电力系统自动电压控制页PPT文档

AVC的两个特征
第一，AVC是一个动态的、闭环 的、实时运行的控制系统。
第二，AVC是一个在时域上分级， 地域上分层分区的分解协调的过程。
AVC的基本概念
AVC是指在正常运行情况下，通 过实时监视电网无功电压情况，进行 在线优化计算，分层调节控制电网无 功电源及变压器分接头，调度自动化 主站对接入各节点的无功补偿可控设 备实行实时的最优闭环控制，满足全 网安全电压约束条件下的优化无功潮 流运行，达到电压优质和网损最小。
省调在满足220kV母线电压合格 的前提下，尽量控制220kV变电站主 变高压侧功率因数满足220kV线路达 到经济分布。
省调AVC对每台220kV主变下发 无功指令，再由地调AVC软件控制该 主变所带电网的电容器投切和变压器 分接头调整。
分区及中枢节点的确定
分区的要求： 中枢节点电压的典型性 区域可控性 区域间的解耦性
分区的方法： 地理分区，即按照电力系统的地
理分布分区，难以适应系统运行工况 的大幅变化，研制以硬件形式固定的 区域控制器投资很大。
软件分区，就是根据某种分区算 法，由软件在线自适应的完成分区， 分区结果不固定，能适应电力系统的
电力系统自动电压控制
(Automatic Voltage Control)
电压控制的措施：
借改变发电机端电压调压； 借改变变压器变比调压； 借补偿设备调压。
电压控制的方式：
电压中枢点的逆调压和顺调压。
自动电压控制的必要性：
改善电能质量的要求； 提高电压安全性的要求； 大规模电力系统中，人工调压的 方式难以胜任。
二级电压控制由多个分布在电力
系统各区域控制中心的相互独立的区 域电压控制器(SVC)组成，通过修改 一级控制器的整定值来协调区域内一 级控制器的行为。控制时间常数为几 十秒到分钟级，控制的主要目的是保
证中枢母线(pilot node)电压等于设定
值。二级电压控制是一种区域控制 (region control)，只用到本区域内的 信息。这种分区控制的理论基础是无 功电压的区域特性。
自动电压控制的意义
自动电压控制是现代电网的两大 自动控制系统（AGC、AVC）之一， 具有提高电网电压质量、降低网损、 增加稳定储备和减轻调度值班人员劳 动强度的功能，能够保证电网安全经 济优质运行。
AGC与AVC
AGC和AVC是电力系统调度自动 化的最高形式，分别对应有功调节与 频率控制、无功调节与电压控制两个 方面。
机组分担
Baidu Nhomakorabea
调节控制
机组控制
区域控制误差
Δf
调速器 PG 汽轮机
电力系统
实现全网统一的AVC在结构上要 解决以下两个问题。
一是动态性问题，即AVC要在时 域上分级，至少要有控制周期内的统 筹计划、运行模式发生变化时的局部 调整以及实时控制三个环节。
二是空间上的关联问题，即AVC 要在地域上分层，层上分区，这是由
目前，AGC已经能够在实际系统 中实现，而AVC还不成熟，基本处于
研究发展阶段。
电压控制的特点
无功电源的设备种类繁多，运行 状况和特性差别很大。
系统电压主要受本地区无功平衡 情况的制约，具有很强的区域性。
从系统正常运行的角度看，允许
电压在相对较大的范围内变化。
AGC的总体结构
跟踪控制
发电计划
负荷预测 机组组合 水电计划 交换计划
无功优化中的一些难点和问题：
无功优化问题的非线性程度； 无功优化模型中大量不等式条件的处理； 无功优化模型中离散变量的处理； 无功优化方法与AVC分级分区相结合； 无功优化从最优潮流问题中分离成相对独 立的子问题，对最终的最优解的影响； 用于AVC的动态无功优化问题中，各断面
之间有时间耦合约束的变量的处理。
电压控制和无功平衡的特点决定的。
借鉴欧洲一些国家普遍采用的三 级电压优化控制模式，一般将AVC分 成三级控制，即
一级电压控制(primary voltage control)， 二级电压控制(secondary voltage control)，
三级电压控制(tertiary voltage control)。
不断发展和运行工况的实时变化 。
无功负荷预报
无功负荷预报是实现电力系统 自动电压控制的前提，没有成功的 无功负荷预报，就不可能实现整个 控制周期内真正意义上的AVC。
目前，负荷预报的研究多集 中于有功负荷，无功负荷预报要充 分利用有功预报的结果和分析功率 因数变化的规律。
由于系统电压的变化范围相 对较大，无功负荷预报还要考虑各 节点无功负荷的电压特性。
实现AVC的几个热点问题：
无功优化 分区及中枢节点的确定 无功负荷预报
无功优化
无功优化是AVC主站设计的核心 程序，位于三级电压控制系统的最高 层。用于AVC主站设计的无功优化程 序应具有如下特点：计算速度快，收 敛可靠，鲁棒性强，能处理大规模系
统的优化问题。
无功优化的方法
无功优化的方法总体上可分为两 类：一类是基于可解析表达的数学优 化方法，另一类是无需解析表达的就 能进行优化的方法，即具有不同智能 程度的一系列搜索类优化算法。
一级电压控制由广泛分布在电力
系统中的各种现有的自动控制装置组 成，为本地控制(local control)，只用 到本地的信息。控制器由本区域内控 制发电机的自动电压控制器(AVR)、 有载调压分接头(OLTC)及可投切的电 容器组成，控制时间常数一般为几秒。 在一级控制中，控制设备通过保持输 出变量尽可能的接近设定值来补偿电 压的快速和随机变化。
国内AVC发展现状
江苏、河南、湖南、福建、安徽 以及山东等省的电力系统都在开展对 AVC的研究，一些系统也做了初步的 工程实现。
安徽省电网AVC系统
安徽电网按地理位置分为七个控 制区。
枢纽母线取区域内重要厂站的高 压母线。
电压上下限的确定满足在此电压 范围内，区域内所有厂站的母线电压 都在合格范围内。
三级电压控制是其中的最高层， 以控制中心EMS作为决策支持系统， 以全系统的经济运行为优化目标，并 考虑安全性指标，最后给出各中枢母 线电压幅值的设定参考值，供二级电 压控制使用。在三级电压控制中要充 分考虑到协调的因素，利用整个系统 的全局信息来进行优化计算，其时间 常数在十几分钟到小时级，一般采用 最优潮流技术(OPF)。