地方电网的AVC系统设计原则及实现

地方电网的AVC系统设计原则及实现
作者：王玉森赵键
来源：《中国科技博览》2015年第34期
[摘要]电网针对当前无功调节上技术水平的落后以及VQC调控装置的缺陷，开始引入自动电压控制（Automatic Voltage Control——AVC）系统。

AVC指的是自动电压控制。

它具有强大的自我调节功能，能够显著地提升电网质量，降低内部人员工作和电网的损耗。

本文在对AVC进行概述的基础之上，主要对其结构和设计时必须考虑到的功能进行探索，并结合笔者自身工作经验和文献查阅，对其实施过程中的框架设计、安全设计、进程配置进行详尽描述。

AVC具有很好的推广特点。

随着时代的发展，AVC必将逐渐取代现用较多的VQC系统，从而不断提升电网质量，减少无功传输和电网损失。

[关键词]AVC；系统设计；结构；功能；实现；安全设计
中图分类号：U665.12 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）34-0315-01
1.AVC概述
电压是供电质量的衡量因素，而且对于地区内的工业安全生产具有重要意义。

尤其是地方电网，由于其变电站之间缺乏相互的配合与协调，无功电压控制并没有取得明显的效果。

AVC （自动电压控制）的功能是实现对电网的无功电优化协调控制。

对于地方电网，AVC具有以下意义[1]：首先AVC系统具有强大的自我调节能力，能够显著减少内部工作人员的任务，而且AVC调节相对于人工电力调节的质量较好，这就提升电力输出的品质；其次，AVC能够降低电力网络的损耗，能够有效提升配电系统的经济性；最后，AVC调节能够实现其最基本的功能，也就是使网路更加稳定。

实施地方AVC系统一般采用二级或者三级电压控制模式，其原理对电网进行计算，并且得到电压控制指令，然后是把电压控制指令把传到各个控制设备。

这种模式是由法国人率先提出的，并且在欧洲得到了广泛的应用。

近年来，我国电网主要采用的是VQC软件或者装置。

这种设备能够实现对于电压调节的控制，而且其实施过程简便易行，并且能够保证一定的电压合格率以及功率因数，当时在操作过程中很难实现全部范围内的无功电压控制；不能再意外发生时更改控制的方案，这也就间接的加重了事故后果；每个变电站都增加一套自控装置，这样会使总的投资巨大。

2.设计原则
实际上，AVC系统的无功优化控制与整个电网系统密切联系，即涉及调度信息管理系统和自动化系统[2]。

因此，县级AVC系统应当具备良好的简便操作性、模块化设计、全面性、可靠性及安全性等特点，同时要使得县级AVC系统能够实现AVC功能之外，还应要使得县级了站和子厂的AVC系统能够在进行一定的自动控制和计算。

根据笔者的工作经验和文献查
阅，地方AVC系统的结构设计首先必须具有明显的逻辑结构，从上到下是业务处理、决策管理、设备执行的相互配合与协调。

通过对不同层次设计细节的优化，能够优化系统，从而提升AVC的重用性。

作为自动电压控制系统，AVC必须具备以下功能：
（1）最基本功能，优化电压调节。

如果系统中的变电站出现电压超限的情况，系统必须满足迅速对电压、上级电压的相关数据进行搜集和计算，并且通过计算的数据进行对电压的调节。

（2）优化补偿功能[3]。

此功能指的是通过AVC能够保证电网内各站电压达标，并且合理分配使无功功率达到一种平衡状态，从而提升电网的功率因数和电网经济性。

（3）电压综合无功优化功能。

该工跟那个指的是电压超限后，系统能够搜集母线符合以及电压的变化数据，并且迅速的得到预防无功补偿设备切震荡现象的方案。

（4）逆向调压功能。

此功能指的是在电网正常合格运行时，系统通过对电网进行检查分析，根据数据和计算的结果自动实现在低负荷时偏下限运行，在高负荷时偏上限运行的功能。

（5）此外，AVC还需要具备图形建模功能、统计考核功能、语音提示功能以及控制信息管理功能。

通过这些功能的构建和实施，AVC具有很好的推广特点。

随着时代的发展，AVC 必将逐渐取代现用较多的VQC系统，从而不断提升电网质量，减少无功传输和电网损失。

3.实现途径
AVC能够直接获取SCADA的实时数据和PSA的网络结构，快速的分析出控制方案并对电压无功控制设备进行相互协调控制。

3.1框架设计
AVC适用于多种供电网络，他能够利用计算机及网络技术对数据进行迅速在线的分析，而且能够实现对无功设备的监控、数据采集和集中控制，从而实现各处电压合格、全网损失小、各控制设备尽量合理的功能。

一般来说，AVC包括自动电压调整程序、遥控程序、报警程序。

自动电压调整程序能够从SCADA得到网络的运行状态，对电压进行监控，在意外电压时进行调解方案设计，遥控缓解是核心，他决定了系统能否运行成功。

报警程序能够在人和工作站上获得控制系统的信息。

3.2安全设计
和一般的设备或者系统相比，AVC对电压设备进行遥控，其运行的安全性具有更加重要的意义。

AVC系统主要采用的安全措施主要包括：
（1）系统投运安全策略：通过设计，按照一定的顺序将电网中的变压站场逐渐接入到控制系统，并且逐步分配到调压设备[4]。

然后根据具体情况设计开环或者闭环控制系统，或者是通过人工干预进行优化或者缺人控制方案，等到确认系统安全，厂站运行稳定、可靠后再接入到闭环系统。

（2）异常事件处理安全策略：AVC检测电压异常事件然后进行闭锁控制的相关设备主要包括AVC处理的异常事件有变压器调节拒动、变压器调节滑挡、10kV母线单相接地、电容器开关遥控不成功、电容器开关检修、电容器开关保护动作等。

（3）控制设备安全策略：在设计以及设备使用的全周期阶段，要充分考虑到设备的运行状况、使用寿命，并结合其具体使用运行的条件、动作次数等因素。

此外，还需考虑到仪器的维修情况，对其有效性进行完整可靠的评价。

（4）软件设计安全：需要判断电容器开关的情况，在此之后才能够进行远程调节。

AVC 系统能够实现分布式布置，必须采用备用机，保证系统不间断的进行。

对于登录的用户必须采用密码验证，此外，还需要对软件的运行情况自动生成日志文件。

（5）数据处理安全策略：对从SCADA系统获取的数据进行衍生数据处理，处理方法有质量检验、数字滤波、遥测误差校正、误遥信检测等。

3.3进程配置
AVC软件应当能够配置在任意的非服务器节点上，主节点作为热备用，其他的节点作为客户端实现其浏览功能，用来实现监视。

AVC需要实现通过操作中心统一进行，而不是限制于硬件结构上的操作中心。

系统调配服从于主站端，先对其进行电气分区计算，然后把结果发向操作中心。

4系统应用中的几个问题
4.1 存在的问题①AVC系统对主变调压开关异常情况如滑档等只能发出信号提示，没有出现滑档时的紧急停止功能，不能对主变滑档进行有效的控制。

AVC系统报表功能不够完善，没有按不同的电压等级及监测点统计，无法对各级电压进行有效监视分析。

②“返校超时”导致AVC系统异常封锁情况。

具体原因分析如下：aSCADA前置系统存在问题。

b因变电站综自RTU存在问题，造成“返校超时”、“执行发令超时”。

③“设备拒动”导致无功优化系统异常封锁情况。

4.2 应对措施①加强SCADA系统、变电站计算机监控系统投运验收和运行维护工作。

为使AVC系统更好地运行，变电运行中心对AVC系统的使用者进行了规范。

厂方人员在对数据库进行拷贝备份时，必须使用专用的外设工具并由专人负责管理并不作为他用。

监控人员则严格禁止将外设接入到AVC监控系统上，同时对职工进行安全风险教育，使其充分认识到病毒对AVC系统的重大危害，以及可能出现的严重后果。

②操作队运行人员应对AVC系统的控制
结果进行记录，加强现场检查和巡视，还应及时修改操作票等规定，将AVC系统的设置状态纳入到操作票中。

在对变电站进行标准化巡视时，一要重点检查有载调压装置及电容器的运行情况及健康状况，发现隐患及时上报，通知调控中心运行值班人员。

参考文献
[1] 石芳. 县级电网AVC系统的应用和技术特点[J]. 科技管理研究， 2013， 28（9）： 35-37.
[2] 赖鹏. 县级电网AVC系统的应用和技术特点[J]. 电子世界.2008：70-71.
[3] 钟毅. 地区电网 AVC 系统设计与实现[J]. 电力系统保护与控制， 2008 ，20（12）：41-53.。