地区电网AVC系统运行模式研究与应用 张学强

地区电网AVC系统运行模式研究与应用张学强
摘要：随着国网公司“三集五大”的实施，在大运行体系下地区电网自动电压控制
系统AVC 的模式运行是当前急需关注的问题。

本文结合地区电网AVC 系统运行实际，分析了目前AVC 系统运行现状，提出了地县一体化后AVC 系统的运行模式，比较分析了集中式和分布式AVC 系统的优劣，并确立集中式运行模式为最佳方案。

分析地县一体化AVC 系统功能需求，对现有AVC 系统软件进行功能优化和升级。

最后，结合工作实际提出了今后的改进方向和对策。

关键词：地县一体化；自动电压控制AVC 系统；运行模式
1 课题研究的背景与意义
目前在地区电网中已广泛使用的无功补偿和调压手段是变电站无功电压控制
装置VQC,但是VQC存在着不能有效处理全网范围内的无功优化问题和维护工作
量大等诸多不足。

随着国网公司“三集五大”的实施，在大运行体系下地区电网自
动电压控制系统AVC 该以何种模式运行是当前急需关注的问题。

为更好地满足电
力系统对电压、无功调节的需求，保证电网电能的高质量和降低网损，实现区域
或全网电压无功优化控制。

2 电力系统中AVC系统的工作原理
电网AVC系统基于OPEN-平台，AVC系统与调度中心主站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，据电网无功电压实时状态进行在线分析、计算，通过SCADA远程通道下达遥控命令，实现了全
网的无功电压优化控制的闭环运行。

2.1 AVC系统的运行特性
该系统从接受数据到输出数据，再到优化计算完成了一次向子站的发送控制
信息，占的CPU时间小于15s，是该AVC主站设计的一大优点。

2.2电网AVC系统主要存在的若干问题
2.2.1电压预判不精确，导致电压校正控制模式与AVC区域无功优化控制模式
相冲突，造成主变分接头或者电容器频繁出现循环动作，甚至使10kV母线电压
越限。

2.2.2 AVC系统通过引入保护信号实现对设备的可靠闭锁，比如针对主变分接
头“滑档”和电容器连续投切不成功等，增设了闭锁功能，但此功能容易造成部分
正常设备误闭锁，从而影响到AVC系统正常运行。

2.2.3采用区域电压控制模式时，常通过投切220kV变电站电容器来调节该
区域内其他10kV母线电压，但这会使本站10kV母线变化大，导致本站电压
预判不准而越限。

2.2.4根据逆调压原则，电网AVC系统全局参数设置中，10kV电压在负荷高
峰期为10.2kV～10.6kV，负荷低谷期为 10.1kV～10.5kV。

因此，在负荷高峰低谷
边界点会出现过调现象，也就是说在同一时间内系统会发出大量指令，而指令需
要排队下发执行，如果等待时间过长，则会导致遥控拒动。

3 AVC系统安全控制策略分析
3.1 AVC系统自动闭锁控制
AVC系统安全控制策略，对自动闭锁情况进行全面周到的考虑，旨在有效的
减少运行人员处理异常事故的工作量。

自动闭锁状况通常情况下是在主网支撑电
压过低的情况下出现的，AVC系统这时会对330kV的主变分接头实现闭锁，并且
在35kV～110kV范围内的变电站中投入电容器，停止上调分接头，防止主网出现
无功反送的现象，进而导致主网电压出现崩溃情况。

3.2 AVC系统的变电站控制策略
（1）电压合格控制策略。

应保证每个分区内的母线电压合格，用户可以对特殊变电站各级母线设定优先级。

在条件允许情况下，通过投退补偿电容（抗）器、主变分接头组合调节策略，实现变电站内各个电压等级母线电压均合格的多目标
优化控制。

（2）关口功率因数合格控制策略。

在省地调AVC协调运行方式下，330KV变电站关口功率因数应满足省调AVC实时下发的协调指令；在地调AVC独立运行方式下，变电站功率因数应满足功率因数考核曲线的要求。

（3）无功电压优化控制策略。

在满足变电站电压合格、功率因数合格的控制要求下，地调AVC应具有无功电压优化控制的策略。

根据全局无功优化计算给出
的母线电压优化控制目标，对每个分区内的变电站母线电压进行优化控制。

同时，地调AVC也支持人工指定的电压控制模式，具备恒调压、顺调压、逆调压方式的
设置，满足时间、空间多样多方式的调节要求。

（4）能够适应多种接线结构方式；支持同一母线接有电容器和电抗器的协调控制；支持低压侧和中压侧
4 地县一体化地区电网AVC系统运行模式方案研究
在地区电网“大运行”体系建设之前，地区电网地、县两级调度机构分别建设
了调度技术支持系统。

相应地，地、县两级调度技术支持系统中也都分别具备AVC 功能，分别承担各自调度管辖电网的电压无功控制任务。

在地区电网“大运行”体系建设后，地、县两级调度机构的技术支持系统均按一体化模式建设，那么AVC 功能是否也必须相应地按一体化的集中模式建设，或是仍按原有的地、县分
布模式建设。

4.1 按集中模式建设的AVC 功能
按集中模式建设的地区电网AVC 功能，是指在地调端部署1 套AVC服务，用
于地区电网全网电压无功控制。

优点：①面向全网的电压无功控制，能够实现对地区电网全网电压无功调节资源进行统筹优化考虑。

②符合国网公司“三集五大”
的管理理念，实现一体化、集约化运行。

③采用全网统一的灵敏度计算，计算精度较高。

缺点：①存在集中运行的风险，一旦出现异常，将导致全网AVC 功能
失效。

②由于接入控制的站点数量庞大，控制的时效性不高。

③灵敏度计算的
范围覆盖地区电网中的330kV系统，灵敏度计算受330kV网络电气参数的影响大。

4.2 按地、县分布模式建设的AVC 功能
按分布模式建设的AVC 功能是调度机构管辖范围对电网进行分区，在每个分
区内分别设置1 套AVC 服务，负责相应区域电网的电压无功控制。

优点：①地
调和各县调都有各自的AVC 服务，负载均衡。

②避免了服务过度集中导致的运
行风险。

其缺点：①由于控制所需的约束条件过多，导致实现的方法复杂。

地县一体化后调控技术支持系统的电网模型是统一的，若要硬将其分割成若干子网，
则各子网之间的协调控制相对复杂而且计算的准确性也会相应降低。

②地县之间存在大量信息交互，使控制的时效性受到影响。

③地、县AVC 功能之间为了达
到协调一致，需要进行频繁的通信，在控制的步调上要达到一致存在许多技术困难，处理不当的话将有可能引发县调端电容器频繁的投切振荡问题。

④各县调需要分别配置AVC 服务，需要增加多台服务器和工作站，不符合“三集五大”集约化
的管理理念。

4.3 确定最优方案
综上所述，我们从准确性、可靠性、时效性和经济性四个方面综合比较分析。

随着“三集五大”建设体系的不断推进，实现AVC系统地县一体化工作刻不容缓，
我们必须采取可靠有效且易于实现的实施方案。

5 总结及今后的改进方向
目前地区电网的所有变电站均已接入地县一体化AVC 系统闭环运行。

采用统
一的灵敏度计算服务，统一生成AVC 控制策略，通过各自的前置服务下发遥控命令。

地区电网地县一体化AVC 系统运行稳定，计算速度快，无功电压控制效果好，提高了整个地区电网的电压合格率，极大地降低网损，有利于地区电网经济稳定
运行。

今后应加强各县调运维人员的管理，加强各县调对地县一体化AVC 系统的
监控。

对于只有单条远动通道的厂站，应督促各县调尽快整改。

应不断优化管理
流程，不断提高完善系统功能，不断梳理完善系统实用化管理流程及专业规程，
确保系统稳定可靠保证电网安全运行。

参考文献
［１］张征．电压控制方法及上海电网ＡＶＣ的几点建议［Ｊ］．上海电力，2008．
［２］李广军，崔天时，范永存．地区电力调度自动化ＡＶＣ闭环控制安全
策略［Ｊ］．农业科技与装备，2009．
［３］钟毅，陈蕊．地区电网ＡＶＣ系统设计与实现［Ｊ］．电力系统保护
与控制，2009．
作者简介：
张学强（1982-），男，籍贯甘肃临泽，大学本科，工程师。

研究方向,电力系统运行稳定性、试验分析等领域的问题。