劉偉

【摘 要】AVC系統(tǒng)主要由三個(gè)模塊構(gòu)成：自動(dòng)電壓調(diào)整程序（AVC_MAIN）、遙控程序（DO_CTLS）和報(bào)警程序（AVC_ALM）。AVC_MAIN通常只運(yùn)行在PAS節(jié)點(diǎn)上，它從SCADA獲得電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)分區(qū)調(diào)壓原則對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)電壓異常時(shí)提出相應(yīng)的調(diào)節(jié)措施。當(dāng)系統(tǒng)處于自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，將調(diào)節(jié)措施交給SCADA的遙控程序，執(zhí)行變壓器的升降和電容器的投切，遙控環(huán)節(jié)是電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行是否成功將在很大程度上決定于電網(wǎng)基礎(chǔ)自動(dòng)化狀況。報(bào)警程序負(fù)責(zé)顯示自動(dòng)調(diào)壓程序提出的調(diào)壓建議和遙控程序所做的自動(dòng)調(diào)壓措施。在AVC系統(tǒng)的現(xiàn)場應(yīng)用過程中，發(fā)現(xiàn)了AVC系統(tǒng)存在一些需要完善的問題，現(xiàn)作如下介紹，與大家共同探討。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)；數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）；自動(dòng)電壓控制（AVC）；無功優(yōu)化

1.AVC系統(tǒng)工程存在問題研究

電網(wǎng)AVC作為涉及電力系統(tǒng)、自動(dòng)化、通信等專業(yè)協(xié)調(diào)的系統(tǒng)工程，具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性，在實(shí)際運(yùn)行過程中不可避免地會(huì)存在一些需要進(jìn)一步完善的問題。

1.1 設(shè)備存在的問題

1）變壓器的問題。AVC系統(tǒng)是建立在電網(wǎng)高度自動(dòng)化基礎(chǔ)上的控制系統(tǒng)，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的要求較高，無載調(diào)壓變壓器已經(jīng)不能適應(yīng)AVC系統(tǒng)的要求；110 kV變電站中三圈變壓器在負(fù)荷變化較大或負(fù)荷分配不合理的情況下，為了保持35 kV側(cè)和10 kV側(cè)電壓在合格范圍內(nèi)，動(dòng)作次數(shù)比較頻繁。現(xiàn)有的油浸式110 kV變壓器有載調(diào)壓分接開關(guān)正常情況下，動(dòng)作次數(shù)應(yīng)控制在10次/天，但在負(fù)荷較高、電壓波動(dòng)較大時(shí)分接開關(guān)動(dòng)作次數(shù)常常超過這個(gè)限值，不能適應(yīng)AVC系統(tǒng)高標(biāo)準(zhǔn)的要求，影響了電壓合格率。

2）無功補(bǔ)償裝置的問題。使用電容器組是最傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置選型，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低，缺點(diǎn)是可控性差，不能跟蹤無功負(fù)荷動(dòng)態(tài)調(diào)整，與電網(wǎng)的需要不一致，影響電壓質(zhì)量，影響節(jié)約能源，影響電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。而且變電站普遍存在電容器分組配置容量不合理的問題，導(dǎo)致電容器組投入率偏低。

1.2 AVC系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)現(xiàn)的問題

AVC系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)電壓無功的閉環(huán)自動(dòng)控制，但是由于AVC軟件系統(tǒng)自身設(shè)計(jì)存在的問題以及電網(wǎng)運(yùn)行狀況的制約，使得AVC系統(tǒng)的安全性存在隱患，一旦引發(fā)電網(wǎng)事故，后果將非常嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。

1）AVC系統(tǒng)“軟閉鎖”的問題。AVC系統(tǒng)在SCADA主站收到保護(hù)信號(hào)時(shí)，觸發(fā)相關(guān)設(shè)備保護(hù)狀態(tài)，系統(tǒng)不會(huì)對(duì)該設(shè)備發(fā)令。但這種閉鎖方式只是對(duì)AVC軟件系統(tǒng)本身起作用，并不能夠直接閉鎖控制設(shè)備，在某些情況下無法阻止設(shè)備誤動(dòng)事故，這種閉鎖可以稱之為“軟閉鎖”。例如，實(shí)際運(yùn)行中變壓器有載調(diào)壓分接頭如出現(xiàn)滑檔，此時(shí)應(yīng)立即閉鎖有載調(diào)壓控制器動(dòng)作，AVC系統(tǒng)在這方面并不能防止滑檔的發(fā)生，只是不再發(fā)令調(diào)檔。常規(guī)有人值守時(shí)設(shè)計(jì)的急停功能由于遙控實(shí)時(shí)性達(dá)不到要求，將很難發(fā)揮作用，給變壓器安全運(yùn)行帶來隱患。有些變電站保護(hù)信號(hào)發(fā)出后，由于通道、前置機(jī)存在問題被延誤，十幾分鐘以后主站端才收到，此時(shí)AVC啟動(dòng)閉鎖程序已經(jīng)失去了意義；有的變電站保護(hù)信號(hào)漏報(bào)嚴(yán)重，這些隱患給AVC系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來了潛在的危險(xiǎn)，一旦設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，AVC系統(tǒng)可能會(huì)導(dǎo)致更加嚴(yán)重的事故。

2）過度依賴SCADA系統(tǒng)的問題。、

由于AVC系統(tǒng)過度依賴SCADA系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，在SCADA系統(tǒng)自身仍有許多問題的情況下，AVC系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件并不牢固。因此，在控制精度、遙控可靠性、實(shí)時(shí)性等方面存在一定的問題，并有引起設(shè)備誤動(dòng)的可能性，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來一定的隱患。在AVC系統(tǒng)日常運(yùn)行過程當(dāng)中，會(huì)遇到一些偽數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，如電壓測量值出現(xiàn)誤差、母線電壓測量值一直偏小，AVC系統(tǒng)會(huì)發(fā)令使變壓器調(diào)高檔位，引起實(shí)際電壓偏高，造成嚴(yán)重事故。AVC系統(tǒng)是借助SCADA系統(tǒng)的遙控、遙調(diào)功能，由于遙控、遙調(diào)返校成功率以及執(zhí)行成功率不高，導(dǎo)致完成一次全網(wǎng)操作時(shí)間過長，如調(diào)節(jié)廠站數(shù)量較多時(shí)，很難適應(yīng)負(fù)荷快速變化的要求。另外，通常電網(wǎng)負(fù)荷變化時(shí)段比較集中，短時(shí)間內(nèi)大量集中的遙控、遙調(diào)操作占用大量系統(tǒng)資源，對(duì)SCADA系統(tǒng)存在不良的影響，而且大量遙信變位信號(hào)形成了信號(hào)淹沒現(xiàn)象，對(duì)正常監(jiān)控造成嚴(yán)重干擾。

3）AVC系統(tǒng)智能化的缺陷。AVC系統(tǒng)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)行全網(wǎng)優(yōu)化分析計(jì)算，但是對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式的變化并沒有智能化的應(yīng)對(duì)能力，需要維護(hù)人員及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。針對(duì)一些運(yùn)行方式的變化，AVC系統(tǒng)表現(xiàn)出智能化不足的缺陷。

2.AVC系統(tǒng)改進(jìn)措施

電網(wǎng)技術(shù)日新月異，隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，許多新型設(shè)備、技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)AVC系統(tǒng)的應(yīng)用正在產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的影響。

2.1 控制設(shè)備的改進(jìn)

建議逐步推廣應(yīng)用變壓器真空有載調(diào)壓開關(guān)。針對(duì)AVC系統(tǒng)對(duì)調(diào)壓設(shè)備的要求，只有逐步采用先進(jìn)的調(diào)壓設(shè)備，才能更好地適應(yīng)AVC系統(tǒng)的高要求。有載分接開關(guān)領(lǐng)域的新成果就是引入了真空開關(guān)技術(shù)。真空有載分接開關(guān)已經(jīng)可以做到隔30萬次操作才維護(hù)一次，而且沒有運(yùn)行時(shí)間的限制。對(duì)大多數(shù)電力變壓器而言，真空技術(shù)使得有載分接開關(guān)的免維護(hù)運(yùn)行已經(jīng)成為可能。新技術(shù)的應(yīng)用將使AVC系統(tǒng)不再受到有載調(diào)壓動(dòng)作次數(shù)的限制，從而保證了電壓的穩(wěn)定性，而且簡化了AVC軟件的算法，不必再考慮電容器投入和電壓調(diào)節(jié)的耦合關(guān)系，保證了無功補(bǔ)償?shù)耐度肼?，進(jìn)一步減少了損耗。

2.2 AVC系統(tǒng)運(yùn)行的改進(jìn)建議

1）AVC系統(tǒng)可靠性的提高

對(duì)變電站VQC裝置閉鎖問題進(jìn)行了深入探討，指出了VQC裝置閉鎖可靠性的問題。同樣閉鎖可靠性對(duì)于AVC系統(tǒng)的應(yīng)用也是一個(gè)關(guān)鍵問題，AVC系統(tǒng)采用的“軟閉鎖”策略受到實(shí)時(shí)性、可靠性的限制，難以達(dá)到安全運(yùn)行的要求。VQC裝置雖然不能做到全網(wǎng)無功優(yōu)化，但在閉鎖可靠性方面具有明顯優(yōu)勢，自帶I/O系統(tǒng)的獨(dú)立VQC裝置集I/O系統(tǒng)和計(jì)算判斷于一身。特別是有關(guān)閉鎖信號(hào)由相應(yīng)裝置的硬接點(diǎn)輸入，大大增強(qiáng)了VQC閉鎖的快速性和可靠性。針對(duì)AVC對(duì)SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)的依賴性，采用與EMS系統(tǒng)一體化軟件設(shè)計(jì)較為有利，這樣可以結(jié)合使用PAS狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算等在線分析工具，并引入PAS狀態(tài)估計(jì)完善的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)精度。在控制通道方面，可以考慮使用獨(dú)立的專用無線或網(wǎng)絡(luò)通道，避免對(duì)SCADA系統(tǒng)的干擾，便于實(shí)現(xiàn)快速控制。

2）AVC系統(tǒng)智能化改進(jìn)建議

AVC軟件系統(tǒng)應(yīng)增強(qiáng)對(duì)異常量測變化的識(shí)別能力，根據(jù)主變無功功率、功率因素的變化情況做出智能預(yù)警提示，避免出現(xiàn)連續(xù)振蕩調(diào)節(jié)等不合理的控制動(dòng)作。

3.結(jié)語

AVC系統(tǒng)是電網(wǎng)EMS應(yīng)用的拓展，在設(shè)計(jì)思想上具有超前性，在工程上具有很強(qiáng)的實(shí)踐性、復(fù)雜性。雖然在實(shí)際運(yùn)行中取得了一定的成效，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，抓住系統(tǒng)的安全性、可靠性等關(guān)鍵問題，加大電網(wǎng)建設(shè)、維護(hù)的力度，才能不斷提高AVC系統(tǒng)的應(yīng)用水平，實(shí)現(xiàn)地區(qū)電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。

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（作者單位：國網(wǎng)太原供電公司）