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AVC系統(tǒng)在電網(wǎng)EMS中的應(yīng)用
摘 要:隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展,電網(wǎng)規(guī)模的日益擴大,面向整個電網(wǎng)的無功電壓控制矛盾日益突出。自動電壓控制(AVC)技術(shù)架構(gòu)在EMS系統(tǒng)之上,以電壓安全和優(yōu)質(zhì)為約束,以系統(tǒng)運行經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo),連續(xù)閉環(huán)的進(jìn)行電壓的實時控制,有效解決了電網(wǎng)面臨的電壓控制問題。
關(guān)鍵詞:自動電壓控制(AVC) EMS系統(tǒng) 閉環(huán) 電壓的實時控制
【中圖分類號】 G644.4【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 C 【文章編號】1671-8437(2010)02-0169-01
1引言
隨著電力工業(yè)的發(fā)展,大容量電廠和電力用戶的大電力系統(tǒng)的出現(xiàn),電壓問題已經(jīng)不只是一個供電質(zhì)量的問題,而且是關(guān)系到大系統(tǒng)安全運行和經(jīng)濟(jì)運行的重要問題[1]。如何對電壓進(jìn)行優(yōu)化控制,提高電壓質(zhì)量、降低系統(tǒng)網(wǎng)損成為供電企業(yè)調(diào)度運行人員日益重視的問題。近年來自動電壓控制(AVC)技術(shù)的研究得到了長足的發(fā)展,成熟的AVC技術(shù)也逐步運用在各大電網(wǎng)的運行中。電網(wǎng)AVC系統(tǒng)的投運解決了電網(wǎng)運行中面臨的無功電壓問題,滿足了電能質(zhì)量、電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)運行的高要求,提高了電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運行水平。
2AVC系統(tǒng)簡介
基于最優(yōu)潮流(OPF)的實時自動電壓控制(AVC)集安全性和經(jīng)濟(jì)性于一體,可實現(xiàn)安全約束下的經(jīng)濟(jì)性的閉環(huán)控制,被公認(rèn)為是電力系統(tǒng)調(diào)度控制發(fā)展的最高階段[2]。AVC系統(tǒng)在現(xiàn)有的EMS系統(tǒng)SCADA/PAS基礎(chǔ)上,利用EMS高級應(yīng)用軟件(PAS)現(xiàn)有的電網(wǎng)模型以及SCADA系統(tǒng)采集的實時數(shù)據(jù),在滿足協(xié)調(diào)變量目標(biāo)值前提下,以全網(wǎng)網(wǎng)損最小為目標(biāo),綜合考慮母線的電壓合格率、無功調(diào)節(jié)設(shè)備的動作次數(shù)限制、保護(hù)動作情況等約束條件,通過分析計算,實時給出全網(wǎng)無功電壓優(yōu)化控制方案,并通過SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)對無功調(diào)節(jié)設(shè)備的閉環(huán)控制。
AVC服務(wù)器作為EMS系統(tǒng)的一個節(jié)點,與SCADA/AGC/PAS/DTS應(yīng)用的實時庫數(shù)據(jù)交互和網(wǎng)絡(luò)通信采用平臺提供機制。AVC系統(tǒng)進(jìn)程采用類似AGC的網(wǎng)絡(luò)化配置,主備服務(wù)器雙機熱備用,即主機進(jìn)程故障時,備機進(jìn)程能自動啟動,保證AVC系統(tǒng)不間斷運行,且主備切換時間短,保證不丟失任何控制數(shù)據(jù)。EMS系統(tǒng)中其余節(jié)點應(yīng)可瀏覽AVC畫面、數(shù)據(jù),用作觀摩和演示。
AVC系統(tǒng)實現(xiàn)的功能包括省地AVC協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)濾波、自動分區(qū)、決策選擇、控制執(zhí)行、安全監(jiān)視、規(guī)則庫、信息分析查詢等功能。
2.1 AVC系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)的實時狀態(tài)進(jìn)行控制策略計算,能 實現(xiàn)控制策略的開環(huán)、半開環(huán)、閉環(huán)控制,根據(jù)策略進(jìn)行實際的設(shè)備操作,控制模式之間的協(xié)調(diào)優(yōu)先保證電壓和功率因數(shù)約束,系統(tǒng)網(wǎng)損則次之。通過模式優(yōu)先級和響應(yīng)周期考慮控制動作次序問題,避免控制過調(diào)或振蕩。
2.2 AVC系統(tǒng)接讀取SCADA所有量測,根據(jù)電網(wǎng)運行方式變化進(jìn)行自動分區(qū),采取周期運行方式,引入狀態(tài)估計遙測遙信粗檢測對量測質(zhì)量進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,全網(wǎng)完整模型實時拓?fù)湫r灡苊夥謪^(qū)錯誤,確保控制數(shù)據(jù)源安全性,使控制區(qū)域與電網(wǎng)實際運行方式自動保持一致。
2.3 地調(diào)AVC系統(tǒng)能與省調(diào)AVC實施有效互聯(lián),執(zhí)行省調(diào)AVC下達(dá)的無功調(diào)節(jié)策略及相關(guān)指令,完成本地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)無功優(yōu)化,包括電容器/電抗器控制策略。省地AVC系統(tǒng)交換信息包括各變電站主變功率因數(shù)、電壓目標(biāo)值,無功備用可增可減無功值等。
2.4 控制策略計算時考慮的無功電源和調(diào)壓設(shè)備包括:發(fā)電機、電容/電抗器組、靜止無功補償器(SVC)、有載調(diào)壓變壓器(OLTC)等。
2.5 可按照電網(wǎng)電壓要求進(jìn)行母線、電容器等時段限值劃分,設(shè)置閉鎖條件實現(xiàn)AVC控制功能的安全性。
3AVC系統(tǒng)的特點
3.1 AVC系統(tǒng)采用一體化的設(shè)計理念。系統(tǒng)基于調(diào)度自動化平臺,直接讀取PAS網(wǎng)絡(luò)建模、從SCADA獲取實時采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行在線分析和計算,對電網(wǎng)內(nèi)各變電站的有載調(diào)壓裝置和無功補償設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)視、統(tǒng)一管理和在線控制,實現(xiàn)全網(wǎng)無功電壓優(yōu)化控制閉環(huán)運行。
3.2 AVC系統(tǒng)降低了運行人員的工作量。在正常運行時,AVC系統(tǒng)完全處于閉環(huán)自動運行的狀態(tài),將調(diào)度員從繁雜的日常調(diào)壓工作中解脫出來,降低調(diào)度員的勞動強度。同時,AVC系統(tǒng)一體化嵌入式的設(shè)計思路不給自動化人員增加任何維護(hù)工作。提供了良好的人機界面,調(diào)度員可以實時的修改控制目標(biāo),干預(yù)控制執(zhí)行。
3.3 AVC系統(tǒng)提供了安全可靠的調(diào)節(jié)手段。可自動閉環(huán)控制、實時調(diào)節(jié),保證電網(wǎng)電壓穩(wěn)定和安全運行,避免人工調(diào)整不合理性以及人工疏漏造成的誤操作;對于已經(jīng)裝設(shè)VQC裝置的變電站,主站AVC與子站VQC互為備用,增加電網(wǎng)在電壓無功緊急控制情況下可靠性;控制具有預(yù)見性,減少不必要的設(shè)備動作次數(shù),避免誤動或調(diào)節(jié)頻繁,提高了設(shè)備運行安全性和使用壽命,減輕了檢修強度,降低了無功設(shè)備故障概率。
3.4 AVC系統(tǒng)取得了較好的社會效益。確保關(guān)口功率因數(shù)合格,提高電壓合格率,實現(xiàn)逆調(diào)壓,對于未上VQC裝置的變電站,可減少子站VQC投資,節(jié)省了因各變電站就地安裝VQC而花費的資金,系統(tǒng)提高了無功資源的合理分配和可靠利用,使電容器最合理盡量投入,提高電容器投入率。實現(xiàn)全網(wǎng)無功裝置協(xié)調(diào)控制,允許網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部臨近變電站無功倒流、互相支援,使全網(wǎng)在滿足關(guān)口功率因數(shù)前提下無功在盡可能小區(qū)域內(nèi)分區(qū)就地平衡,減少線路無功流動,降低網(wǎng)損。
3.5 AVC系統(tǒng)取得了較好的技術(shù)管理效益。各級調(diào)度AVC系統(tǒng)互相聯(lián)系,下級調(diào)度跟隨上級調(diào)度下發(fā)的協(xié)調(diào)值,并將地區(qū)電網(wǎng)的實時信息上轉(zhuǎn)給上級調(diào)度,保證本地區(qū)電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)運行的同時,向上級電網(wǎng)提供堅實保障。
4體會
4.1 AVC系統(tǒng)的實施強化了調(diào)度、運方人員從
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