SCADA遥控遥调功能的220kV及以下变电所。
以这些变电所为考察单元,将220kV变电所作考察单元为其送电的110kV变电所考察单元的上一级单元,建立考察单元之间的上下级层次关系,并以此为基础,通过不同层次的考察单元之间的相互协调,实现地区电网二级无功电压优化控制。
无功电压优化闭环控制的控制手段(控制对象)为220kV变电所变压器有载分接开关;110kV、35kV变电所的变压器有载分接开关、电容器、电抗器。
3)分区控制AVC系统提供基于区域的2级无功电压控制。
系统对地区电网进行自动分区。
采用地调 SCADA/PAS中的电网拓扑结构库,以220kV 变电所的中枢母线作为分区的出发点,根据设备拓扑连接关系以及开关刀闸的实时状态自动对110kV、35kV变电所进行分区。
当开关刀闸状态发生变化时,分区也能自动进行修正。
当某个开关或刀闸状态有误时,也可以根据周边其它开关刀闸的状态进行修正。
4)控制策略a)电压控制策略为满足电压合格率的控制目标,AVC系统采用的控制策略是:首先,按无功分层、分区就地平衡的原则,控制并联电容器投切,确保各220kV变电所变压器一次侧功率因数满足合格范围。
AVC原理及其在成都电网的应用
摘 要: 文章 介 绍 了 自动 电 压控 制 ( V 的 原 理 和 成 都 电 网 的 电压 、 功 调 节 情 况 , A C) 无 以及 A C 装 置 在 成 都 电 V
网 中的 实 际应 用 情 况 。
关键 词 : VC; A 电压 调 节 ; 功 优化 无
概 念 , 小 区域 为一 个 厂 站 , 大 区域 为 全 网 。 C控 制 最 最 AV 成 都 电 网 内无 功 源 主 要有 并 网 电厂 ,无 功 补偿 电容 仅 仅使 地 区 电 网无 功关 口满 足 功 率 因数要 求 、达 到平 衡 及用 户 无 功 补偿 设 备 。 是 远 远不 够 的 。 为优 化 无 功 平 衡 状 态 , 必须 在 尽 可 能小 的 成 都 电 网作 为 受端 网络 , 内无 功 源 具 有 如下 特 点 : 区 域 范 围 内使 无 功 就 地 平 衡 。 V 网 A C装 置 首 先 尽 量 使 小 区 城 区负 荷 中 心 的无 功平 衡 依 赖 有 限几 个 小 火 电 和燃 机 电 域 无功 就 地 平衡 , 果 无 法 达 到 这一 目标 , 将 区域 范 围 如 则 厂 ;西 部地 区 的小 水 火 电无 功 出力 作 为 无 功 源 的重 要 补 扩 大 到相 邻 厂 站 , 此 扩 大 区域 内使无 功就 地 平衡 。 在 充 , 由于 多 为径 流 式 电 厂 , 枯水 期 几 乎 无 电可 发 。 但 在 A C根 据 电 网 电压 无 功 空 间分 布 状 态 自动 选 择控 制 V 23 成 都 电 网电 压无 功 调 节 的 主要 手 段 . 模 式 并 使 各种 模 式 自适 应 协 调 配 合 ,实 现 全 网 优化 电压 成都 电 网 的 电压 无功 调 节 的主 要 手 段 有 :控 制 网 内 调节 。 先顺 序是 “ 优 区域 电 压控 制 ” “ > 电压 校正 控 制 ” “ > 区 及 周 边 发 电 厂 的无 功 出力 , 切 并 联 补偿 电容 器 组 , 整 域 无 功 控 制 ” 区 域 电 压 偏 低 ( ) 采 用 “ 域 电 压 控 投 调 。 高 时 区 主变 档位 。 制 ” 快 速 校 正或 优 化 群体 电压 水 平 ; 限 状态 下采 用 “ , 越 电 由 于成 都 电网 电 源点 分 布 不 合 理 ,因此 传 统 的人 工 压 校 正 控 制 ” 保 证 节 点 电压 合 格 ; 网 电压 合 格 时 考 虑 , 全 经济 运 行 , 用 “ 采 区域 无 功 控制 ” 。 作者 简介 : 张剑 平 ( 9 2 , , 川成 都人 , 士研 究 生 , 1 7 一) 男 四 硕 主要 从 33 无功 电压 调 整 的具 体 策 略 . ( 转 第 1 9页) 下 0 事 电力调 度 工作 。 21 成 都 电 网主 要 无 功 源 .
电网自动电压控制(AVC)系统的功能与应用
电网自动电压控制(A VC)系统的功能与应用【摘要】本篇文章主要介绍电网自动的电压控制系统基本的功能、控制的模式以及实现的过程在实际过程中应用的情况。
用自动电压控制的系统进行运行分析,说明电网的自动电压控制的功能实施起来可行性很高,能够取得一定的社会效益和经济效益,实现经验型到分析型的转变,目前自动电压的控制以及成为了整个电网优质、安全以及经济运作非常重要的手段。
【关键词】电网自动电压控制系统;功能;应用电压是一项衡量电能质量重要的指标,也是确保电网能够安全运行以及经济运行重要的因素;同时电压的合格率也是决定电力的生产能否双文明都达标,能否成为国家一流的供电企业重要的指标。
最近几年随着科技和经济的不断发展、自动化的设备普遍得到应用、容量较大的跨区域电网不断发展,相关的用户对于电压的质量要求也是越来越高。
因此,在对电网的功能和应用进行设计的时候要根据用户自身的需求控制电压,降低电网的损耗、将电网运行的水平提高是目前电网运行需要解决的问题。
1 实施电网自动电压控制系统必要性随着电网的改造不断深入人心以及用电负荷不断增长,相关部门对于电网无功和电压的考核要求越来越高,以前都是由人工操作的无功来补偿设备,手动调节的主变由载调压的开关已经不能够适应现在电网发展相关的要求。
在将电网自动电压控制系统实现之前,相关电网所有的变电站无功补偿和电压调度都需要依靠人工,电压调度的人员发现电压越限的时候要凭借自己经验来调度,工作人员的劳动强度很大,并且有时候还会不能够及时调度,不能够进行实时优化,现在主要存在以下几个缺点:(1)调度的人员需要对电网进行24小时的遥控和监视,工作人员的工作量非常大,给工作人员对于其他的业务处理带来很大压力。
(2)运行的人员要凭借自己的经验调节,有时候不能够将最准确的调节方式判断出来,导致接受调节之后的设备不能够再得到合理利用,不能实现充分将网损降低和优化无功补偿的目的。
(3)人工进行调节的时候考虑的不是很周全,一旦出现调控没有及时的情况,会使得整个电压和利率短时越限,将整体的合格率降低。
电网AVC系统相关问题
电网AVC系统相关问题的探讨摘要:avc是电压无功自动调节领域的最先进方式。
本文对电网avc系统作了总体介绍,并深入分析了其工作原理,最后针对电网avc系统现状提出相关问题,探讨切实可行的解决方案。
关键词:电压无功自动控制avc中图分类号:tm761 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2011)07(b)-0123-01电压合格率和电网损耗是电力系统非常重要的指标,因此提高电压合格率和降低电网损耗是电网企业重点工作。
目前广泛使用的电压无功自动调节系统,有变电站软件vqc、无功电压控制装置、svqc 等,但是这些调节方法存在着范围性弊端,不能有效处理全网范围内的电压无功优化问题,而且维护工作量大。
随着我国电力市场改革的深化,厂网分开后,降低电网损耗对电网公司来说变得更为重要。
我国电网自动化水平近年来已得到很大的提高,调度自动化系统scada/ems 也已得到普及,scada 的“四遥”功能日趋完善。
因此基于scada/ems 系统,在全网范围内的处理电压无功优化问题显得十分必要,它为现代电网安全、优质、经济运行提供了先进的控制手段[1][2]。
1 avc系统的介绍avc系统用以对全网无功电压状态进行集中监视和分析计算,从全局角度对广域分散的电网无功装置进行协调优化控制。
avc是ems 的重要应用子系统,为减少网络不安全因素和控制命令传输环节,保证控制过程流畅性和可靠性,使系统维护量最小,遂采用与ems平台一体化的设计方案,包括统一的支持软件系统和统一的scada/ems平台软件系统,以防止自动化人员因维护多套系统而加大工作量,避免因调度运行人员日常监视操作带来的不适应[3]。
2 avc系统的工作原理avc系统的基本原理是与调度中心主站ems平台一体化设计,从pas网络建模获取控制模型,从scada获取实时采集数据,根据电网无功电压实时状态进行在线分析和计算,通过scada远动通道下发遥控遥调命令,从而逐步逼近全网无功电压潮流优化状态。
调度支持系统AVC功能应用及常见问题处理
调度支持系统AVC功能应用及常见问题处理潘梅【摘要】随着电力工业的快速发展,电网的规模正在不断扩大,电力系统的安全、稳定以及经济的运行已经成为了当前形势下电力生产研究的重大课题。
在保证电力系统安全稳定运行的前提下,一定要不断地采用新的技术来提高电能的质量、不断地降低网络元件中的电能损耗现场,从而能够获得满足安全条件的最大的经济型以及最好的电能质量。
自动电压控制(AVC)指的是利用计算机系统、通信网络和可调控设备,根据电网实时运行工况在线闭环控制无功和电压调节设备,实现无功合理分布。
在众多技术手段中,电网的自动电压控制以及无功优化(简称AVC)就是一种非常有效的能够提高电能质量同时降低网络元件电量损耗,检测电网安全运行水平的有效手段。
【期刊名称】《低碳世界》【年(卷),期】2016(000)022【总页数】2页(P85-86)【关键词】AVC系统;控制功能;策略【作者】潘梅【作者单位】国网四川省电力公司攀枝花供电公司,四川攀枝花617000【正文语种】中文【中图分类】TM761.1 调度支持系统AVC技术地区电网AVC系统是变电站主站自动化的高级应用软件技术继续延伸发展不断靠拢闭环控制方向。
地区电网调度控制中心系统SCADA及其他一些功能先进的高级应用软件(例如可以进行状态估计)已经达到实用化水平。
全国大部分地区电网自动化硬件水平已经有了明显的提高,例如实时数据采集以及闭环控制等功能基本都可以满足了。
将变电站主站的中心控制系统SCADA与电力数据通信网络结合起来,能够在控制中心采取一系列的实时信息,包括开关刀闸位置、母线电压、线路潮流、以及发电机出力等,同时可以在控制中心进行远程操控来完成一系列的操作,例如变压器分接头升降、发电机无功出力调整以及电容电抗器投切。
在变电站调度支撑系统的设计体系上,主站平台系统支持AVC应用子系统在某些功能方面进行扩展,能够为电压无功控制功能提供统一的支撑软件。
AVC应用系统在电网中的广泛应用,是地区电网无功调度发展到最高阶段的典型标志,该应用系统可以为地区电网无功电压更加安全更加经济的运行提供重要的技术支撑。
地区电网中AVC的控制策略研究与分析
地区电网中AVC的控制策略研究与分析摘要:目前,地区电网中普遍应用AVC系统,它用 PAS 拓扑模型自动生成监控点,利用 SCADA 采集的数据实时数据,通过多种控制策略实现电压监测点的电压调节、功率因数和网损优化控制。
关键词:AVC;分层分区;控制策略随着电网规模不断扩大,为确保地区电网的安全经济运行,以提高电网电压水平,保证电压稳定性为目的电压无功自动快速协调控制显得愈发重要。
目前,电网自动电压控制(Automatic Voltage Control,AVC)技术是一种能够实现全局多目标优化闭环控制,集安全、经济和优质于一体的控制技术,也在实际应用取得非常好的效果。
由于地区电网直接面向电力用户,因此,地区电网AVC系统的正确应用对电能质量起到至关重要的作用。
本文重点介绍地区电网AVC系统的控制策略。
一、AVC系统概述1、AVC系统:AVC(Automatic Voltage Control),是自动电压控制的简称,是发电厂和变电站通过电压无功调整装置集中的自动调整无功功率和潮流分布,使注入电网的无功值得到优化,从而使全网(含跨区电网联络线)的无功潮流和电压都达到最优运行条件,实现电网经济运行。
2、AVC系统工作原理:AVC软件应用通过采集SCADA上的实时数据,并应用PAS的建模,根据提前设置的控制策略,将设备动作指令传至SCADA系统,SCADA系统再将控制命令下发至各变电站,进行无功及电压调节。
此过程循环进行,直至全网无功最优。
实现了全网协调、闭环管理。
3、AVC系统结构体系:AVC系统控制分为三级,自底向上,由变电站->地区电网->网省电网。
随着自动化通信技术发展,经历了一个单站、区域、全网的发展过程,也是一个简单到复杂的过程。
二、控制策略的分析AVC控制原理是按分层分区的基础上构建不同的AVC控制策略,且各控制策略按响应周期在时间上解耦。
遵循大电网、高电压水平下无功分层分区平衡优化原则,结合九区图控制原理,进行安全、简单、运行可靠的全网协调,实现全网优化控制。
电网AGC与AVC协调控制方法
第43卷第15期电力系统保护与控制V ol.43 No.15 2015年8月1日Power System Protection and Control Aug. 1, 2015 电网AGC与A VC协调控制方法于 汀1,2,蒲天骄2,刘广一2,李时光2,赵 聪3,田爱忠4(1.四川大学电气信息学院,四川 成都 610065;2.中国电力科学研究院,北京 100192;3.智能电网教育部重点实验室(天津大学),天津 300072;4.新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学),北京 102206)摘要:电力系统有功功率与无功功率耦合日益紧密,自动发电控制(AGC)与自动电压控制(A VC)相互解耦的模式会影响电网的运行控制效果。
基于AGC与A VC不同的控制周期,在时间尺度上建立了分钟层和秒层两级衔接的AGC与A VC协调控制模式,提出了控制方法。
在分钟层级上,建立有功功率与无功功率联合的最优潮流模型,提出AGC与A VC的联合优化控制方法;在秒层级上,完善AGC与A VC各自的控制策略,提出AGC与A VC的协调校正控制方法。
通过算例验证表明,所提方法在满足AGC与A VC各自控制目标的同时,实现了电网的经济运行,抑制了AGC与A VC的相互影响,促进了AGC与A VC的相互支撑。
关键词:有功功率;无功功率;自动发电控制;自动电压控制;联合优化;协调校正Coordinated control method of AGC and A VC in power gridYU Ting1, 2, PU Tianjiao2, LIU Guangyi2, LI Shiguang2, ZHAO Cong3, TIAN Aizhong4(1. School of Electrical Engineering and Information, Sichuan University, Chengdu 610065, China; 2. China ElectricPower Research Institute, Beijing 100192, China; 3. Key Laboratory of Smart Grid, Tianjin University, Ministry of Education, Tianjin 300072, China; 4. State Key Laboratory for Alternate Electrical Power System withRenewable Energy Sources, North China Electric Power University, Beijing 102206, China)Abstract: With the coupling relationship between active power and reactive power in power system becoming stronger, the control mode that automatic generation control (AGC) and automatic voltage control (A VC) operate separately may influence the control effect. Considering of the different control periods of AGC and A VC, this paper proposes a coordinated control method of AGC and A VC with a connection on the time scale of minute level and second level. On the minute level, an optimal power flow model of active power and reactive power associated together is established, a AGC and A VC associated optimization control method is proposed. On the second level, the respective control strategy of AGC and A VC is improved and a coordinated correction control method of AGC and A VC is proposed. Simulation is made to verify that the method proposed meets the respective control objective of AGC and A VC. At the same time, it can realize the economic operation of power system, restrain the mutual influence of AGC and A VC, and promote the mutual support between AGC and A VC.Key words: active power; reactive power; automatic generation control (AGC); automatic voltage control (A VC);associated optimization; coordinated correction中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1674-3415(2015)15-0042-060 引言自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)和自动电压控制(Automatic V oltage Control,A VC)是电网调度自动化系统的两大核心应用。
地区电网AVC控制策略实现
地区电网A VC控制策略实现【摘要】电压无功自动控制对电网的电压质量和降低网损,提高调度自动化水平具有重大意义。
本文简要介绍电网实施全网分层电压无功自动控制的结构和功能。
【关键词】无功电压优化;无功电压自动控制;优化控制;协调控制;电压无功;自动控制;功率因数;控制死区;监控系统;电压质量;变电站一、分层分区根据无功平衡的局域性和分散性,A VC对地区电网电压无功分层分区控制,使其自动控制在空间上解耦。
A VC数据库模型定义了厂站、电压监测点(母线)、控制设备(电容器、变压器)等记录,并根据网络拓扑实时跟踪方式变化,进行动态分区,以220kV枢纽变电站为中心,将整个电网分成若干彼此间无功电压电气耦合度很弱的区域电网。
A VC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。
A VC分区支持自适应区域嵌套划分,该图中可划分出A、B、C、BC、AB、ABC 等5个区域。
A VC控制仅仅使地区电网无功在关口满足功率因数要求、达到平衡是远远不够的。
为优化无功平衡状态,必须在尽可能小的区域范围内使无功就地平衡。
A VC自动拓扑分区支持自适应区域嵌套划分,首先尽量使小区域无功就地平衡,如果该区域无功就地平衡无法得到满足,则将该区域范围扩大到相邻厂站,在此扩大区域内使无功得到就地平衡。
A VC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。
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”。
二、电压控制策略1)区域电压控制:区域群体电压水平受区域枢纽厂站无功设备控制影响,是区域整体无功平衡的结果。
结合实时灵敏度分析和自适应区域嵌套划分确定区域枢纽厂站。
当区域内电压普遍偏高(低)时,调节枢纽厂站无功设备,以尽可能少的控制设备调节次数,使最大范围内电压合格或提高群体电压水平,同时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。
电网AVC系统存在的问题及改进措施
电网AVC系统存在的问题及改进措施作者:刘伟来源:《科学导报·科学工程与电力》2019年第25期【摘要】AVC系统主要由三个模块构成:自动电压调整程序(AVC_MAIN)、遥控程序(DO_CTLS)和报警程序(AVC_ALM)。
AVC_MAIN通常只运行在PAS节点上,它从SCADA获得电网的实时运行状态,根据分区调压原则对电网电压进行监视,发现电压异常时提出相应的调节措施。
当系统处于自动控制状态时,将调节措施交给SCADA的遥控程序,执行变压器的升降和电容器的投切,遥控环节是电压无功自动控制系统的关键环节,电压无功自动控制系统运行是否成功将在很大程度上决定于电网基础自动化状况。
报警程序负责显示自动调压程序提出的调压建议和遥控程序所做的自动调压措施。
在AVC系统的现场应用过程中,发现了AVC系统存在一些需要完善的问题,现作如下介绍,与大家共同探讨。
【关键词】电网;数据采集与监视控制系统(SCADA);自动电压控制(AVC);无功优化1.AVC系统工程存在问题研究电网AVC作为涉及电力系统、自动化、通信等专业协调的系统工程,具有相当的复杂性,在实际运行过程中不可避免地会存在一些需要进一步完善的问题。
1.1 设备存在的问题1)变压器的问题。
AVC系统是建立在电网高度自动化基础上的控制系统,对电网设备的要求较高,无载调压变压器已经不能适应AVC系统的要求;110 kV变电站中三圈变压器在负荷变化较大或负荷分配不合理的情况下,为了保持35 kV侧和10 kV侧电压在合格范围内,动作次数比较频繁。
现有的油浸式110 kV变压器有载调压分接开关正常情况下,动作次数应控制在10次/天,但在负荷较高、电压波动较大时分接开关动作次数常常超过这个限值,不能适应AVC系统高标准的要求,影响了电压合格率。
2)无功补偿装置的问题。
使用电容器组是最传统的无功补偿装置选型,优点是价格低,缺点是可控性差,不能跟踪无功负荷动态调整,与电网的需要不一致,影响电压质量,影响节约能源,影响电网稳定运行。
电网调度自动化AVC系统安全控制策略浅析
电网调度自动化AVC系统安全控制策略浅析[摘要]电网调度自动化系统的完善构建、广泛应用与快速发展令自动电压控制系统,即avc的科学研究逐步深入。
本文基于电网调度自动化发展背景探析了avc系统的工作过程、优势作用,并制定了avc系统的闭环安全控制策略,对提升电网avc系统的科学设计及安全应用水平,促进电网系统的全面自动化发展有重要的实践意义。
[关键字]电网调度;自动化;avc系统;安全控制中图分类号:tm77 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2011)12(a)-0000-00avc系统阐述avc系统为自动电压控制系统的简称,用于对全网无功电压运行状态实施集中监控及计算分析,有全局角度出发对电网的广域分散无功装置实施优化协调控制。
该系统可有效确保全网电压稳定,为电网提供优秀品质电压,并切实提升整体电网系统的经济运行效益及无功电压的综合管理水平。
可以说avc系统是电网调度自动化的高智能软件应用技术合理向闭环控制实践方向的科学拓展,其成为电网无功调度的最高发展阶段,可为各区域电网无功电压系统的经济运行与高效发展提供重要支撑技术手段。
2、avc系统的主体工作过程avc系统的主体工作原理与主站调度中心ems平台进行一体化设计,通过pas网络建模有效获取相关控制模型,通过scada实时获取相关采集数据并依据电网无功电压运行的实时状态展开在线的分析与计算。
同时avc可通过scada系统的远动通道输送遥调、遥控命令,进而逐步达到全网武功电压的优化潮流状态。
由此可见avc 系统的工作是一个再决策、再分析进而逐步逼近的闭环反馈实践控制过程。
其在220千伏高压主变侧实施对各省级、区域电网的分层控制。
具体的数据库模型则对电压监测点、厂站、控制设备等定义了层次记录,并通过网络建模实现各记录间的静态关联建立。
ems 平台与avc的一体化设计主体采用更新增量模型技术,通过自动建立设备控制模型与avc监控点进行自动验证,合理实现了系统化的智能建模。
高压配网和中低压配网分层协调控制AVC系统的设计与实现
高压配网和中低压配网分层协调控制A VC系统的设计与实现摘要:目前,中低压配网部分的无功补偿主要靠装置的自动投切功能实现,调控中心无法掌握其实时运行状况。
渑池电网A VC系统实施高压和中低压配网联合协调控制后,充分利用中低压配网无功就地补偿的优势,减少了高压配网站内无功设备的频繁调节,在中低压配网失去调节手段后,借助高压配网充足的无功补偿容量,对相应线路无功进行优化补偿,有效控制了设备的动作次数,从全网的角度优化了无功潮流,大大降低了网损。
关键词:电压;自动控制;A VC;高压配网;中低压配网0引言随着计算机、通讯技术的发展,调度高级应用软件也陆续应用和推广,自动电压控制(Automatic V oltage Control,A VC)系统就是其中之一,该系统通过调度SCADA系统采集各节点遥测、遥信等实时数据进行在线分析和计算,以各节点电压合格、关口功率因数为约束条件,进行在线电压优化控制,实现主变分接开关调节次数最少、电容器投切最合理、电压合格率最高和输电网损率最小的综合优化目标,最终形成控制指令,通过调度SCADA系统自动执行,实现了自动电压无功优化闭环控制[1]。
目前许多地区已进行过高压配网A VC系统建设,但是A VC系统在中低压配网中的应用尚处于起始阶段,没有高压配网A VC系统应用广泛。
本文主要介绍了A VC系统在渑池电网的高压配网及中低压配网中协调交互控制的设计与应用。
1总体设计1.1 A VC系统总体设计A VC根据电网中连续运行的动态过程与离散指令、离散操作相互作用的特点,以离散事件作为驱动,离散指令与动态过程相互交互,实现电网电压无功的自适应有序协调优化控制,属于混杂控制系统范畴[2]。
A VC系统的主要目标是在保证电网安全稳定运行的前提下,保证电压合格率、合理补偿无功、实现无功的分层分区就地平衡,最终降低网损。
下图1是渑池电网A VC系统在高压配网及中低压配网中协调交互控制的结构图:图1 协调交互控制结构图1.2 无功优化问题的控制模型及目标电力系统无功优化通常是以发电机机端电压、变压器分接头和并联补偿电容器、电抗器等设备的调控作为控制手段,通过合理调节无功潮流分布,以达到降低电网有功网损、改善系统电压质量、提高负荷端功率因数、保证电气设备正常运行等目的,实现电力系统运行状态的优化[3]。
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2013年1月
0116
李旻,等四川电网多级AVC系统协调控制及实现0117
方法,即根据当前的全网无功分布,综合考虑电厂、变电站和地调关口的无功出力和备用情况,在考虑电压合格、容抗器可投切次数等约束条件下,以网损最小为目标进行在线无功优化程序计算,给出全网最优的无功电压优化目标值,并给出各分区中枢节点电压的设定参考值,各220kV母线电压目标值和关口功率因素目标值,供省调二级电压控制和地调AVC系统使用。
二级电压通过对各分区内的省调的直调电厂和变电站的无功补偿设备进行实时闭环控制,将各分区的中枢母线电压控制在最优设定值范围内。
自适应在线软分区模块是根据当前电网的无功特点,将电网在线划分为彼此耦合松散的控制区域,在每个控制区域内都有相应的中枢母线和控制发电机,并且可以在线追随电网的拓扑结构变化,实现系统的自适应“在线软分区”功能。
在线电压稳定评估模块的主要功能是控制系统在电压稳定裕度不足时,转入以提高电压稳定裕度为目标的在线电压稳定预防控制模式;当系统电压稳定裕度较大时,系统转入电压优化控制模式,在电压安全的前提下,提高电网经济运行水平和电压质量。
该模块处于自动电压控制系统的最高级,可实时分析电压稳定裕度。
4地调AVC系统
四川电网各市地调AVC系统多采用南瑞科技设计开发的基于OPEN-3000调度自动化平台的嵌入式AVC系统,该系统是从PAS网络建模获取控制模型、从SCADA获取实时采集数据并进行在线分析和计算,对电网内各变电所有载调压装置和无功补偿设备进行集中监视、统一管理和在线控制,实现地区电网内无功电压优化控制闭环运行。
地调AVC系统的任务是通过闭环控制保证110kV及以下电网的电压合格,220kV 关口功率因素合格、无功分层平衡及尽可能减少线路无功传输、降低电网由于无功潮流引起的有功损耗[6]。
此外,地调AVC系统还对地区电网内各变电站有载调压变分接头档位和无功补偿设备进行集中监视、统一管理和在线控制,提高效率、减轻调压劳动强度,提高无功电压管理水平。
四川电网地调AVC系统主要包含数据合理性检测、安全监视、控制决策、决策执行几个模块。
(1)数据合理性检测模块是指对SCADA系统数据的合理性校验,通常是检测数据通信是否存在错误;
(2)安全监视模块是指为保障AVC系统安全运行而定义一系列告警信号,当实时检查被监控网络的所定义的指标不满足时给出告警信息。
常用的告警类型有量测不刷新、量测坏数据、主变连续同方向调档、动作次数越限、母线电压越上限或越下限、主变过载、遥信异常、遥测遥信不匹配、拓扑异常、容抗器拒动、主变分接头滑档等等情况。
(3)控制决策模块是电压控制软件的核心模块,是通过四种控制策略,如区域电压控制策略、母线电压控制策略、区域无功控制策略、单站无功控制策略,来分析计算出无功电压控制方案。
该模块的控制方案的得出是基于输入的合理性检测的SCADA实时数据,输出则是电容/电抗器的投切方案、变压器分接头的档位调节、地区电网电厂高压母线目标电压,由SCADA的下行功能实现。
(4)决策执行模块是AVC的控制环节给出控制命令,命令执行接口将命令通过现有SCADA 的下行功能实现。
输出控制命令前应进行相关安全校核。
5电厂AVC系统
电厂侧AVC系统是基于发电机组励磁系统起作用的,通过调节励磁调节器的电压给定值,控制机组励磁电流的增减,从而达到控制发电机组无功大小的目的。
电厂侧AVC系统安装于电厂,根据远程接收到省调或地调AVC系统下发的高压母线电压控制目标值,计算出全厂运行机组的总无功值,按照既定的无功分配策略,优化分配厂内各台运行机组的无功出力,并将分配的结果下发给每台机组的励磁调节器,通过动态调节励磁电流的大小来调节发电机的无功出力及机端电压,从而使电厂高压母线电压接近或达到电网要求目标值。
电厂AVC系统包含数据采集模块、机组无功自动协调分配模块、数据耦合校验、保护功能模块。
6各级AVC系统的协调
随着AVC系统在各级电网中的普遍应用,由于各自系统的控制目标不一致,控制信息不共享、控制操作不同步,可能出现各控制系统之间的冲突和过调问题,导致控制频繁动作,降低无功电压
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